氢燃料电池发电装置及氢燃料电池换热器制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种氢燃料电池发电装置及氢燃料电池换热器，所述氢燃料电池换热器包括换热容器、第一换热管路、第二换热管路、第一阀体、第二阀体；第一换热管路、第二换热管路的主体设置于换热容器内；第一换热管路设有第一换热管路入口、第一换热管路低温出口，第一换热管路内设有第一阀体；第二换热管路设有第二换热管路入口、第二换热管路高温出口，第二换热管路内设有第二阀体；第二换热管路能与换热容器内介质接触的面积小于第一换热管路能与换热容器内介质接触的面积；或者/并且，第二换热管路材质的换热效率小于第一换热管路材质的换热效率。本发明专利技术提出的氢燃料电池发电装置及氢燃料电池换热器，可提高氢燃料电池的工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池发电装置及氢燃料电池换热器
本专利技术属于氢燃料电池
，涉及一种氢燃料电池发电装置，尤其涉及一种氢燃料电池换热器。
技术介绍
随着各国政府和人民对能源可持续发展的逐步重视，近几年来，清洁能源收到了着重关注，氢能源便是其中之一。对氢能源的利用，目前发展还不太成熟，市场化的产品主要有丰田的Mirai氢燃料电池车；氢燃料电池车目前的供氢方式是通过氢罐的方式提供氢气。其缺陷是成本高，氢气从出厂，到压缩至大型氢气罐，到运输到加氢站，到解压输送至用户氢气罐，到在用户氢气罐增压，使得这种氢气供应方式需要较高的成本。此外，加氢站的建设成本也十分昂贵。据相关报道，国内正在运行的加氢站仅有不足10座，分布在北京、上海、广东、江苏等地。数据显示，目前，建成一座加氢能力大于200公斤的加氢站需要1000多万元，如此高昂的建设成本显然是加氢站快速发展的最大障碍。要想实现加氢站大规模建设，加快产业布局，大幅度降低成本是当务之急。因成本高，加氢站建设的相关技术还有待进一步研发，否则难以促进市场化大规模推广。日本是全球最早实现氢燃料电池汽车推广的国家，但其也面临加氢站建设方面的问题。本田首席研究员守谷隆史日前表示，在日本有91座已经在运行的加氢站，还有9座正在建设的加氢站，但还远远不够。除了建设成本高昂，加氢站建设还有不少难题，如在技术上存在一定争议，全球范围内也没有统一的标准。我国在质子交换膜组、储氢罐等核心设备的技术储备上还比较薄弱，尚有许多技术难点需要攻关，尤其是在加氢站建设过程中的氢气压缩机、加氢站不锈钢材料、加氢站温度等问题上还存在一定争议。北京海德利森科技有限公司副总经理、产品总监韩武林就认为，建设加氢站首先要明确加氢站的加氢能力，其次在加氢站设计中，氢气增压机和储罐的匹配、选择、优化最为重要。比成本高、技术待提升、标准建设滞后更值得关注的是氢气的储运安全问题。目前，这方面还处于试验验证阶段，而安全问题能否彻底解决是决定包括加氢站建设在内的氢燃料电池汽车发展的关键。此外，氢燃料电池通常比较适宜的发电温度在-5℃～20℃，在冬季使用时，由于气温较低，氢气在从制氢装置输送至氢燃料电池的过程中温度降低，在一定情况下无法达到最佳的工作温度，导致氢燃料电池无法正常工作。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的氢燃料电池发电装置，以便克服现有氢燃料电池发电装置存在的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种氢燃料电池发电装置及氢燃料电池换热器，可提高氢燃料电池的工作稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种氢燃料电池换热器，所述氢燃料电池换热器包括：换热容器、第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路、温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、主控电路；所述第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路的主体设置于换热容器内，温度传感器设置于换热容器外，感应外界环境温度；所述换热容器的一端设有换热介质入口，所述换热容器的另一端设有换热介质出口；换热介质入口或换热介质出口设有第四电磁阀；所述第一换热管路设有第一换热管路入口、第一换热管路低温出口；第二换热管路设有第二换热管路入口、第二换热管路高温出口；所述第一换热管路入口、第二换热管路入口分别与制氢装置的高纯氢提纯装置连接，第一换热管路低温出口、第二换热管路高温出口分别连接氢燃料电池电堆；所述第一换热管路入口设置于换热容器的第一端，所述第一换热管路低温出口设置于换热容器的第二端；所述第一换热管路内设有第一电磁阀；所述第二换热管路位于换热容器内的管路长度小于第一换热管路位于换热容器内的管路长度的一半；所述第二换热管路内设有第二电磁阀；所述第三换热管路设有第三换热管路入口、第三换热管路出口，第三换热管路内设有第三电磁阀；所述主控电路分别连接温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；所述主控电路根据温度传感器感应的数据控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作；在温度传感器感应到外界温度在-5～20℃，控制第二电磁阀打开、第一电磁阀关闭，经过短时间换热的高温氢气通过第二换热管路高温出口流出，进入燃料电池电堆；在温度传感器感应到外界温度大于20℃，控制第一电磁阀打开、第二电磁阀关闭，经过长时间换热的低温氢气通过第一换热管路低温出口流出，进入燃料电池电堆。一种氢燃料电池换热器，所述氢燃料电池换热器包括：换热容器、第一换热管路、第二换热管路、第一阀体、第二阀体；所述第一换热管路、第二换热管路的主体设置于换热容器内，温度信息获取单元用以获取外界环境温度；所述换热容器分别设有换热介质入口、换热介质出口；所述第一换热管路设有第一换热管路入口、第一换热管路低温出口，所述第一换热管路内设有第一阀体；第二换热管路设有第二换热管路入口、第二换热管路高温出口，所述第二换热管路内设有第二阀体；所述第二换热管路能与换热容器内介质接触的面积小于第一换热管路能与换热容器内介质接触的面积；或者/并且，第二换热管路材质的换热效率小于第一换热管路材质的换热效率。作为本专利技术的一种实施方式，所述氢燃料电池换热器还包括第三换热管路，所述第三换热管路的主体设置于换热容器内。作为本专利技术的一种实施方式，第一换热管路入口、第二换热管路入口分别与制氢装置中的高纯氢提纯装置连接，第一换热管路低温出口、第一换热管路高温出口分别连接氢燃料电池电堆。作为本专利技术的一种实施方式，所述第一阀体为第一电磁阀，所述第二阀体为第二电磁阀，所述氢燃料电池换热器还包括主控电路、温度信息获取单元；所述氢燃料电池换热器还包括第三电磁阀、第四电磁阀，第三换热管路入口或第三换热管路出口设有第三电磁阀，换热介质入口或换热介质出口设有第四电磁阀；所述主控电路分别连接温度信息获取单元、第一电磁阀、第二电磁阀；主控电路根据温度信息获取单元感应的数据控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作；所述主控电路分别连接第三电磁阀、第四电磁阀；主控电路根据换热器是否需要处于工作状态控制第三电磁阀、第四电磁阀的动作。作为本专利技术的一种实施方式，所述第一换热管路高温出口与所述换热介质入口的距离小于换热容器长度的一半。一种氢燃料电池发电装置，包括制氢装置、氢燃料电池、换热器，所述制氢装置连接氢燃料电池，换热器分别连接制氢装置、氢燃料电池；所述制氢装置包括富氢制备装置、高纯氢提纯装置，富氢制备装置连接高纯氢提纯装置；所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接一主控装置；所述富氢制备装置设有连接原料存储容器的原料输送管路，将甲醇水原料通过原料输送管路输送至气化机构气化；所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池换热器，其特征在于，所述氢燃料电池换热器包括：换热容器、第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路、温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、主控电路；/n所述第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路的主体设置于换热容器内，温度传感器设置于换热容器外，感应外界环境温度；/n所述换热容器的一端设有换热介质入口，所述换热容器的另一端设有换热介质出口；换热介质入口或换热介质出口设有第四电磁阀；/n所述第一换热管路设有第一换热管路入口、第一换热管路低温出口；第二换热管路设有第二换热管路入口、第二换热管路高温出口；/n所述第一换热管路入口、第二换热管路入口分别与制氢装置的高纯氢提纯装置连接，第一换热管路低温出口、第二换热管路高温出口分别连接氢燃料电池电堆；/n所述第一换热管路入口设置于换热容器的第一端，所述第一换热管路低温出口设置于换热容器的第二端；所述第一换热管路内设有第一电磁阀；/n所述第二换热管路位于换热容器内的管路长度小于第一换热管路位于换热容器内的管路长度的一半；所述第二换热管路内设有第二电磁阀；/n所述第三换热管路设有第三换热管路入口、第三换热管路出口，第三换热管路内设有第三电磁阀；/n所述主控电路分别连接温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；/n所述主控电路根据温度传感器感应的数据控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作；/n在温度传感器感应到外界温度在-5～20℃，控制第二电磁阀打开、第一电磁阀关闭，经过短时间换热的高温氢气通过第二换热管路高温出口流出，进入燃料电池电堆；/n在温度传感器感应到外界温度大于20℃，控制第一电磁阀打开、第二电磁阀关闭，经过长时间换热的低温氢气通过第一换热管路低温出口流出，进入燃料电池电堆。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池换热器，其特征在于，所述氢燃料电池换热器包括：换热容器、第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路、温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、主控电路；
所述第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路的主体设置于换热容器内，温度传感器设置于换热容器外，感应外界环境温度；
所述换热容器的一端设有换热介质入口，所述换热容器的另一端设有换热介质出口；换热介质入口或换热介质出口设有第四电磁阀；
所述第一换热管路设有第一换热管路入口、第一换热管路低温出口；第二换热管路设有第二换热管路入口、第二换热管路高温出口；
所述第一换热管路入口、第二换热管路入口分别与制氢装置的高纯氢提纯装置连接，第一换热管路低温出口、第二换热管路高温出口分别连接氢燃料电池电堆；
所述第一换热管路入口设置于换热容器的第一端，所述第一换热管路低温出口设置于换热容器的第二端；所述第一换热管路内设有第一电磁阀；
所述第二换热管路位于换热容器内的管路长度小于第一换热管路位于换热容器内的管路长度的一半；所述第二换热管路内设有第二电磁阀；
所述第三换热管路设有第三换热管路入口、第三换热管路出口，第三换热管路内设有第三电磁阀；
所述主控电路分别连接温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；
所述主控电路根据温度传感器感应的数据控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作；
在温度传感器感应到外界温度在-5～20℃，控制第二电磁阀打开、第一电磁阀关闭，经过短时间换热的高温氢气通过第二换热管路高温出口流出，进入燃料电池电堆；
在温度传感器感应到外界温度大于20℃，控制第一电磁阀打开、第二电磁阀关闭，经过长时间换热的低温氢气通过第一换热管路低温出口流出，进入燃料电池电堆。


2.一种氢燃料电池换热器，其特征在于，所述氢燃料电池换热器包括：换热容器、第一换热管路、第二换热管路、第一阀体、第二阀体；所述第一换热管路、第二换热管路的主体设置于换热容器内；
所述换热容器分别设有换热介质入口、换热介质出口；
所述第一换热管路设有第一换热管路入口、第一换热管路低温出口，所述第一换热管路内设有第一阀体；第二换热管路设有第二换热管路入口、第二换热管路高温出口，所述第二换热管路内设有第二阀体；
所述第二换热管路能与换热容器内介质接触的面积小于第一换热管路能与换热容器内介质接触的面积；或者/并且，第二换热管路材质的换热效率小于第一换热管路材质的换热效率。


3.根据权利要求2所述的氢燃料电池换热器，其特征在于：
所述氢燃料电池换热器还包括第三换热管路，所述第三换热管路的主体设置于换热容器内。


4.根据权利要求2所述的氢燃料电池换热器，其特征在于：
所述第一换热管路入口、第二换热管路入口分别与制氢装置中的高纯氢提纯装置连接，第一换热管路低温出口、第一换热管路高温出口分别连接氢燃料电池电堆。


5.根据权利要求3所述的氢燃料电池换热器，其特征在于：
所述第一阀体为第一电磁阀，所述第二阀体为第二电磁阀，所述氢燃料电池换热器还包括主控电路、温度信息获取单元；
所述氢燃料电池换热器还包括第三电磁阀、第四电磁阀，第三换热管路入口或第三换热管路出口设有第三电磁阀，换热介质入口或换热介质出口设有第四电磁阀；
所述主控电路分别连接温度信息获取单元、第一电磁阀、第二电磁阀；主控电路根据温度信息获取单元感应的数据控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作；
所述主控电路分别连接第三电磁阀、第四电磁阀；主控电路根据换热器是否需要处于工作状态控制第三电磁阀、第四电磁阀的动作。


6.根据权利要求2所述的氢燃料电池换热器，其特征在于：
所述第一换热管路高温出口与所述换热介质入口的距离小于换热容器长度的一半。


7.一种氢燃料电池发电装置，其特征在于，包括制氢装置、氢燃料电池、换热器，所述制氢装置连接氢燃料电池，换热器分别连接制氢装置、氢燃料电池；
所述制氢装置包括富氢制备装置、高纯氢提纯装置，富氢制备装置连接高纯氢提纯装置；
所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接一主控装置；
所述富氢制备装置设有连接原料存储容器的原料输送管路，将甲醇水原料通过原料输送管路输送至气化机构气化；
所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；
所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；
所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；
所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟涛，陈昌军，
申请(专利权)人：上海合既得动氢机器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31