一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统技术方案

本实用新型专利技术尤指一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，包括换热模块，包括燃料电池系统和余热交换设备；储热模块，包括第一水箱，余热交换设备与第一水箱连通形成储热水回路；制热模块，包括第二水箱，余热交换设备与第二水箱连通形成制热水回路，燃料电池系统产生的余热对制热水回路中的低温水进行加热；第一水箱与第二水箱之间通过压力平衡组件连通，第一水箱连通有冷水进管，第二水箱连通有热水出管。本申请利用相通的大小水箱分别与余热交换设备相连形成储热水回路和制热水回路，可有效缩短制热水所需时间，提高用户使用舒适度体验，同时通过合理的大小水箱温度分配控制，可提高燃料电池热电联供系统整体的综合效率。提高燃料电池热电联供系统整体的综合效率。提高燃料电池热电联供系统整体的综合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统


[0001]本技术属于燃料电池热电联供
，尤指一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的电化学装置，其发电过程不涉及氢氧燃烧，能量转换率高，发电时不产生污染，发电单元模块化，可靠性高，组装和维修都很方便，工作时也没有噪音。因此，燃料电池电源是一种清洁、高效的绿色环保电源。
[0003]燃料电池热电联供，是利用燃料电池发电技术同时向用户供给电能和热能的生产方式。用燃料电池运行过程中产生的余热供热，可提高能源的利用效率，而且减少二氧化碳和其他有害气体的排放。在交通运输领域，燃料电池发电过程中有较大的能量损失就是热量，电池的能量转换率为40％多，为了降低燃料电池运行过程中的温度，还需要配上水冷或空冷系统。而热电联供则是将这一部分能量收集起来，使得氢气能源转换效率达到90％以上，能量利用率大大提升。
[0004]通常的用于燃料电池发电过程中余热回收利用的为单储水箱体，一方面，该储水箱体顶底两端的水温差异较大，制热水满足用户需求的等待周期较长，严重影响了用户使用体验；另一方面，流通于余热交换设备前后段循环水路上的水温变化大，会影响燃料电池电堆的使用性能。

技术实现思路

[0005]针对以上技术问题，本技术的目的在于提供一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，其利用相通的大小水箱分别与余热交换设备相连形成储热水回路和制热水回路，可有效缩短制热水所需时间，提高用户使用舒适度体验，同时通过合理的大小水箱温度分配控制，可提高燃料电池热电联供系统整体的综合效率。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用以下的技术方案：
[0007]一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，包括：
[0008]换热模块，包括燃料电池系统和余热交换设备，所述余热交换设备与所述燃料电池系统连通形成换热循环回路；
[0009]储热模块，包括第一水箱，所述余热交换设备与所述第一水箱连通形成储热水回路，所述燃料电池系统产生的余热对所述储热水回路中的低温水进行加热；
[0010]制热模块，包括第二水箱，所述余热交换设备与所述第二水箱连通形成制热水回路，所述燃料电池系统产生的余热对所述制热水回路中的低温水进行加热；
[0011]所述第一水箱与所述第二水箱之间通过压力平衡组件连通，所述第一水箱连通有冷水进管，所述第二水箱连通有热水出管。
[0012]一些技术方案中，所述第一水箱与余热交换设备之间及所述第二水箱与余热交换设备之间设有用于二者连通的管路组件，及设于所述管路组件上的用于控制水流方向和/
或流量的阀组件，及设于所述管路组件上的用于水温和/或流量监测的传感组件，及设于所述管路组件上的水泵。
[0013]一些技术方案中，所述阀组件包括设于所述储热水回路位于所述余热交换设备的高温换热端口后段的常开阀体，及设于所述制热水回路位于所述余热交换设备的低温换热端口前段的常闭阀体；和/或，
[0014]所述传感组件包括串接至所述第一水箱低温水出口与余热交换设备之间管路上的第一温度传感器、流量计及串接至所述余热交换设备与所述第二水箱高温水进口之间管路上的第二温度传感器。
[0015]一些技术方案中，所述第一水箱内设有阻热隔板，所述阻热隔板水平布设，所述阻热隔板的相对一侧与第一水箱连接，相对另一侧与第一水箱的内壁面之间形成过水通道。
[0016]一些技术方案中，所述阻热隔板沿水平方向呈现凹凸结构；或者，
[0017]所述阻热隔板上衔接有多个垂直于板体间隔设置的挡板。
[0018]一些技术方案中，所述阻热隔板为沿第一水箱高度方向分布的多块，且相邻任意两块的所述阻热隔板之间，上一块的所述阻热隔板的过水通道与下一块的所述阻热隔板的过水通道分别靠近所述第一水箱的相对两侧壁面。
[0019]一些技术方案中，所述第二水箱的体积小于所述第一水箱的体积，所述第二水箱顶部连通有泄压管，所述泄压管外端装设用于泄压管通断控制的安全阀。
[0020]一些技术方案中，所述第一水箱内部沿竖直方向布设有排气管，所述排气管连通第一水箱与余热交换设备，以对第一水箱内的低温水进行换热，所述排气管的顶部还设有排气口。
[0021]一些技术方案中，所述第一水箱与所述第二水箱内分别装设用于水温监测的第三温度传感器与第四温度传感器；和/或，
[0022]所述第二水箱内设有辅助电加热组件。
[0023]一些技术方案中，所述第一水箱与所述第二水箱竖向布置，且底部均连通有排空管路。
[0024]本技术采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：
[0025]1.高温(第二水箱)与低温(第一水箱)双水箱系统技术：在燃料电池系统产热功率一定的情况下，可有效缩短水箱升温时间，提高用户的使用舒适度体验，同时通过合理的高低温水箱温度分配控制，提高系统热效率，进而提高燃料电池热电联供系统整体综合效率；
[0026]2.桶内分层技术：水箱中采用高阻热材料对水箱进行分层处理，增大液体进出口流通路径，有效提升水箱中液体的分层效果，促使水箱进出口温度进一步增大，通过管路技术抽取水箱底部低温液体进入余热交换设备，从而增大设备两端进出水温差，提升系统换热效率。
附图说明
[0027]为了更清楚的说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0028]图1为本技术实施例所述的一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统的结构流程图。
[0029]图中标注符号的含义如下：
[0030]1‑
第一水箱，2
‑
第二水箱，3
‑
排气管，4
‑
阻热隔板，5
‑
排气口，6
‑
排空管路，8
‑
第三温度传感器，9
‑
第四温度传感器，10
‑
泄压管，11
‑
辅助电加热组件，12
‑
压力平衡管，13
‑
第一温度传感器，14
‑
常闭阀体，15
‑
常开阀体，16
‑
第二温度传感器，18
‑
流量计，20
‑
余热交换设备。
具体实施方式
[0031]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0032]为使图面简洁，各图中只示意性地表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，其特征在于，包括：换热模块，包括燃料电池系统和余热交换设备，所述余热交换设备与所述燃料电池系统连通形成换热循环回路；储热模块，包括第一水箱，所述余热交换设备与所述第一水箱连通形成储热水回路，所述燃料电池系统产生的余热对所述储热水回路中的低温水进行加热；制热模块，包括第二水箱，所述余热交换设备与所述第二水箱连通形成制热水回路，所述燃料电池系统产生的余热对所述制热水回路中的低温水进行加热；所述第一水箱与所述第二水箱之间通过压力平衡组件连通，所述第一水箱连通有冷水进管，所述第二水箱连通有热水出管。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，其特征在于，所述第一水箱与余热交换设备之间及所述第二水箱与余热交换设备之间设有用于二者连通的管路组件，及设于所述管路组件上的用于控制水流方向和/或流量的阀组件，及设于所述管路组件上的用于水温和/或流量监测的传感组件，及设于所述管路组件上的水泵。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，其特征在于，所述阀组件包括设于所述储热水回路位于所述余热交换设备的高温换热端口后段的常开阀体，及设于所述制热水回路位于所述余热交换设备的低温换热端口前段的常闭阀体；和/或，所述传感组件包括串接至所述第一水箱低温水出口与余热交换设备之间管路上的第一温度传感器、流量计及串接至所述余热交换设备与所述第二水箱高温水进口之间管路上的第二温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池热电联供用双水箱储热系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林法强，张健，王晓华，杨雪林，
申请(专利权)人：上海燃料电池汽车动力系统有限公司，
类型：新型
国别省市：