一种高效燃料电池冷热电联供系统的制作方法

文档序号:11303962阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,包括燃料电池系统、散热系统、供热系统和直流变频制冷系统,所述燃料电池系统生成直流电,所述直流电被转换成稳定直流电,所述稳定直流电直接输出或稳定直流电驱动直流变频制冷系统实现冷量输出,所述燃料电池系统连通所述供热系统,所述散热系统向所述燃料电池系统供水而让水吸收所述燃料电池系统的反应热,吸收了燃料电池系统反应热的水流至所述供热系统,所述供热系统中流入的水与空气进行换热而实现供热,所述供热系统连通散热系统,所述供热系统中换热后的水流回所述散热系统被进一步冷却,所述散热系统将冷却后的水循环供应给所述燃料电池系统。

2.根据权利要求1所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述燃料电池系统包括氢气供应回路、空气供应回路、燃料电池电堆和直流-直流变换器,所述氢气供应回路和空气供应回路均连接燃料电池电堆,所述氢气供应回路供应氢气,所述空气供应回路供应空气,氢气和空气中的氧气在燃料电池电堆中发生反应生成直流电,所述散热系统向燃料电池电堆中供水而让水吸收氢气和氧气反应产生的反应热,反应后剩余的微量氢气经第一电磁阀排出到空气中,反应后的空气乏气排放到空气中,所述直流-直流变换器将燃料电池输出的直流电转换成稳定直流电。

3.根据权利要求2所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述氢气供应回路包括高压储氢容器、减压阀、单向阀、手动截止阀和防爆电磁阀,所述高压储氢容器、减压阀、单向阀、手动截止阀和防爆电磁阀依次连接,氢气从高压储氢容器出来,依次经过减压阀、单向阀、手动截止阀和防爆电磁阀进入燃料电池电堆;所述空气供应回路包括空气滤清器、消音器和空气压缩机,所述空气滤清器、消音器和空气压缩机依次连接,空气经过空气滤清器、消音器处理后进入空气压缩机,所述空气压缩机将空气升压,并送入燃料电池电堆。

4.根据权利要求1所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述燃料电池系统通过电动三通调节阀连通供热系统和散热系统,所述电动三通调节阀根据供热系统供热的负荷将从燃料电池系统流出的吸收了燃料电池系统反应热的水分流到供热系统和散热系统中。

5.根据权利要求4所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述供热系统包括翅片式换热器和供热风机,所述供热风机驱动空气流过翅片式换热器,所述翅片式换热器向翅片式换热器外侧的空气放热进行热量输出实现供热,所述供热的负荷大小与电动三通调节阀分流至翅片式换热器的水量呈正比,所述供热风机的转速与分流至翅片式换热器的水量呈正比。

6.根据权利要求4所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述散热系统包括散热器、水泵和旁通阀,所述水泵从散热器的底部抽水,并分别泵入燃料电池系统和直流变频制冷系统,泵入燃料电池系统中的水带走燃料电池系统的反应热后水温升高,升温的水通过电动三通调节阀分流,一部分回流至散热器,一部分流至供热系统,泵入直流变频制冷系统中的水带走直流变频制冷系统的放热后水温升高,升温的水直接回流至散热器,并在散热器中冷却后循环利用,所述旁通阀和散热器并联,所述旁通阀将回流的温度较低的水直接旁通到散热器出口循环利用。

7.根据权利要求6所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述散热系统还包括膨胀水箱、散热风机、水过滤器和分集水器,所述膨胀水箱连通散热器,所述膨胀水箱为散热器供水并提供水温变化时所需的体积膨胀空间,所述水过滤器设在水泵和散热器之间,所述分集水器分别与散热器和水泵连通,所述水泵通过分集水器将水泵入燃料电池系统和直流变频制冷系统,回流的水通过分集水器流回散热器,所述分集水器向直流变频制冷系统的供水管路上设有第二电磁阀,所述散热器中流回的水向散热器外部的空气放热,散热风机加速散热器外部空气的对流而将加热后的空气输送到需要供热的位置。

8.根据权利要求1所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述散热系统还连通直流变频制冷系统,所述散热系统向直流变频制冷系统供水而让水吸收直流变频制冷系统的放热,吸收了直流变频制冷系统放热的水流回散热系统被冷却,所述散热系统将冷却后的水循环供应给直流变频制冷系统。

9.根据权利要求1所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述直流变频制冷系统包括直流变频驱动器、直流变频制冷压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器和蒸发器风机,所述直流变频制冷压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器依次连接构成回路,所述直流变频驱动器将所述稳定直流电逆变成三相频率可调的梯形波或正弦波以驱动直流变频制冷压缩机运转,所述直流变频制冷压缩机将制冷剂气体压缩为高温高压气体,所述高温高压气进入冷凝器,所述冷凝器连通燃料电池的散热系统,高温高压气体在冷凝器中通过散热系统降温冷凝为高温高压液体,所述高温高压液体流经节流元件变为低温低压的气液混合物,所述气液混合物流入蒸发器,所述蒸发器风机驱动空气流过蒸发器,所述蒸发器中的气液混合物吸收蒸发器外侧空气的热量进行冷量输出,同时吸收热量的气液混合物再次蒸发为制冷剂气体,所述直流变频制冷压缩机的吸气口将制冷剂气体吸入直流变频制冷压缩机内,制冷剂气体在直流变频制冷压缩机内再次被压缩。

10.根据权利要求9所述的高效燃料电池冷热电联供系统,其特征在于,所述直流变频制冷系统还包括干燥过滤器和气液分离器,所述干燥过滤器设在冷凝器和节流元件之间,所述气液分离器设在蒸发器和直流变频制冷压缩机之间,所述干燥过滤器过滤高温高压液体中的杂质和水分,所述气液分离器将未蒸发的气液混合物进行分离,所述制冷剂气体为环保制冷剂气体。

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