燃料电池的空气增湿与温度调节系统及大功率发电设备技术方案

本实用新型专利技术提供一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统及大功率发电设备，该系统包括：电堆；空气管路，其连接电堆以对电堆输入空气，且空气管路上沿着气流方向依次设有压缩机和多个储水室；集水室，其设置于电堆的尾排管路；以及回流管路，其一端连接集水室、另一端分别连接各储水室，回流管路上设有水泵，以将集水室内的液态水分别抽吸至各储水室。本实用新型专利技术的有益效果：收集燃料电池内部反应产生的液态水，并将液态水输送至各储水室，待输入电堆的高温压缩空气依次流过各储水室，利用空气在水中穿过进行换热、并携带水分，实现对高温空气进行降温和增湿，调整最终进入电堆的混合空气的温度和湿度。气的温度和湿度。气的温度和湿度。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的空气增湿与温度调节系统及大功率发电设备


[0001]本技术涉及燃料电池的供气系统
，尤其涉及一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统及大功率发电设备。

技术介绍

[0002]燃料电池正常工作时，空气供给不仅需要保持一定的流量和压力，还需要保证进入电堆空气的温度和湿度在合适的范围。一般燃料电池系统控制进入电堆空气温度的方式是采用中冷器，将进入电堆的空气进行全部冷却；控制进入电堆空气湿度的方式是采用增湿器进行空气增湿。但是当燃料电池的功率增大时，就需要更大散热能力的中冷器和更大增湿能力的增湿器，这样就导致中冷器和增湿器的体积和质量大大增加，不利于燃料电池系统的集成布置，同时也会大大增加成本。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了解决大功率燃料电池系统中冷器和增湿器的体积和质量大大增加不利于燃料电池系统的集成布置的问题，本技术的实施例提供了一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统及大功率发电设备。
[0004]本技术的实施例提供一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统，包括：
[0005]电堆；
[0006]空气管路，其连接所述电堆以对所述电堆输入空气，且所述空气管路上沿着气流方向依次设有压缩机和多个储水室；
[0007]集水室，其设置于所述电堆的尾排管路；
[0008]以及回流管路，其一端连接所述集水室、另一端分别连接各所述储水室，所述回流管路上设有水泵，以将所述集水室内的液态水分别抽吸至各所述储水室。
[0009]进一步地，还包括空气支路，其与各所述储水室并联，且所述空气支路上设有中冷器。
[0010]进一步地，所述空气支路上设有第一比例阀。
[0011]进一步地，所述回流管路设有多个第二比例阀，每一所述第二比例阀连接一所述储水室。
[0012]进一步地，所述空气管路于所述压缩机的上游设有空气过滤器、和/或流量传感器、和/或第一温度传感器。
[0013]进一步地，所述空气管路的进气口设有第一压力传感器，所述空气管路于所述压缩机和所述储水室之间设有第二温度传感器和一阀件。
[0014]进一步地，最下游的所述储水室的下游设有第三温度传感器。
[0015]进一步地，所述空气管路于所述电堆的上游设有第四温度传感器、和/或第一湿度传感器、和/或第二压力传感器、和/或一阀件。
[0016]进一步地，还包括空气旁路，其一端连接所述压缩机的下游、另一端连接所述尾排
管路的末端，且所述空气旁路上设有阀件。
[0017]并且，本技术的实施例还提供了一种大功率发电设备，应用上述的燃料电池的空气增湿与温度调节系统。
[0018]本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术的一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统及大功率发电设备，收集燃料电池内部反应产生的液态水，并将液态水输送至各储水室，待输入电堆的高温压缩空气依次流过各储水室，利用空气在水中穿过进行换热、并携带水分，实现对高温空气进行降温和增湿，调整最终进入电堆的混合空气的温度和湿度，解决了大功率燃料电池系统中冷器和增湿器的体积和质量大大增加不利于燃料电池系统的集成布置的问题。
附图说明
[0019]图1是本技术实一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统的示意图。
[0020]图中：1
‑
电堆、2
‑
空气管路、3
‑
尾排管路、4
‑
回流管路、5
‑
空气支路、6
‑
旁通管路、7
‑
压缩机、8
‑
中冷器、9
‑
水泵、10
‑
空气过滤器、11
‑
第一压力传感器、12
‑
流量温度一体传感器、13
‑
第二温度计、14
‑
截止阀、15
‑
储水室、16
‑
第二比例阀、17
‑
第一比例阀、18
‑
第三温度传感器、19
‑
温湿度传感器、20
‑
第二压力传感器、21
‑
节气门、22
‑
背压阀、23
‑
集水室、24
‑
旁通阀。
具体实施方式
[0021]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本技术的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本技术的基本了解，但并不旨在确认本技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
[0022]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0023]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0024]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0025]在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0026]请参考图1，本技术的实施例提供了一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统，应用于燃料电池的电堆1的阴极的氧气供应，该空气增湿与温度调节系统主要包括电堆1、空气管路2、空气支路5、集水室23和回流管路4。
[0027]所述空气管路2与所述电堆1阴极的进气口连接，用于对所述电堆1的阴极输入压缩空气，进而为所述电堆1供应其反应所需的氧气。
[0028]所述空气管路2一般由压缩机7和多个储水室15组成，所述储水室15的数量可以根据电堆1的功率灵活设置为多个，如本实施例中为两个。其中所述压缩机7对由外部输入的空气进行增压，由于增压会导致空气的温度升高，各所述储水室15依次串接，高温空气进入每一所述储水室15后由其内部的水内流过，进行换热和加湿，满足所述电堆1工作所需氧气的温度和湿度要求。每一所述储水室15设有可开闭的排水口，可以对所述储水室15内的水进行更换。
[0029]所述空气支路5其与各所述储水室15同时并联，且空气支路5上设有中冷器8。具体的，所述空气支路5一端连接最上游的一所述储水室15的上游、另一端连接最下游的一所述储水室15的下游。并且，所述空气支路5上设有第一比例阀17，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的空气增湿与温度调节系统，其特征在于，包括：电堆；空气管路，其连接所述电堆以对所述电堆输入空气，且所述空气管路上沿着气流方向依次设有压缩机和多个储水室；集水室，其设置于所述电堆的尾排管路；以及回流管路，其一端连接所述集水室、另一端分别连接各所述储水室，所述回流管路上设有水泵，以将所述集水室内的液态水分别抽吸至各所述储水室。2.如权利要求1所述的燃料电池的空气增湿与温度调节系统，其特征在于：还包括空气支路，其与各所述储水室并联，且所述空气支路上设有中冷器。3.如权利要求2所述的燃料电池的空气增湿与温度调节系统，其特征在于：所述空气支路上设有第一比例阀。4.如权利要求1所述的燃料电池的空气增湿与温度调节系统，其特征在于：所述回流管路设有多个第二比例阀，每一所述第二比例阀连接一所述储水室。5.如权利要求1所述的燃料电池的空气增湿与温度调节系统，其特征在于：所述空气管路于所述压缩机的上游设...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕登辉，郝义国，张江龙，薛东彪，
申请(专利权)人：武汉格罗夫氢能汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：