应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统技术方案

本发明专利技术提供一种应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统，能够实现对纯水箱的水位、水温、漏氢的实时监测，电解槽的运行温度的监测，以及纯水输送至电解槽时的水压监测，从而监控纯水箱与电解槽之间的纯水循环和气体流动情况，为系统的稳定运行提高保证，具体地，该系统包括：设置于纯水箱内、用于检测水箱水温的第一温度传感器；设置于纯水箱内的液位传感器；设置于电解槽内、用于检测电解槽运行温度的第二温度传感器；设置于热交换器的一次侧进水口的第一流量控制阀；设置于电解槽进水管路上的第一压力传感器；设置于第三管路上的第二压力传感器。压力传感器。压力传感器。

【技术实现步骤摘要】
应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统


[0001]本专利技术涉及水电解制氢系统的
，尤其涉及一种应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统。

技术介绍

[0002]在一些小型PEM水电解制氢设备中，由于空间有效，设备内部地纯水箱、电解槽、热交换器、喷射泵等主要器件地布局就会比较紧凑，这些主要器件一旦出现问题，则会导致制氢设备无法稳定持续地运行，为此，有必要设计一套能够监测这些器件之间工作是否良好地辅助系统，用以保证设备地稳定运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统，能够实现对纯水箱的水位、水温、漏氢的实时监测，电解槽的运行温度的监测，以及纯水输送至电解槽时的水压监测，从而监控纯水箱与电解槽之间的纯水循环和气体流动情况，为系统的稳定运行提高保证。
[0004]本专利技术的技术方案如下：一种应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统，小型制氢设备包括通过第一管路依次连通的纯水箱、喷射泵、热交换器、电解槽，所述电解槽还通过第二管路与纯水箱连通，所述纯水箱还通过第三管路与所述热交换器连接，其特征在于，多功能监测辅助系统包括：设置于纯水箱内、用于检测水箱水温的第一温度传感器；设置于纯水箱内的液位传感器；设置于电解槽内、用于检测电解槽运行温度的第二温度传感器；设置于热交换器的一次侧进水口的第一流量控制阀；设置于电解槽进水管路上的第一压力传感器；设置于第三管路上的第二压力传感器；以及设置于纯水箱外部上方的内循环风机，所述内循环风机的进风口和出风口均通过进风管与出风管与纯水箱连通，所述进风管上设置有氢气传感器，所述出风管上设置有内置吸氢剂的吸氢缸。
[0005]可选地，所述热交换器的二次侧出水端设置有法兰四通，所述法兰四通的第二接口与第二管路连接，其第三接口连接所述第一压力传感器，其第四接口连接有法兰三通，所述法兰三通的第二接口通过第一管路与电解槽连通，其第三接口连接所述第二压力传感器。
[0006]可选地，还包括抽氧风机，所述抽氧风机与所述纯水箱连接，所述纯水箱内设置有第三压力传感器。
[0007]可选地，所述吸氢剂为Ag400合成银离子交换分子筛。
[0008]可选地，所述氢气传感器为SAW氢气传感器、金属氧化物半导体氢气传感器、热导率氢气传感器或者电化学氢气传感器。
[0009]可选地，还包括设置在第二管路上的过滤沙缸和陶瓷过滤缸。
[0010]可选地，还包括：设置于所述电解槽的进水口和出水口的第一流量计和第二流量计。
[0011]可选地，所述喷射泵的出水端还引出第四管路，所述第四管路与所述电解槽的进水端连接，且该第四管路上设置有第一控制阀，所述热交换器与电解槽连接的第二管路上设置有第二控制阀。
[0012]本专利技术提供的多功能监测辅助系统，主要用于监测小型制氢设备纯水箱和电解槽的状态。根据本专利技术提供给的多功能监测辅助系统，能够实现对纯水箱的水位、水温、漏氢的实时监测，电解槽的运行温度的监测，以及纯水输送至电解槽时的水压监测，从而监控纯水箱与电解槽之间的纯水循环和气体流动情况，为系统的稳定运行提高保证。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明。
[0015]如图1所示，为一种小型制氢设备的系统示意图，参见图1，该小型制氢设备包括通过第一管路依次连通的纯水箱100、喷射泵200、热交换器300、电解槽400，所述电解槽还通过第二管路与纯水箱连通，所述纯水箱还通过第三管路与所述热交换器连接。第一管路构成一个供水循环，由喷射泵将纯水箱内的水送入热交换器冷却后再送入电解槽内，为电解槽提供纯水的同时冷却电解槽。第二管路构成水箱冷却循环，热交换器冷却后的水一路流向电解槽，另一路则通过第二管路回流水箱，以降低水箱的水温，避免水箱内的水温过高。
[0016]基于上述设备，本专利技术提供了一种多功能监测辅助系统，用于监测纯水箱和电解槽的状态是否正常；并在异常情况下，通过控制喷射泵和热交换器来调节纯水箱和电解槽的状态，使其恢复正常。
[0017]具体地，该多功能监测辅助系统包括：设置于纯水箱内、用于检测水箱水温的第一温度传感器；设置于纯水箱内的液位传感器；设置于电解槽内、用于检测电解槽运行温度的第二温度传感器；设置于热交换器的一次侧进水口的第一流量控制阀；设置于电解槽进水管路上的第一压力传感器；设置于第三管路上的第二压力传感器；以及设置于纯水箱外部上方的内循环风机，所述内循环风机的进风口和出风口均通过进风管与出风管与纯水箱连通，所述进风管上设置有氢气传感器，所述出风管上设置有内置吸氢剂的吸氢缸。
[0018]制氢设备在运行时，纯水箱内的水在喷射泵的作用下不断被送入电解槽，不断消耗，纯水箱的水位将持续下降，此使液位传感器会监测水位，在水位下降至低位时，发出信
号以供系统向纯水箱内补充纯水，使得纯水箱内由足够的纯水来维持供水循环所需的水量。
[0019]电解槽电解的同时会产生大量的热量，使得电解槽的温度升高，此使，第二温度传感器可以实时监测电解槽的温度，并在电解槽接近临界温度前，向喷射泵发送信号以加大送水压力，增加纯水箱与电解槽之间的水循环速度，以更快地带走电解槽电解时产生地热量。
[0020]当电解槽排出地氧气和水循环到纯水箱内后，由于电解槽地加热，循环水地温度被升高，由第一温度传感器监测水箱内的水温，并在水箱内水温超过设定范围（超过设定范围地最大值）时，第一温度传感器向流量控制阀发送调节信号，流量控制阀根据该信号来调整开度，以增加热交换器的冷却效率，使得热交换器能够对水箱冷却循环内的水进一步冷却，以此来降低纯水箱内的水温；并且，由于供水循环和水箱冷却循环共用热交换器，当热交换器的冷却效率提高后，供水循环内的纯水也会得到进一步冷却，从而加强对电解槽的冷却效果。
[0021]供水循环和水箱冷却循环内在第一管路和第二管路的相接处分流，分流会引起水压的变化，由第一压力传感器和第二压力传感器来监测分流后的水压。第一压力传感器和第二压力传感器监测的压力之和与喷射泵的输出压力有较大出入的，则表面存在较大的压力损失，此时，需要增加喷射泵的压力，以保证进入电解槽内的水具有足够的压力，令纯水与电解槽内的PEM有效接触以发生电解反应。若是喷射泵的压力增加后，第一压力传感器和第二压力传感器监测到的压力值无变化，则考虑管路渗水情况，发出警告。
[0022]应当说明的是，喷射泵的输送压力（送水压力）应当优先满足电解槽对水压的要求，即当第二温度传感器未监测到电解槽的运行温度异常，而第一压力传感器监测到电解槽的进水压力较小，喷射泵会根据第一压力传感器反馈的信号来增压；若增压后第二温度传感器监测到电解槽的运行温度异常，则喷射泵进一步增压。
[0023]当电解槽将水和氧气排放到纯水箱后，启动内循环风机开启纯水箱内的气体循环，箱内气体在循环风机的作用下，循环进入第二管路，并自第三管路回流到纯水箱中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统，小型制氢设备包括通过第一管路依次连通的纯水箱、喷射泵、热交换器、电解槽，所述电解槽还通过第二管路与纯水箱连通，所述纯水箱还通过第三管路与所述热交换器连接，其特征在于，多功能监测辅助系统包括：设置于纯水箱内、用于检测水箱水温的第一温度传感器；设置于纯水箱内的液位传感器；设置于电解槽内、用于检测电解槽运行温度的第二温度传感器；设置于热交换器的一次侧进水口的第一流量控制阀；设置于电解槽进水管路上的第一压力传感器；设置于第三管路上的第二压力传感器；以及设置于纯水箱外部上方的内循环风机，所述内循环风机的进风口和出风口均通过进风管与出风管与纯水箱连通，所述进风管上设置有氢气传感器，所述出风管上设置有内置吸氢剂的吸氢缸。2.根据权利要求1所述的应用于小型制氢设备的多功能监测辅助系统，其特征在于，所述热交换器的二次侧出水端设置有法兰四通，所述法兰四通的第二接口与第二管路连接，其第三接口连接所述第一压力传感器，其第四接口连接有法兰三通，所述法兰三通的第二接口通过第一管路与电解槽连通，其第三接口连接所述第二压力传感器。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓晋，李晓浩，张杰，
申请(专利权)人：时代氢源深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：