一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置及系统，其中，热量回收装置包括与氢燃料电池系统中空气压缩机和电堆分别连接的箱体

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置及系统


[0001]本技术涉及燃料电池
，更具体地讲，涉及一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置及系统
。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是通过电化学催化反应，将燃料中的电化学能转化成电能的发电装置，具有更高的发电效率，零污染排放，低噪音等优点，随着双碳战略的践行，清洁的燃料电池发电技术展示了良好的发展前景，并被誉为继火
、
水
、
核电之后的第四代发电技术
。
氢燃料电池可广泛应用于分布式热电联供，交通领域动力源，便携式电源等场合
。
[0003]氢燃料电池系统一般由电池堆
、
燃料供给子系统
、
空气供给子系统
、
冷却换热子系统和控制子系统等组成；
[0004]现有技术中，氢燃料电池发电系统对空气压缩机压缩产生的热量，甚至系统尾气中的热量直接排放，一方面造成大量的能量浪费，另外一方面造成对环境的热辐射影响
。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是，提供一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置及系统，能够有效的实现对于压缩气体的热量和尾气热量进行回收利用，避免能量浪费，减少对于环境的热辐射；
[0006]本技术解决技术问题所采用的解决方案是：
[0007]一方面：
[0008]本技术公开了一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，包括与氢燃料电池系统中空气压缩机和电堆分别连接的箱体
、<br/>安装在箱体内的换热芯体；
[0009]在所述箱体上设置有与空气压缩机连接的压缩气体入口
、
分别与电堆连接的尾气入口和压缩气体出口
、
尾气出口
、
进水口
、
以及出水口
。
[0010]在一些可能的实施方式中，
[0011]所述换热芯体包括安装在箱体内且两端分别与出水口和进水口连接的冷却组件
、
以及安装在冷却组件上且将箱体内部分别为尾气腔和压缩气体腔的隔板；
[0012]所述尾气腔分别与尾气出口和尾气入口连通，所述压缩气体腔分别与压缩气体入口
、
压缩气体出口连通
。
[0013]在一些可能的实施方式中，
[0014]所述冷却组件与设置有进水口的箱体侧面之间形成与进水口连通的水腔一，所述冷却组件与设置有出水后的箱体侧面之间形成与出水口连通的水腔二；所述隔板与水腔一
、
水腔二平行设置
。
[0015]在一些可能的实施方式中，
[0016]所述冷却组件包括多排由上至下平行且等间距设置的冷却管组件；以及两组分别设置在冷却管组件两端且与箱体的内侧面配合形成水腔一和水腔二的端板
。
[0017]在一些可能的实施方式中，
[0018]每排冷却管组件包括多组两端分别与水腔一和水腔二连通的冷却管，每排冷却管组件中的相邻两组冷却管之间存在间隙
。
[0019]在一些可能的实施方式中，
[0020]所述水腔一内设置有与箱体底部之间形成进水腔的分离板一，在所述水腔二内设置有与箱体顶部之间形成出水腔的分离板二；
[0021]所述分离板一与箱体底部之间的距离
、
所述分离板二与箱体顶部之间的距离
、
所述分离板一与分离板二之间的距离相等；所述进水腔与进水口连通，所述出水腔与出水口连通
。
[0022]另一方面：
[0023]本技术还公开了一种用于氢燃料电池系统的热量回收系统，包括如以上所述的热量回收装置
、
与尾气出口连通的气水分离单元
、
通过出水管与出水口连通的冷却水单元和热水罐；所述气水分离单元与出水管连通；在所述出水管远离出水口的一端设置有分别与冷却水单元和热水罐连通的三通阀
。
[0024]在一些可能的实施方式中，
[0025]所述气水分离单元包括与尾气出口连通的气水分离器
、
与气水分离器和出水管分离连接的排水管
、
设置在排水管上的单向阀；在所述出水管上还设置有温度传感器二，所述温度传感器二位于排水管与三通阀之间
。
[0026]在一些可能的实施方式中，
[0027]所述冷却水单元包括与进水口连通的冷水进水管
、
与冷水进水管另外一端连接和三通阀连接的冷水罐组件
、
安装在冷水进水管上的水泵；
[0028]所述冷水罐组件包括与冷水进水管连通的冷水罐
、
安装在冷水罐上的液位开关一和液位开关二
、
以及与冷水罐连通的补水管路；其中液位开关一位于液位开关二的上方；所述热水罐上设置有液位开关三
。
[0029]在一些可能的实施方式中，
[0030]在所述压缩气体出口上连接有空气进堆管，在所空气进堆管上设置有温度传感器一
。
[0031]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0032]本技术通过在箱体内设置换热芯体，压缩气体和尾气进入箱体内与换热芯体进行热交换，实现对燃料电池工作时空气压缩机压缩空气产生的热量和排放尾气所带热量的利用，提高燃料的综合利用率，节约使用成本；
[0033]本技术通过在进水腔与出水腔内设置分离板
(
分离板一
、
分离板二
)
，从而延长了冷却水在冷却管内的行程，提高了换热效率；
[0034]本技术中的热量回收装置集成度高，结构紧凑
、
体积较小，将压缩空气冷却与尾气热量回收功能集成化设计，有效的降低了系统部件的集成难度和复杂程度，提高了有限空间的利用度，同时通过对空压机压缩空气做功产生的热量及尾气带出的热量进行回收，并对外提供生活热水，提高了系统能量的综合利用率，节约了能源，降了系统的使用成本，提高了氢燃料电池系统市场的市场推广范围
。
附图说明
[0035]图1为本技术中热量回收装置的结构示意图；
[0036]图2为本技术中热量回收装置的仰视示意图；
[0037]图3为本技术中热量回收装置的内部结构示意图；
[0038]图4为本技术中分离板一
、
进水腔
、
冷却组件的结构示意图；
[0039]图5为本技术中分离板二
、
出水腔
、
冷却组件的结构示意图；
[0040]图6为本技术中热量回收系统的连接关系的示意图；
[0041]其中：1‑
热量回收装置，
11
‑
压缩气体入口，
12
‑
压缩气体出口，
13
‑
尾气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，其特征在于，包括与氢燃料电池系统中空气压缩机和电堆分别连接的箱体
、
安装在箱体内的换热芯体；在所述箱体上设置有与空气压缩机连接的压缩气体入口
、
分别与电堆连接的尾气入口和压缩气体出口
、
尾气出口
、
进水口
、
以及出水口
。2.
根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，其特征在于，所述换热芯体包括安装在箱体内且两端分别与出水口和进水口连接的冷却组件
、
以及安装在冷却组件上且将箱体内部分别为尾气腔和压缩气体腔的隔板；所述尾气腔分别与尾气出口和尾气入口连通，所述压缩气体腔分别与压缩气体入口
、
压缩气体出口连通
。3.
根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，其特征在于，所述冷却组件与设置有进水口的箱体侧面之间形成与进水口连通的水腔一，所述冷却组件与设置有出水后的箱体侧面之间形成与出水口连通的水腔二；所述隔板与水腔一
、
水腔二平行设置
。4.
根据权利要求3所述的一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，其特征在于，所述冷却组件包括多排由上至下平行且等间距设置的冷却管组件；以及两组分别设置在冷却管组件两端且与箱体的内侧面配合形成水腔一和水腔二的端板
。5.
根据权利要求4所述的一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，其特征在于，每排冷却管组件包括多组两端分别与水腔一和水腔二连通的冷却管，每排冷却管组件中的相邻两组冷却管之间存在间隙
。6.
根据权利要求4所述的一种用于氢燃料电池系统的热量回收装置，其特征在于，所述水腔一内设置有与箱体底部之间形成进水腔的分离板一，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐何飞，彭传宝，练勇，刘煜，
申请(专利权)人：东方电气成都氢燃料电池科技有限公司，
类型：新型
国别省市：