一种燃料电池用余热回收利用方法与流程

本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池用余热回收利用方法。

背景技术：

1、燃料电池是一种将氢气、氧气作为反应原料经过一系列电化学反应产生电能和热量的发电设施。燃料电池余热利用装置多出现在水冷型燃料电池堆上面，且余热质量较高，利用较为简便。

2、基于风冷媒介的热物性质，采用风冷的燃料电池主要关注燃料电池的散热效率，而相对忽略风冷热量回收系统的重要性，继而导致风冷燃料电池的热利用率低于水冷燃料电池的热利用率，且也难以基于风冷燃料电池的余热稳定输出具有一定温度的暖风，尤其是在低温环境中，燃料电池的低品质余热回收控制显得尤为重要。

3、有鉴于此，本发明提供了一种燃料电池用余热回收利用方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种燃料电池用余热回收利用方法，以解决现有的燃料电池低质热量难以利用及难以形成高品质热能的问题。

2、本发明实施例提供以下技术方案：

3、本发明实施例一种燃料电池用余热回收利用方法，所述燃料电池与回流管道连通，且所述回流管道上设置有输入冷风的进气口和输出所述回流管道内部分暖风的出气口，所述燃料电池用余热回收利用方法包括：

4、基于所述进气口获取冷风，并获取所述进气口的冷风的温度tm1、所述进气口的冷风的质量流量qm1、所述回流管道靠近所述燃料电池进气端的回流暖风的温度tm2以及所述回流暖风的质量流量qm2；

5、混合所述进气口的冷风和靠近所述燃料电池进气端的回流暖风以形成混合流体，并基于所述质量流量qm1和所述质量流量qm2获取所述混合流体的质量流量为qm；

6、所述混合流体进入所述燃料电池与所述燃料电池进行换热以形成暖风，并回流至所述回流管道内，所述暖风的暖风温度t’m2的温度值如下：

7、

8、其中，q为所述混合流体与所述燃料电池进行换热时，所述燃料电池产生的热量、cp为比热容。

9、进一步地，所述回流暖风为所述回流管道内未从所述出气口流出的暖风。

10、进一步地，所述混合流体进入所述燃料电池与所述燃料电池进行换热以形成暖风包括：

11、所述混合流体在所述回流管道的作用下与所述燃料电池进行多次换热以形成暖风，直至所述暖风的暖风温度t’m2达到稳态，所述暖风温度t’m2等于所述回流暖风的温度tm2。

12、进一步地，所述暖风温度t’m2的计算公式为：

13、

14、进一步地，在所述暖风的暖风温度t’m2达到稳态，所述暖风温度t’m2等于所述回流暖风的温度tm2之后，还包括：

15、基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2。

16、进一步地，基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2包括：

17、调节所述燃料电池产生的热量q，保持所述质量流量qm1不变以调节所述暖风温度t’m2。

18、进一步地，基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2包括：

19、保持所述燃料电池产生的热量q不变，调节所述质量流量qm1以调节所述暖风温度t’m2。

20、进一步地，基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2包括：

21、同时调节所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1以调节所述暖风温度t’m2。

22、与现有技术相比，本发明的一种燃料电池用余热回收利用方法，通过对回流管道内的暖风进行回流，以持续对回流管道内部的暖风进行加热，从而能够形成具有一定温度的暖风，解决了现有的燃料电池低质热量难以利用及难以形成高品质热能的问题；

23、进一步地，本发明能够通过调节燃料电池的产热量以及通过进气口进入回流管道的冷风的质量流量调节回流管道内气体的温度，进一步便于调节出气口输出暖风的温度。

技术特征：

1.一种燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，所述燃料电池与回流管道连通，且所述回流管道上设置有输入冷风的进气口和输出所述回流管道内部分暖风的出气口，所述燃料电池用余热回收利用方法包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，所述回流暖风为所述回流管道内未从所述出气口流出的暖风。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，所述混合流体进入所述燃料电池与所述燃料电池进行换热以形成暖风包括：

4.根据权利要求3所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，所述暖风温度t’m2的计算公式为：

5.根据权利要求4所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，在所述暖风的暖风温度t’m2达到稳态，所述暖风温度t’m2等于所述回流暖风的温度tm2之后，还包括：

6.根据权利要求5所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2包括：

7.根据权利要求5所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2包括：

8.根据权利要求5所述的燃料电池用余热回收利用方法，其特征在于，基于所述燃料电池产生的热量q和所述质量流量qm1调节所述暖风温度t’m2包括：

技术总结
本发明的一种燃料电池用余热回收利用方法，燃料电池用余热回收利用方法包括：基于进气口获取冷风，并获取进气口的冷风的温度T<subgt;m1</subgt;、进气口的冷风的质量流量q<subgt;m1</subgt;、回流管道靠近燃料电池进气端的回流暖风的温度T<subgt;m2</subgt;以及回流暖风的质量流量q<subgt;m2</subgt;；混合进气口的冷风和靠近燃料电池进气端的回流暖风以形成混合流体，并基于质量流量q<subgt;m1</subgt;和质量流量q<subgt;m2</subgt;获取混合流体的质量流量为q<subgt;m</subgt;；混合流体进入燃料电池与燃料电池进行换热以形成暖风，并回流至回流管道内。本发明解决了现有的燃料电池低质热量难以利用及难以形成高品质热能的问题。

技术研发人员：陈锐,李斯琳,陈松,刘吉祥
受保护的技术使用者：上海氢洋科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13