甲醇重整燃料电池的热交换系统及甲醇重整燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了甲醇重整燃料电池的热交换系统及甲醇重整燃料电池系统，其中热交换系统包括甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器以及散热装置；甲醇水换热器设于甲醇重整制氢模块的甲醇出口端与甲醇回收装置的进口端之间的管路上；氢气换热器设于甲醇重整制氢模块的氢气出口端与电堆的进气端之间的管路上；电堆冷却水换热器设于电堆的冷却水出口端与水箱的进口端之间的管路上；甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器的冷却水路均与散热装置连通；散热装置包括至少一个设有散热器的散热模块。本发明专利技术提供的甲醇重整燃料电池的热交换系统及甲醇重整燃料电池系统，通过设计具有换热及散热功能的热交换系统，实现了电池的散热功能。

【技术实现步骤摘要】
甲醇重整燃料电池的热交换系统及甲醇重整燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及甲醇重整燃料电池的热交换系统及甲醇重整燃料电池系统。
技术介绍
甲醇重整燃料电池是一种将甲醇重整制取得到的氢气与电堆中的氧气发生化学反应，释放电子以形成电流的发电装置。在甲醇重整燃料电池工作时，电池中的甲醇重整制氢模块的工作温度较高，电堆的氢气工作温度相对于甲醇重整制氢模块的工作温度较低，而且在电堆停机时，甲醇重整制氢模块中甲醇水的温度较高，因此考虑到电堆在发电过程中的热量影响问题，需要对甲醇重整燃料电池系统进行换热及散热设计。
技术实现思路
本专利技术提供一种甲醇重整燃料电池的热交换系统及甲醇重整燃料电池系统，以解决对甲醇重整燃料电池在发电过程中的热量影响问题。通过设计换热及散热系统，实现甲醇重整燃料电池的散热功能。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种甲醇重整燃料电池的热交换系统，包括甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器以及散热装置；所述甲醇水换热器设于甲醇重整制氢模块的甲醇出口端与甲醇回收装置的进口端之间的管路上；所述氢气换热器设于所述甲醇重整制氢模块的氢气出口端与电堆的进气端之间的管路上；所述电堆冷却水换热器设于所述电堆的冷却水出口端与水箱的进口端之间的管路上；所述甲醇水换热器、所述氢气换热器、所述电堆冷却水换热器的冷却水路均与所述散热装置连通；所述散热装置包括至少一个散热模块，每一所述散热模块均至少包括散热器。作为优选方案，还包括第一水泵、第二水泵、第三水泵以及控制装置；所述电堆的冷却水出口端与所述电堆冷却水换热器之间的管路上设有所述第一水泵；所述电堆冷却水换热器的冷却水路进水端与所述散热装置的出水端之间的管路上设有所述第二水泵；所述散热装置的出水端、所述甲醇水换热器的冷却水路进水端、所述氢气换热器的冷却水路进水端三者之间设有所述第三水泵；所述第一水泵、所述第二水泵、所述第三水泵的控制端分别与所述控制装置连接。作为优选方案，还包括流体温度检测装置；所述流体温度检测装置包括若干个用于检测管路流体温度的流体温度传感器；所述流体温度传感器的信号输出端与所述控制装置电连接。作为优选方案，所述甲醇水换热器与所述甲醇回收装置的进口端之间的管路上设有第一温度传感器；所述氢气换热器与所述电堆的进气端之间的管路上设有第二温度传感器；所述电堆的冷却水出口端与所述电堆冷却水换热器之间的管路上设有第三温度传感器；所述水箱的出水端与所述电堆的回水端之间的管路上设有第四温度传感器；所述电堆冷却水换热器的冷却水路的出水端与所述散热装置的进水端之间的管路上设有第五温度传感器；所述电堆冷却水换热器的冷却水路的进水端与所述散热装置的出水端之间的管路上设有第六温度传感器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第五温度传感器与、所述第六温度传感器的信号输出端分别与所述控制装置电连接。作为优选方案，所述甲醇水换热器的冷却水路上设有第一压力传感器；所述氢气换热器的冷却水路上设有第二压力传感器；所述电堆冷却水换热器的冷却水路上设有第三压力传感器；所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器的信号输出端分别与所述控制装置电连接。作为优选方案，所述第一水泵、所述第二水泵以及所述第三水泵的出水管路上各自设有一电磁阀；每一所述电磁阀的信号输出端与所述控制装置电连接。作为优选方案，所述甲醇水换热器、所述氢气换热器、所述电堆冷却水换热器的材质均为不锈钢镀镍。本专利技术另一实施例提供了一种甲醇重整燃料电池系统，其包括甲醇制氢装置、电堆反应装置，以及如上所述的甲醇重整燃料电池的热交换系统。作为优选方案，所述甲醇制氢装置包括甲醇重整制氢模块与甲醇回收装置；所述电堆反应装置包括电堆与水箱；所述甲醇回收装置的出口端与所述甲醇重整制氢模块的回水端连接；所述水箱的出水端与所述电堆的回水端连接。相比于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于，通过设计由甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器以及散热装置构成的散热结构，对甲醇重整燃料电池中的甲醇重整制氢模块与电堆的产物进行热交换处理，使得甲醇重整制氢模块与电堆产生的热量能够及时排出；并通过将甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器三者中用于进行换热交换处理的冷却水路与散热装置配合，构成循环的回路，实现了散热装置对多个散热回路进行统一散热的处理，使得甲醇重整燃料电池具有能够实现换热及散热的热交换功能。附图说明图1是本专利技术实施例中的甲醇重整燃料电池系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的一种液液换热器的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的一种气液换热器的结构示意图；图4是本专利技术实施例中的气冷散热器的结构示意图；其中，1、甲醇制氢装置；2、电堆反应装置；3、甲醇水换热器；4、氢气换热器；5、电堆冷却水换热器；6、散热装置；71、第一水泵；72、第二水泵；73、第三水泵；81、第一温度传感器；82、第二温度传感器；83、第三温度传感器；84、第四温度传感器；85、第五温度传感器；86、第六温度传感器；A、散热装置的进水端；B、散热装置的出水端；C、冷却水路；D、工作管路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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申请中的具体含义。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本专利技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，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申请中的具体含义。本专利技术一实施例提供了一种甲醇重整燃料电池的热交换系统，其中包括甲醇水换热器3、氢气换热器4、电堆冷却水换热器5以及散热装置6。...

【技术保护点】
1.一种甲醇重整燃料电池的热交换系统，其特征在于，包括甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器以及散热装置；/n所述甲醇水换热器设于甲醇重整制氢模块的甲醇出口端与甲醇回收装置的进口端之间的管路上；/n所述氢气换热器设于所述甲醇重整制氢模块的氢气出口端与电堆的进气端之间的管路上；/n所述电堆冷却水换热器设于所述电堆的冷却水出口端与水箱的进口端之间的管路上；/n所述甲醇水换热器、所述氢气换热器、所述电堆冷却水换热器的冷却水路均与所述散热装置连通；/n所述散热装置包括至少一个散热模块，每一所述散热模块均至少包括散热器。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲醇重整燃料电池的热交换系统，其特征在于，包括甲醇水换热器、氢气换热器、电堆冷却水换热器以及散热装置；
所述甲醇水换热器设于甲醇重整制氢模块的甲醇出口端与甲醇回收装置的进口端之间的管路上；
所述氢气换热器设于所述甲醇重整制氢模块的氢气出口端与电堆的进气端之间的管路上；
所述电堆冷却水换热器设于所述电堆的冷却水出口端与水箱的进口端之间的管路上；
所述甲醇水换热器、所述氢气换热器、所述电堆冷却水换热器的冷却水路均与所述散热装置连通；
所述散热装置包括至少一个散热模块，每一所述散热模块均至少包括散热器。


2.如权利要求1所述的甲醇重整燃料电池的热交换系统，其特征在于，还包括第一水泵、第二水泵、第三水泵以及控制装置；
所述电堆的冷却水出口端与所述电堆冷却水换热器之间的管路上设有所述第一水泵；
所述电堆冷却水换热器的冷却水路进水端与所述散热装置的出水端之间的管路上设有所述第二水泵；
所述散热装置的出水端、所述甲醇水换热器的冷却水路进水端、所述氢气换热器的冷却水路进水端三者之间设有所述第三水泵；
所述第一水泵、所述第二水泵、所述第三水泵的控制端分别与所述控制装置连接。


3.如权利要求2所述的甲醇重整燃料电池的热交换系统，其特征在于，还包括流体温度检测装置；
所述流体温度检测装置包括若干个用于检测管路流体温度的流体温度传感器；所述流体温度传感器的信号输出端与所述控制装置电连接。


4.如权利要求2所述的甲醇重整燃料电池的热交换系统，其特征在于，所述甲醇水换热器与所述甲醇回收装置的进口端之间的管路上设有第一温度传感器；
所述氢气换热器与所述电堆的进气端之间的管路上设有第二温度传感器；
所述电堆的冷却水出口端与所述电堆冷却水换热器之间的管路上设有第三温度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：师毓，王戈，曾寅辉，陈国柱，钟建扬，
申请(专利权)人：摩氢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44