一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，通过直接从水箱冷却回路上分出一路为电解槽供应冷却的纯水，分出的支路与主路采用法兰四通与法兰三通组合连接，并将主路和支路上的压力传感器设置在法兰四通和法兰三通上，即能够有效检测支路和主路上的水压，为调节管内压力提供便利，且通过将传感器设置在法兰三通/法兰四通的设计，避免了在管路另外开孔，保证了管路的完整性，能够减低管路渗、漏水的风险。并且，采用喷射泵进行对纯水箱以及电解槽进行循环纯水循环，在进行泵送过程中，可根据管路检测的压力来自动调整送水压力，从而有效维持管路内的水压平衡。从而有效维持管路内的水压平衡。从而有效维持管路内的水压平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统


[0001]本技术涉及水电解制氢系统的
，尤其涉及一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统。

技术介绍

[0002]在一些PEM水电解制氢系统中，管路是将各个功能器件连接起来的通道，良好的管路设计能够使得流体在系统的顺畅流动，为系统的稳定运行提供保证。在水电解制氢系统中，制氢部分的管路设计是最为复杂的，其往往与冷却部分的管路存在管路共用的设计，共用管路的设计使得监控管路内压显得十分重要，不然一旦管路内水压偏低，不仅会影响电解槽内部水循环导致SPE膜与水接触不完全，导致SPE膜与水接触不完全，出现电压过高现象，影响电解槽寿命，还会影响冷却水对电解槽的冷却效果；若管内水压过高则容易导致连接处破裂、松懈的可能性提高。因此，有必要设计出一套能够自动调节内压的且兼具供水和冷却的管路回路来提高制氢系统的稳定性和安全性。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，用于简化系统的管路设计，提高系统管路的稳定性。
[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，包括纯水箱、电解槽、热交换器以及喷射泵，所述纯水箱、喷射泵、热交换器的二次侧通过第一管路连接，形成水箱冷却回路；所述水箱冷却回路的出水侧引出有第二管路，所述第二管路与所述电解槽的进水端连接，所述电解槽的出水端与所述纯水箱通过第三管路连接；
[0006]其中，所述热交换器的二次侧出水端设置有第一法兰四通，所述第二管路的进水端设置有第一法兰三通；所述第一个法兰四通的第二接口通过管路与纯水箱连接，其第三接口连接有第一压力传感器，其第四接口与所述第一法兰三通的第二接口连接；所述第一法兰三通的第三接口连接有第二压力传感器；
[0007]所述喷射泵工作时，根据所述第一压力传感器和第二压力传感器检测的压力来调整送水压力。
[0008]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。
[0009]可选地，所述第一法兰四通的第二接口与纯水箱连接的管路上设置有过滤沙缸和陶瓷过滤缸。
[0010]可选地，还包括汽水分离器，所述汽水分离器包括冷凝腔和设置在所述冷凝腔下方的蓄水腔，冷凝腔设置有汽水分离冷却水入口和汽水分离冷却水出口，冷凝腔和蓄水腔之间设置有氢气输入口；所述汽水分离冷却水入口和汽水分离冷却水出口分别通过第四管路和第五管路连接在所述热交换器的冷却水进水管路和冷却水出水管路上，所述氢气输入
口与所述电解槽的氢气出口连接。
[0011]可选地，所述热交换器的冷却水进水管路上设置有第二法兰四通，其冷却水出水管路上设置有第二法兰三通；所述第二法兰四通的第一接口通过管路与热交换器的冷却水进水口连接，且该管路上设置有流量控制阀；所述第二法兰四通的第二接口与所述第四管路连通，其第三接口与系统的冷却水入口连接，其第四接口连接有第四压力传感器；所诉第二法兰三通的第一接口与通过管路与热交换器的冷却水出水口连接，其第二接口与所述第五管路连接，其第三接口与系统的冷却水出口连接。
[0012]根据本技术提供的电解水制氢系统，通过直接从水箱冷却回路上分出一路为电解槽供应冷却的纯水，这样既能够达到简化管路的目的，也能够在向电解槽供水的同时，利用冷却的纯水达到对电解槽的冷却；同时，分出的支路与主路采用法兰四通与法兰三通组合连接，并将主路和支路上的压力传感器设置在法兰四通和法兰三通上，即能够有效检测支路和主路上的水压，为调节管内压力提供便利，且通过将传感器设置在法兰三通/法兰四通的设计，避免了在管路另外开孔，保证了管路的完整性，能够减低管路渗、漏水的风险。并且，采用喷射泵进行对纯水箱以及电解槽进行循环纯水循环，在进行泵送过程中，可根据管路检测的压力来自动调整送水压力，从而有效维持管路内的水压平衡。
附图说明
[0013]图1为本技术一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。
[0015]如图1所示，本技术提供的能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，包括纯水箱100、电解槽200、热交换器300以及喷射泵400，所述纯水箱、喷射泵、热交换器的二次侧通过第一管路连接，形成水箱冷却回路，喷射泵在运行时，能够将纯水箱内的水抽送出来，纯水经过热交换器冷却后，再送回纯水箱，从而保持纯水箱内的水处于一个低温状态。
[0016]所述水箱冷却回路的出水侧引出有第二管路，所述第二管路与所述电解槽的进水端连接，所述电解槽的出水端与所述纯水箱通过第三管路连接。第二管路、第三管路以及部分第一管路形成一个大的电解槽冷却循环回路，热交换器的冷却水一部分回流到纯水箱，另一部分则流向电解槽，为电解槽供水的同时对电解槽进行冷却。电解槽未电解的水和氧气通过第三管路回流到纯水箱内，回流水再喷射泵的作用下再次被送入热交换器进行冷却，并再热交换器的二次侧出水口分流，以此循环往复。
[0017]在本实施例中，水箱冷却回路和电解槽冷却回路通过法兰接头连接。具体而言，所述热交换器的二次侧出水端设置第一法兰四通，所述第二管路的进水端设置第一法兰三通。所述第一个法兰四通的第二接口通过管路与纯水箱连接，其第三接口连接有第一压力传感器，其第四接口与所述第一法兰三通的第二接口连接。所述第一法兰三通的第三接口连接有第二压力传感器。由此，以实现水箱冷却回路和电解槽冷却回路的并路连接，减化管路设计。并且，喷射泵在送水过程中，可根据第一压力传感器和/或第二压力传感器采集的压力数据来控制送水压力；当第一压力传感器和/或第二压力传感器采集的压力数据偏小时，喷射泵会自动加压，以提高管路内的水压；反之则降压，以减小管路内的水压，从而维持
水箱冷却回路和电解槽冷却回路的循环水压。
[0018]由于电解槽电解过程产生的氧气是随水一起返回水箱内的，水箱是一个密闭的空间，如果不及时将电解产生的氧气排出，聚集的氧气会随着时间产生推移高压环境对水箱而言是无法承受的。为此，在系统内设置抽氧风机500，通过管路将抽氧风机与纯水箱连通，并在纯水箱内设置第三压力传感器。根据第三压力传感器检测纯水箱内的气压，通过气压检测结果来调整抽氧风机的开闭，以将纯水箱内部聚集氧气排出。
[0019]由于电解槽工作的同时会有杂质析出，这样会影响到纯水箱内的水质。为此，在本实施例中，在所述第一法兰四通的第二接口与纯水箱连接的管路上设置有过滤沙缸310和陶瓷过滤缸320。由此，当冷却后的纯水回流至纯水箱时，可利用过滤沙缸和陶瓷过滤缸对回流水进行双重过滤从而保证水箱内的存水一直保有足够的纯净度。
[0020]在本实施例中，纯水箱的纯水和电解槽的冷却都是基于热交换器实现冷却的，而热交换器时采用水冷来实现，为了充分利用系统内输入的冷却水，在本实施例中，氢气的干燥也采用冷凝干燥，具体地，在电解槽的氢气出口侧设置汽水分离器600，所述汽水分离器包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，其特征在于，包括纯水箱、电解槽、热交换器以及喷射泵，所述纯水箱、喷射泵、热交换器的二次侧通过第一管路连接，形成水箱冷却回路；所述水箱冷却回路的出水侧引出有第二管路，所述第二管路与所述电解槽的进水端连接，所述电解槽的出水端与所述纯水箱通过第三管路连接；其中，所述热交换器的二次侧出水端设置有第一法兰四通，所述第二管路的进水端设置有第一法兰三通；所述第一个法兰四通的第二接口通过管路与纯水箱连接，其第三接口连接有第一压力传感器，其第四接口与所述第一法兰三通的第二接口连接；所述第一法兰三通的第三接口连接有第二压力传感器；所述喷射泵工作时，根据所述第一压力传感器和第二压力传感器检测的压力来调整送水压力。2.根据权利要求1所述的能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的能够自动调节管路内压的电解水制氢系统，其特征在于，所述第一法兰四通的第二接口与纯水箱连接的管路上设置有过滤...

【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：新型
国别省市：