一號(hào)換熱器的順序循環(huán)，有效控制陽(yáng)極入口氣流和冷卻液入口溫度，調(diào)節(jié)電堆溫度，同時(shí)最大限度回收熱量，使得整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)良好有序運(yùn)行。
[0020]5、系統(tǒng)中回收的熱量最終通過(guò)四號(hào)熱交換器將熱量釋放到熱水，用戶收集水熱副
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[0021]所以說(shuō)本發(fā)明使得熱電聯(lián)產(chǎn)裝置冷卻循環(huán)單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)，節(jié)約了很多零部件，大大節(jié)約了熱電聯(lián)產(chǎn)裝置體積，同時(shí)降低了成本。此外，這兩個(gè)循環(huán)回路通過(guò)三號(hào)換熱器連通，冷卻水循環(huán)回路中的水經(jīng)過(guò)熱交換器與冷卻液換熱，循環(huán)利用熱能達(dá)到系統(tǒng)設(shè)備所運(yùn)行的正常狀態(tài)。一方面減輕了燃料電池冷卻設(shè)備負(fù)擔(dān)，另一方面可以優(yōu)化總體冷卻設(shè)備的功率和成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，一種用于住宅的微型燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置的熱控制系統(tǒng)，包括將碳?xì)淙剂洗呋D(zhuǎn)換成氫的燃料重整單元I和與燃料重整單元I相連接的水熱循環(huán)單元，其特征在于，所述的水熱循環(huán)單元包括氣流管路、冷卻水循環(huán)回路和冷卻液循環(huán)回路，氣流管路包括氣流進(jìn)入管路3、一號(hào)換熱器4、一號(hào)電磁閥5、單向閥6、二號(hào)換熱器7、冷凝器8和二號(hào)電磁閥18，氣流管路分為兩條，一條為進(jìn)入燃料電池電堆的氣路，另外一條是旁路，所述進(jìn)入燃料電池電堆的氣路為正常工作氣路，燃料重整單元I產(chǎn)生的高溫富氫混合氣流通過(guò)管路3進(jìn)入一號(hào)換熱器4使高溫富氫混合氣體溫度降低到設(shè)定溫度后經(jīng)一號(hào)換熱器4的出口通過(guò)一號(hào)電磁閥5進(jìn)入陽(yáng)極板進(jìn)行發(fā)電，從陽(yáng)極板排出的高溫尾氣通過(guò)單向閥6進(jìn)入二號(hào)換熱器7使高溫尾氣溫度降低，降溫后的高溫尾氣進(jìn)入冷凝器8進(jìn)行水汽分離，分離后所產(chǎn)生的干氣流與水氣再分別回流到重整單元I進(jìn)行循環(huán)利用;所述旁路是在燃料電池電堆啟動(dòng)前，栗入燃料重整單元I大量的液態(tài)水產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)管路3進(jìn)入一號(hào)換熱器4與水循環(huán)回路的冷卻水換熱，經(jīng)一號(hào)換熱器4的出口通過(guò)二號(hào)電磁閥18進(jìn)入二號(hào)換熱器7使得水蒸汽溫度進(jìn)一步降低，降溫后進(jìn)入冷凝器8形成液態(tài)水回流到燃料重整單元I進(jìn)行循環(huán)利用；
[0025]所述冷卻水循環(huán)回路包括雙向冷卻水栗9、三通閥10、三號(hào)換熱器11和四號(hào)換熱器12，冷卻水栗9與四號(hào)換熱器12相通取冷水，冷水經(jīng)二號(hào)換熱器7與陽(yáng)極板排出的高溫尾氣進(jìn)行換熱，冷水水溫升高，升溫后的冷水經(jīng)過(guò)三通閥10后根據(jù)熱電偶測(cè)溫裝置13測(cè)得的冷卻液的溫度高低分成兩路:一路是當(dāng)冷卻液的溫度高于冷卻液溫度的設(shè)定值時(shí)冷水進(jìn)入三號(hào)換熱器11與冷卻液進(jìn)行換熱，使冷卻液的溫度降低到設(shè)定溫度，升溫后的冷水繼續(xù)循環(huán)進(jìn)入一號(hào)換熱器4與燃料重整單元I的產(chǎn)生高溫富氫混合氣體換熱，水溫進(jìn)一步升高，再經(jīng)過(guò)四號(hào)換熱器12降溫后與冷卻水栗9相通；另一路是當(dāng)冷卻液的溫度低于冷卻液溫度設(shè)定值時(shí)，冷水直接進(jìn)入一號(hào)換熱器4與燃料重整單元I的高溫富氫氣流換熱，水溫升高，再經(jīng)過(guò)四號(hào)換熱器12降溫后與冷卻水栗9相通，四號(hào)換熱器12出水管與熱水副產(chǎn)品水箱15相連接；
[0026]所述冷卻液循環(huán)回路包括冷卻液栗16和熱電偶測(cè)溫裝置13和冷卻劑板17，冷卻液通過(guò)冷卻液栗16在冷卻劑板17和冷卻液管路之間形成回路，熱電偶測(cè)溫裝置13安裝在冷卻液管路上，該冷卻液循環(huán)回路通過(guò)三號(hào)換熱器11與冷卻水循環(huán)回路相連通，初始時(shí)，通過(guò)旁路氣流管路加熱初始冷卻水循環(huán)回路中的水，升溫的冷卻水與冷卻液在三號(hào)換熱器11處進(jìn)行熱量交換，使得冷卻液初始溫度升溫，給燃料電池提供初始啟動(dòng)溫度，在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)熱電偶測(cè)溫裝置13進(jìn)行溫度判斷，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度，則通過(guò)三通閥10使冷卻循環(huán)水與冷卻液在三號(hào)換熱器11進(jìn)行換熱，使得冷卻液溫度降低；當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，則冷卻循環(huán)水不經(jīng)過(guò)冷卻液，冷卻液依靠燃料電池工作產(chǎn)生的熱量對(duì)冷卻液進(jìn)行升溫。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于住宅的微型燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置的熱控制系統(tǒng)，包括將碳?xì)淙剂洗呋D(zhuǎn)換成氫的燃料重整單元(I)和與燃料重整單元(I)相連接的水熱循環(huán)單元，其特征在于，所述的水熱循環(huán)單元包括氣流管路、冷卻水循環(huán)回路和冷卻液循環(huán)回路，氣流管路包括氣流進(jìn)入管路(3)、一號(hào)換熱器(4)、一號(hào)電磁閥(5)、單向閥(6)、二號(hào)換熱器(7)、冷凝器(8)和二號(hào)電磁閥(18)，氣流管路分為兩條，一條為進(jìn)入燃料電池電堆的氣路，另外一條是旁路，所述進(jìn)入燃料電池電堆的氣路為正常工作氣路，燃料重整單元(I)產(chǎn)生的高溫富氫混合氣流通過(guò)管路(3)進(jìn)入一號(hào)換熱器(4)使高溫富氫混合氣體溫度降低到設(shè)定溫度后經(jīng)一號(hào)換熱器(4)的出口通過(guò)一號(hào)電磁閥(5)進(jìn)入陽(yáng)極板進(jìn)行發(fā)電，從陽(yáng)極板排出的高溫尾氣通過(guò)單向閥(6)進(jìn)入二號(hào)換熱器(7)使高溫尾氣溫度降低，降溫后的高溫尾氣進(jìn)入冷凝器(8)進(jìn)行水汽分離，分離后所產(chǎn)生的干氣流與水氣再分別回流到重整單元(I)進(jìn)行循環(huán)利用;所述旁路是在燃料電池電堆啟動(dòng)前，栗入燃料重整單元(I)大量的液態(tài)水產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)管路(3)進(jìn)入一號(hào)換熱器(4)與水循環(huán)回路的冷卻水換熱，經(jīng)一號(hào)換熱器(4)的出口通過(guò)二號(hào)電磁閥(18)進(jìn)入二號(hào)換熱器(7)使得水蒸汽溫度進(jìn)一步降低，降溫后進(jìn)入冷凝器(8)形成液態(tài)水回流到燃料重整單元(I)進(jìn)行循環(huán)利用； 所述冷卻水循環(huán)回路包括冷卻水栗(9)、三通閥(10)、三號(hào)換熱器(11)和四號(hào)換熱器(12)，冷卻水栗(9)與四號(hào)換熱器(12)相通取冷水，冷水經(jīng)二號(hào)換熱器(7)與陽(yáng)極板排出的高溫尾氣進(jìn)行換熱，冷水水溫升高，升溫后的冷水經(jīng)過(guò)三通閥(10)后根據(jù)熱電偶測(cè)溫裝置(13)測(cè)得的冷卻液的溫度高低分成兩路:一路是當(dāng)冷卻液的溫度高于冷卻液溫度的設(shè)定值時(shí)冷水進(jìn)入三號(hào)換熱器(11)與冷卻液進(jìn)行換熱，使冷卻液的溫度降低到設(shè)定溫度，升溫后的冷水繼續(xù)循環(huán)進(jìn)入一號(hào)換熱器(4)與燃料重整單元(I)的產(chǎn)生高溫富氫混合氣體換熱，水溫進(jìn)一步升高，再經(jīng)過(guò)四號(hào)換熱器(12)降溫后與冷卻水栗(9)相通;另一路是當(dāng)冷卻液的溫度低于冷卻液溫度設(shè)定值時(shí)，冷水直接進(jìn)入一號(hào)換熱器(4)與燃料重整單元(I)的高溫富氫氣流換熱，水溫升高，再經(jīng)過(guò)四號(hào)換熱器(12)降溫后與冷卻水栗(9)相通，四號(hào)換熱器(12)出水管與熱水副產(chǎn)品水箱(15)相連接； 所述冷卻液循環(huán)回路包括冷卻液栗(16)和熱電偶測(cè)溫裝置(13)和冷卻劑板(17)，冷卻液通過(guò)冷卻液栗(16)在冷卻劑板(17)和冷卻液管路之間形成回路，熱電偶測(cè)溫裝置(13)安裝在冷卻液管路上，該冷卻液循環(huán)回路通過(guò)三號(hào)換熱器(11)與冷卻水循環(huán)回路相連通，初始時(shí)，通過(guò)旁路氣流管路加熱初始冷卻水循環(huán)回路中的水，升溫的冷卻水與冷卻液在三號(hào)換熱器(I I)處進(jìn)行熱量交換，使得冷卻液初始溫度升溫，給燃料電池提供初始啟動(dòng)溫度，在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)熱電偶測(cè)溫裝置(13)進(jìn)行溫度判斷，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度，則通過(guò)三通閥(10)使冷卻循環(huán)水與冷卻液在三號(hào)換熱器(II)進(jìn)行換熱，使得冷卻液溫度降低；當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，則冷卻循環(huán)水不經(jīng)過(guò)冷卻液，冷卻液依靠燃料電池工作產(chǎn)生的熱量對(duì)冷卻液進(jìn)行升溫。2.—種用于住宅的微型燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置的熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷卻水栗(9)為雙向栗。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固定式的微型燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置的熱控制系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)入燃料電池電堆的氣路為正常工作氣路，燃料重整單元產(chǎn)生的高溫富氫混合氣流通過(guò)管路進(jìn)入一號(hào)換熱器后經(jīng)一號(hào)換熱器的出口通過(guò)一號(hào)電磁閥進(jìn)入陽(yáng)極板進(jìn)行發(fā)電，從陽(yáng)極板排出的高溫尾氣通過(guò)單向閥進(jìn)入二號(hào)換熱器，再進(jìn)入冷凝器進(jìn)行水汽分離后再分別回流到重整單元進(jìn)行循環(huán)利用；冷卻水泵與四號(hào)換熱器相通取冷水，冷水經(jīng)二號(hào)換熱器與陽(yáng)極板排出的高溫尾氣進(jìn)行換熱，再經(jīng)過(guò)三通閥后根據(jù)熱電偶測(cè)溫裝置測(cè)得的冷卻液的溫度高低分成兩路控制，冷卻液循環(huán)回路通過(guò)三號(hào)換熱器與冷卻水循環(huán)回路相連通。本發(fā)明冷卻循環(huán)單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)，節(jié)約了很多零部件，大大節(jié)約了熱電聯(lián)產(chǎn)裝置體積，同時(shí)降低了成本。
【IPC分類】H01M8/04007
【公開(kāi)號(hào)】CN105576269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610156934
【發(fā)明人】明其敏, 郭新新, 碗海鷹
【申請(qǐng)人】晉城市阿邦迪能源有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日