【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储氢和供氢的热管理，特别是指一种基于相变材料的储氢热管理装置。
技术介绍
1、金属氢化物储氢是目前较为常用且安全的一种储氢系统的选择(由于以原子形式存储氢)，其优点是在相对较低的压力下具有相对较高的储氢容量能力；在低压下工作的金属氢化物罐也可以直接使用低压电解槽产生的氢气进行充注。
2、在金属氢化物中，氢气的充放过程分别为放热过程和吸热过程；因此，热的产生和吸收是这些过程的固有部分；通过充电的放热反应产生的热量必须从金属氢化物床上消散，以保持充电现象和利用最大的存储容量；然而，为了提高或维持氢的释放速率，在氢的放电吸热反应中必须提供热量；因此，必须有适当的热管理解决方案来实现金属氢化物氢存储系统的预期性能。
3、目前，金属氢化物氢存储系统的热管理解决方案多是采用相变材料，将充氢时放出的热量储存起来在放氢时使用，以减少额外的能源消耗。但不可避免的是，在储存过程中，相变材料内的热量会有一部分散失到环境中去，使得在一次充放氢循环中，放氢时金属氢化物无法吸取到足够的热量；或因充氢时速率波动导致短时间相变材料无法及时吸取热量，降低充氢速率；这都会导致金属氢化物氢存储系统的热管理系统失效。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中所存在的金属氢化物氢存储系统在使用时，其热管理系统在充放氢时会出现失效的问题，本专利技术提出了一种基于相变材料的储氢热管理装置。
2、本专利技术的技术方案是：一种基于相变材料的储氢热管理装置，包括储放氢装置、循环水系统和温
3、储放氢装置包括前开口的箱体，箱体内设有多个第一腔板、第二腔板和第三腔板，第一腔板、第二腔板和第三腔板的内部均设有中空的内腔，第一腔板的内腔内部用以注入液态水，第二腔板的内腔内部注入有储氢材料，第三腔板的内腔内部注入有相变材料；
4、第一腔板、第二腔板和第三腔板相互交替间隔设置，第二腔板的两侧均设有第三腔板，第一腔板设在第三腔板远离第二腔板的一侧；
5、循环水系统包括水管和设在水管上的加热系统、冷却系统，第一腔板的后侧设有与其内部连通的进水接头和出水接头，进水接头和出水接头均与循环水系统的水管连接，循环水系统和第一腔板相结合形成水循环管网，多个第一腔板之间相互并联；
6、第二腔板与氢气注入管连接，第二腔板与氢气输出管连接，多个第二腔板相互并联，氢气注入管上设有第三阀门，氢气输出管设有第四阀门；
7、温度控制系统包括温度控制仪、第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器均与温度控制仪信号连接；
8、第一温度传感器的检测端设在第三腔板内，第一温度传感器用以检测第三腔板内的相变材料的温度；
9、第二温度传感器的检测端设在第一腔板内，第二温度传感器用以检测第一腔板内的水温；
10、温度控制仪与加热系统和冷却系统控制连接，温度控制仪用以控制加热系统和冷却系统的开关。
11、优选的，箱体的左右两侧壁上均设有多个上下间隔设置的滑轨，滑轨上设有能够前后滑动的滑条，滑轨的后侧固定设有用以防止滑条脱出的挡板，挡板与箱体的后侧板之间存有间隙；
12、第一腔板、第二腔板和第三腔板的左右两侧均与对应的滑条固定连接；
13、第一腔板的后侧设有与其内部连通的进水接头和出水接头，进水接头和出水接头均通过软管与循环水系统的水管连接；
14、第二腔板的后侧设有与其内部连通的氢气入口和氢气出口，氢气入口和氢气出口均通过软管分别与氢气注入管、氢气输出管连接；
15、第三腔板的后侧设有与其内部连通的相变材料入口和相变材料出口，相变材料入口和相变材料出口均通过软管分别与相变材料注入管、相变材料排放管连接，多个第三腔板之间相互并联；
16、软管的一端穿出箱体的后侧板，软管的另一端储放在挡板与箱体的后侧板之间的间隙内，且软管的长度大于箱体的前后长度，以使第一腔板、第二腔板和第三腔板均能够从箱体内抽出。
17、优选的，第三腔板的内腔内填充有导热增强材料，导热增强材料为带有空隙的棉絮状结构，相变材料填充在导热增强材料的空隙内。
18、优选的，循环水系统包括有冷热水箱和循环水泵，加热系统和冷却系统内置在冷热水箱内，冷热水箱上设有出水端口和回水端口；
19、水管包括输水管和回水管，输水管的一端与出水端口连接，循环水泵设在输水管上，输水管通过软管与进水接头连接，回水管的一端与回水端口连接，回水管通过软管与出水接头连接。
20、优选的，输水管上设有第一阀门，回水管上设有第二阀门，第一阀门和第二阀门均为电磁阀，温度控制仪与第一阀门和第二阀门控制连接。
21、优选的，第一腔板的空腔内左右间隔交替设有导流板，导流板用以将第一腔板的内部空间隔离成折返往复前行的水流通道，进水接头与水流通道的入口连通，出水接头与水流通道的出口连通。
22、优选的，第一腔板、第二腔板和第三腔板相互之间为垂直方向交替平行设置或水平方向交替平行设置。
23、优选的，箱体的内壁上设有保温材料。
24、优选的，第一腔板、第三腔板和第二腔板的接触面上均设有相互嵌合的波浪状结构。
25、优选的，第一腔板、第三腔板和第二腔板的内腔厚度小于或等于20mm。
26、本专利技术的优点：本专利技术设置有温度控制系统和循环水系统，可在异常运行状况下（包括充氢速率波动使相变材料不能及时吸取储氢材料的热量，相变材料内温度散失到环境中，不能满足放氢时储氢材料吸热的需求等情况），自动往第一腔板内引入冷/热水，及时地将相变材料吸收的热量传送走或向相变材料补充热量，同时也可以带走第二腔板内储氢材料未能被第三腔板内相变材料吸收的热量，或第三腔板内相变材料未能向第二腔板内金属氢化物储氢床提供的热量，使得第二腔板中储氢材料的温度恒定，第三腔板中的相变材料实现迅速升温/降温，保障储氢装置能够持续正常工作，避免在充放氢时热管理系统出现失效的情形。
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1.一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：包括储放氢装置（1）、循环水系统和温度控制系统；
2.如权利要求1所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：箱体（20）的左右两侧壁上均设有多个上下间隔设置的滑轨（21），滑轨（21）上设有能够前后滑动的滑条（22），滑轨（21）的后侧固定设有用以防止滑条（22）脱出的挡板（29），挡板（29）与箱体（1）的后侧板之间存有间隙；
3.如权利要求1所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：第三腔板（4）的内腔内填充有导热增强材料，导热增强材料为带有空隙的棉絮状结构，相变材料填充在导热增强材料的空隙内。
4.如权利要求2所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：循环水系统包括有冷热水箱（7）和循环水泵（18），加热系统和冷却系统内置在冷热水箱（7）内，冷热水箱（7）上设有出水端口和回水端口；
5.如权利要求4所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：输水管（5）上设有第一阀门（6），回水管（8）上设有第二阀门（9），第一阀门（6）和第二阀门（9）均
6.如权利要求2所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：第一腔板（2）的空腔内左右间隔交替设有导流板（203），导流板（203）用以将第一腔板（2）的内部空间隔离成折返往复前行的水流通道，进水接头（201）与水流通道的入口连通，出水接头（202）与水流通道的出口连通。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：第一腔板（2）、第二腔板（3）和第三腔板（4）相互之间为垂直方向交替平行设置或水平方向交替平行设置。
8.如权利要求7所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：箱体（20）的内壁上设有保温材料。
9.如权利要求7所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：第一腔板（2）、第三腔板（4）和第二腔板（3）的接触面上均设有相互嵌合的波浪状结构。
10.如权利要求7所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：第一腔板（2）、第三腔板（4）和第二腔板（3）的内腔厚度小于或等于20mm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：包括储放氢装置（1）、循环水系统和温度控制系统；
2.如权利要求1所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：箱体（20）的左右两侧壁上均设有多个上下间隔设置的滑轨（21），滑轨（21）上设有能够前后滑动的滑条（22），滑轨（21）的后侧固定设有用以防止滑条（22）脱出的挡板（29），挡板（29）与箱体（1）的后侧板之间存有间隙；
3.如权利要求1所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：第三腔板（4）的内腔内填充有导热增强材料，导热增强材料为带有空隙的棉絮状结构，相变材料填充在导热增强材料的空隙内。
4.如权利要求2所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：循环水系统包括有冷热水箱（7）和循环水泵（18），加热系统和冷却系统内置在冷热水箱（7）内，冷热水箱（7）上设有出水端口和回水端口；
5.如权利要求4所述的一种基于相变材料的储氢热管理装置，其特征在于：输水管（5）上设有第一阀门（6），回水管（8）上设有第二阀门（9），第一阀门（6）和第二阀门（9）均为电...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，吕财，吴学红，常志娟，刘鹤，王燕令，陈祎歌，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
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