电解槽制氢系统和电解槽温度控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电解槽制氢系统和电解槽温度控制方法，其中，电解槽制氢系统中的换热器接收冷却液输送管路输送的冷却液，以及接收电解液输送管路输送的电解液，将冷却液与电解液进行热量交换；电解槽根据换热器输出的电解液执行制氢反应操作，获得反应产物，并输出反应产物；冷却液流量调节装置调节冷却液输送管路的冷却液流量；控制器在电解槽的出口温度处于预设温度范围的情况下，基于电解槽的出口温度计算得到电解槽的目标入口温度；如果入口温度与目标入口温度之间的温度差异值大于阈值，则通过冷却液流量调节装置调节冷却液输送管路中的冷却液流量，使得温度差异值不大于该阈值，能够满足电解槽的温度控制需求。能够满足电解槽的温度控制需求。能够满足电解槽的温度控制需求。

【技术实现步骤摘要】
电解槽制氢系统和电解槽温度控制方法


[0001]本专利技术涉及电解槽制氢
，特别涉及一种电解槽制氢系统和电解槽温度控制方法。

技术介绍

[0002]目前，在制备氢气的过程中，为了保障制氢电解槽的运行稳定性，需要控制电解槽的温度。
[0003]现有的电解槽的温度控制方案，通常是通过调节换热器的冷却水流量控制电解槽的出口温度，然而，这样的方式存在温度延迟、响应慢的问题，从而容易导致电解槽内容存在超温以及电解能耗高的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电解槽制氢系统和电解槽温度控制方法，能够满足电解槽的温度控制需求。具体方案如下：
[0005]一种电解槽制氢系统，包括：
[0006]控制器、电解槽、冷却液流量调节装置和换热器；
[0007]所述换热器，用于接收冷却液输送管路输送的冷却液，以及接收电解液输送管路输送的电解液，通过所述冷却液与所述电解液进行热量交换；
[0008]所述电解槽，用于根据所述换热器输出的电解液执行制氢反应操作，获得反应产物，并输出所述反应产物；
[0009]所述冷却液流量调节装置，用于调节所述冷却液输送管路的冷却液流量；
[0010]所述控制器，用于在所述电解槽当前的出口温度处于预设的温度范围的情况下，基于所述电解槽当前的出口温度计算得到所述电解槽的目标入口温度；在所述电解槽当前的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值大于预设的阈值的情况下，通过所述冷却液流量调节装置调节所述冷却液输送管路中的冷却液流量，使得所述电解槽的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值不大于所述阈值。
[0011]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述控制器，用于：
[0012]确定所述电解槽产生的热量、所述电解槽的总消耗热量以及补偿功率；
[0013]根据所述电解槽产生的热量、所述总消耗热量以及所述补偿功率计算得到电解液换热量；
[0014]根据所述出口温度、所述电解液换热量以及预设的校正系数计算得到目标入口温度。
[0015]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述控制器，用于：
[0016]确定所述电解液在所述电解槽的停留时间；
[0017]根据所述出口温度、预设的目标出口温度、所述电解槽中的电解液质量、电解槽质量以及所述停留时间确定所述补偿功率。
[0018]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述控制器，用于：
[0019]根据所述电解槽的容积以及所述电解槽入口的电解液体积流量确定所述电解液在所述电解槽的停留时间。
[0020]上述的电解槽制氢系统，可选的，在所述电解槽的入口温度达到所述目标入口温度后，所述控制器，还用于：
[0021]在所述电解槽满足预设的运行稳定条件的情况下，根据所述电解槽当前的入口温度和出口温度更新所述校正系数。
[0022]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述冷却液流量调节装置包括第一阀门组件；
[0023]所述控制器，用于：
[0024]根据所述入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值调节所述第一阀门组件的开度，以调节冷却液输送管路的冷却液流量，使得所述电解槽的入口温度达到目标入口温度。
[0025]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述流量调节装置包括第一阀门组件；
[0026]所述控制器，用于：
[0027]获取所述换热器的电解液通道入口温度、所述换热器的冷却液通道入口温度以及所述换热器的冷却液通道出口温度；
[0028]基于所述出口温度、所述目标入口温度、所述电解液通道入口温度、所述冷却液通道入口温度以及所述冷却液通道出口温度，计算得到目标冷却液流量；
[0029]调节所述第一阀门组件的开度，以使所述冷却液输送管路的冷却液流量达到所述目标冷却液流量。
[0030]上述的电解槽制氢系统，可选的，还包括电解液流量调节装置；
[0031]所述电解液流量调节装置，用于调节所述电解槽入口的电解液流量。
[0032]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述控制器在所述电解槽的入口温度达到所述目标入口温度后，还用于：
[0033]在检测到所述电解槽当前的出口温度与预设的目标出口温度不匹配时，通过所述电解液流量调节装置调节所述电解槽入口的电解液流量，使得所述电解槽当前的出口温度与预设的目标出口温度匹配。
[0034]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述控制器在所述电解槽的入口温度达到所述目标入口温度后，还用于：
[0035]在检测到所述电解槽当前的工作电压与预设的目标工作电压不匹配时，通过所述电解液流量调节装置调节所述电解槽入口的电解液流量，使得所述电解槽当前的工作电压与预设的目标工作电压匹配。
[0036]上述的电解槽制氢系统，可选的，所述控制器在所述电解槽的入口温度达到所述目标入口温度后，还用于：
[0037]在检测到所述电解槽的工作电流与预设的目标工作电流不匹配时，通过所述电解液流量调节装置调节所述电解槽入口的电解液流量，使得所述电解槽当前的工作电流与预设的目标工作电流相匹配。
[0038]一种电解槽温度控制方法，应用于电解槽制氢系统的控制器，所述电解槽制氢系统还包括电解槽、冷却液流量调节装置以及向所述电解槽输送与冷却液热交换后的电解液
的换热器，所述方法包括：
[0039]在所述电解槽当前的出口温度处于预设的温度范围的情况下，基于所述电解槽当前的出口温度计算得到所述电解槽的目标入口温度；
[0040]在所述电解槽当前的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值大于预设的阈值的情况下，通过所述冷却液流量调节装置，调节冷却液输送管路向所述换热器输送的冷却液的流量，使得所述入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值不大于所述阈值。
[0041]与现有技术相比，本专利技术实施例包括以下优点：
[0042]本专利技术实施例提供了一种电解槽制氢系统和方法，其中，电解槽制氢系统中的所述换热器接收冷却液输送管路输送的冷却液，以及接收电解液输送管路输送的电解液，通过所述冷却液与所述电解液进行热量交换；电解槽制氢系统中的电解槽根据所述换热器输出的电解液执行制氢反应操作，获得反应产物，并输出所述反应产物；电解槽制氢系统中的控制器在所述电解槽当前的出口温度处于预设的温度范围的情况下，基于所述电解槽当前的出口温度计算得到所述电解槽的目标入口温度；在所述电解槽当前的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值大于预设的阈值的情况下，通过所述冷却液流量调节装置调节所述冷却液输送管路中的冷却液流量，使得所述电解槽的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值不大于所述阈值。应用本专利技术实施例提供的系统，能够满足电解槽的温度控制需求，能够有效避免现有控制方案中出现的温度控制不稳定、超温、能耗高以及延时响应慢等问题。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解槽制氢系统，其特征在于，包括：控制器、电解槽、冷却液流量调节装置和换热器；所述换热器，用于接收冷却液输送管路输送的冷却液，以及接收电解液输送管路输送的电解液，通过所述冷却液与所述电解液进行热量交换；所述电解槽，用于根据所述换热器输出的电解液执行制氢反应操作，获得反应产物，并输出所述反应产物；所述冷却液流量调节装置，用于调节所述冷却液输送管路的冷却液流量；所述控制器，用于在所述电解槽当前的出口温度处于预设的温度范围的情况下，基于所述电解槽当前的出口温度计算得到所述电解槽的目标入口温度；在所述电解槽当前的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值大于预设的阈值的情况下，通过所述冷却液流量调节装置调节所述冷却液输送管路中的冷却液流量，使得所述电解槽的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值不大于所述阈值。2.根据权利要求1所述的电解槽制氢系统，其特征在于，所述控制器，用于：确定所述电解槽产生的热量、所述电解槽的总消耗热量以及补偿功率；根据所述电解槽产生的热量、所述总消耗热量以及所述补偿功率计算得到电解液换热量；根据所述出口温度、所述电解液换热量以及预设的校正系数计算得到目标入口温度。3.根据权利要求2所述的电解槽制氢系统，其特征在于，所述控制器，用于：确定所述电解液在所述电解槽的停留时间；根据所述出口温度、预设的目标出口温度、所述电解槽中的电解液质量、电解槽质量以及所述停留时间确定所述补偿功率。4.根据权利要求3所述的电解槽制氢系统，其特征在于，所述控制器，用于：根据所述电解槽的容积以及所述电解槽入口的电解液体积流量确定所述电解液在所述电解槽的停留时间。5.根据权利要求2所述的电解槽制氢系统，其特征在于，在所述电解槽的入口温度达到所述目标入口温度后，所述控制器，还用于：在所述电解槽满足预设的运行稳定条件的情况下，根据所述电解槽当前的入口温度和出口温度更新所述校正系数。6.根据权利要求1所述的电解槽制氢系统，其特征在于，所述冷却液流量调节装置包括第一阀门组件；所述控制器，用于：根据所述入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值调节所述第一阀门组件的开度，以调节冷却液输送管路的冷却液流量，使得所述电解槽的入口温度与所述目标入口温度之间的温度差异值不大于所述阈值。7.根据权利要求1所述的电解槽制氢系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞飞，贾国亮，张功，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：