一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐技术方案

本实用新型专利技术提供一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐，应用于燃料电池发电装置，该系统包括缓冲罐、空气管路和加湿管路，缓冲罐内部设有盛水槽和喷淋装置，其中喷淋装置位于盛水槽上方，缓冲罐顶部设有用于连接电堆的空气出口，缓冲罐的侧壁设有空气进口；空气管路连接空气进口，空气管路上设有空压机以将空气输入至缓冲罐内；加湿管路连接盛水槽和喷淋装置，加湿管路上设有水泵。本实用新型专利技术的有益效果：通过缓冲罐实现对由空压机出的空气的降温增湿稳压净化，从而为分布式储能燃料电池系统的电堆分配稳定且温湿度适宜且洁净的空气；无需设置传统空气管路中冷器和加湿器，从而减小管路流阻，减少能耗，性能更加可靠且成本低廉。可靠且成本低廉。可靠且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐


[0001]本技术涉及燃料电池发电设备
，尤其涉及一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池氢储能技术是指在电力充足时，利用电解水制氢技术，将多余的电能储存起来；当电力输出不足时将储存好的氢能利用氢燃料电池发电装置发电并网供电。相较于其他储能技术，氢储能具有功率大、效率高、长存期、供电时长久，高能密度的特点。同时，氢燃料电池发电装置配合燃料存储装置，分布式布置以后，便可做为分布式供电、应急备用电源使用，应用在如政府机构、学校医院、居民区、商业中心等。
[0003]相较于车用燃料电池系统，燃料电池发电装置系统集成后规模较大，往往都MW级、甚至百MW级，电堆数量达到十几至数十个之多，管路分配复杂，这种情况下，为保证对管路中空气介质流量能稳定分配，均需在管路中配置缓冲罐，以保证管路中的空气分配均匀，气量充足。在质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电堆中，质子交换膜工作在一个合适的温度和湿度范围之内，会对燃料电池系统的性能、效率、以及寿命都非常重要，且都是通过控制阴极侧空气路的进堆温度和湿度来进行控制，外部空气因为空压机的增压以后，变得非常的干燥，温度也达到上百度，然后是通过水冷式中冷器、增湿器来实现对空气的冷却和增湿，既增加了空气管路的流阻，也增加了能耗。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决目前燃料电池发电装置中阴极侧空气路的进堆温度和湿度调节控制问题，本技术的实施例提供了一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐。
[0005]本技术的实施例提供一种燃料电池的空气供应管路系统，包括：
[0006]缓冲罐，其内部设有盛水槽和喷淋装置，其中，所述喷淋装置位于所述盛水槽上方，所述缓冲罐顶部设有用于连接电堆的空气出口，所述缓冲罐的侧壁设有空气进口；
[0007]空气管路，其连通所述空气进口，所述空气管路上设有空压机以将空气输入至所述缓冲罐内；
[0008]以及加湿管路，其连通所述盛水槽和所述喷淋装置，所述加湿管路上设有水泵。
[0009]进一步地，所述缓冲罐内靠近所述空气出口设有阻水装置，所述阻水装置设于所述喷淋装置的上方。
[0010]进一步地，所述阻水装置为高分子材料网状栅格。
[0011]进一步地，所述空气管路上还设有空气过滤器、流量计、阀件中的一个或多个。
[0012]进一步地，所述空气出口设有温度传感器、湿度传感器、压力传感器中的一个或多个。
[0013]进一步地，所述缓冲罐的侧壁设有补水管路，所述补水管路与所述盛水槽连通。
[0014]进一步地，所述盛水槽设有液位计。
[0015]进一步地，所述加湿管路集成于所述缓冲罐。
[0016]进一步地，所述空气管路集成于所述缓冲罐。
[0017]进一步地，所述缓冲罐的内部还设有换热管，所述换热管设于所述空气进口和所述喷淋装置之间。
[0018]进一步地，所述换热管与所述电堆的尾气管路连通，以将所述电堆的尾气输入至所述换热管。
[0019]进一步地，所述尾气管路包括尾气输入管路、尾气输出管路和旁通管路；其中，所述尾气输入管路通过三通阀连通所述换热管的进口，所述换热管的出口连通所述尾气输出管路，所述旁通管路一端连通所述三通阀、另一端连通所述尾气输出管路。
[0020]进一步地，所述换热管为盘管。
[0021]并且，本技术的实施例还提供了一种燃料电池的控温增湿净化缓冲罐，其为上述燃料电池的空气供应管路系统中的所述缓冲罐。
[0022]进一步地，所述缓冲罐为金属缓冲罐。
[0023]本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0024]1、本技术的一种燃料电池的空气供应管路系统，通过缓冲罐实现对由空压机出的空气的降温增湿稳压净化，从而为分布式储能燃料电池系统的电堆分配稳定且温湿度适宜且洁净的空气；无需设置传统空气管路中冷器和加湿器，从而减小管路流阻，减少能耗，性能更加可靠且成本低廉。
[0025]2、本技术的一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐，通过喷淋(喷淋装置)和蒸发(换热管)两种方法增湿和控温，增湿效率高，降温的喷淋水量可调，蒸发温度可控，使对电堆输入的空气控温精准。
[0026]3、本技术的一种燃料电池的空气供应管路系统及控温增湿净化缓冲罐，喷淋装置雾化的水通过吸附空气中的杂质及一些有害物质后沉降下来，空气净化效果好。
[0027]4、本技术的阻水装置能够阻隔吸附了固态颗粒物杂质的水滴，防止其进入电堆，进一步保证了空气洁净度，确保电堆稳定运行。
[0028]5、本技术的换热管可利用电堆尾排气(或其他产热源)的余热，余热会升温换热管的外部温度，使得喷淋装置流下的雾状水在增湿空气并下落的过程中会在换热管的外表面形成水膜，经过换热管的蒸发形成水蒸汽，完成二次增湿过程，从而确保空气温湿度满足需求。
附图说明
[0029]图1是本技术一种燃料电池的空气供应管路系统的示意图。
[0030]图中：1
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缓冲罐、2
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空气管路、3
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加湿管路、4
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补水管路、5
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尾气输入管路、6
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尾气输出管路、7
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旁通管路、8
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盛水槽、9
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换热管、10
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喷淋装置、11
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阻水装置、12
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空气出口、13
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空气过滤器、14
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流量计、15
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空压机、16
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截止阀、17
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水泵、18
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三通阀、19
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背压阀、20
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一体式温湿度传感器、21
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液位计、22
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补水阀、23
‑
排污阀。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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供应管路系统，其特征在于，包括：缓冲罐，其内部设有盛水槽和喷淋装置，其中，所述喷淋装置位于所述盛水槽上方，所述缓冲罐顶部设有用于连接电堆的空气出口，所述缓冲罐的侧壁设有空气进口；空气管路，其连通所述空气进口，所述空气管路上设有空压机以将空气输入至所述缓冲罐内；以及加湿管路，其连通所述盛水槽和所述喷淋装置，所述加湿管路上设有水泵。2.如权利要求1所述的一种燃料电池的空气供应管路系统，其特征在于：所述缓冲罐内靠近所述空气出口设有阻水装置，所述阻水装置设于所述喷淋装置的上方。3.如权利要求2所述的一种燃料电池的空气供应管路系统，其特征在于：所述阻水装置为高分子材料网状栅格。4.如权利要求1所述的一种燃料电池的空气供应管路系统，其特征在于：所述空气管路上还设有空气过滤器、流量计、阀件中的一个或多个；和/或，所述空气出口设有温度传感器、湿度传感器、压力传感器中的一个或多个；和/或，所述缓冲罐的侧壁设有补水管路，所述补水管路与所述盛水槽连通；和/或，所述盛水槽设有液位计；和/或，所述加湿管路集成于所述缓冲罐；和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子明，郝义国，张江龙，饶博，黄晶，
申请(专利权)人：格罗夫氢能源科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：