【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电解制氢领域，尤其涉及一种通过热能量回收循环利用技术将电能高效转化为氢能的机械设备系统，可用于水制氢、新能源(太阳能、风能、海洋能等)制氢等广泛的绿色能源生产场景。
技术介绍
1、现有的电解制氢技术有多个分支，但大同小异区别不明显，总体能量转换率在75％左右，转换率不高的原因如下：
2、1)制氢过程产生的热能没有回收利用：现有的制氢设备采用冷却系统对产生的热量外排丢弃，设备的核心温度一般在70度以上。而核心温度高会导致制氢时所需的水体蒸发，产生水蒸气，湿度增加。
3、2)需要额外的能量用于降温和除湿：除了必须对设备进行降温的耗能外，较高的设备核心温度使制出的氢气和氧气的湿度也较高，意味着也必须付出除湿的能耗。
4、由上可见，要研发出能量转换率极高的制氢设备，必须有一个能够高效收集热能的电解制氢器和一个热能量循环利用系统。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种热循电解制氢系统，能够高效收集热能。
2、为实现上述目的，本技术提供一种热循电解制氢系统，包括热循电解制氢器，热循电解制氢器包括热交换盘管、相互扣合的热循电解冷盖和热循电解槽；热循电解槽中设有纯净水供给绝缘管路、正电极和负电极；热循电解冷盖上设有氧气出口和氢气出口，两者位于热循电解冷盖内的输入端分别通过第一筒状支架和第二筒状支架与热循电解槽连通；热交换盘管盘绕在第一筒状支架和第二筒状支架上。
3、作为本技术的进一步改进，所述热循电解冷盖还连接有位于第一筒状
4、作为本技术的更进一步改进，所述第二筒状支架底部连接有板条支架；第一筒状支架外侧壁与热循电解冷盖内侧之间、第二筒状支架外侧壁与热循电解冷盖内侧之间均间隔布置且形成冷干区段，冷干区段与热循电解槽连通，第一筒状支架侧壁上设有第一透气孔，第一筒状支架内腔与氧气出口连通；第二筒状支架侧壁上设有第二透气孔，第二筒状支架内腔与氢气出口连通。
5、作为本技术的更进一步改进，所述热交换盘管包括沿冷气流向依次连接的冷气入口、氧气冷干段、氢气冷干段、水体及蒸汽冷却段和热气出口；氧气冷干段盘绕在第一筒状支架侧壁上，氢气冷干段盘绕在第二筒状支架侧壁上，水体及蒸汽冷却段盘绕在板条支架上。
6、作为本技术的更进一步改进，所述纯净水供给绝缘管路的出水口位于热循电解槽的内腔底部；纯净水供给绝缘管路穿过热循电解槽侧壁中部且设有浮球阀。
7、作为本技术的更进一步改进，所述热循电解槽内腔中设有绝缘永磁体；绝缘永磁体的两端分别设有永磁负极和永磁正极；永磁负极与正电极相邻，永磁正极与负电极相邻。
8、作为本技术的更进一步改进，还包括热能量循环利用系统，热能量循环利用系统设有高压气管和高压保温气管，高压气管、所述热交换盘管和高压保温气管沿气流方向依次连通。
9、作为本技术的更进一步改进，所述高压保温气管还通过电控流量阀连接有再生动力源，再生动力源与所述正电极和负电极电性连接。
10、有益效果
11、与现有技术相比，本技术的热循电解制氢系统的优点为：
12、1、热循电解制氢器由热循电解槽和热循电冷盖组合构成的，是一个能够高效收集热能的电解制氢器，其对制氢过程产生的热能收集率在100％以上，连进去的水温度都会有所降低：传统的制氢水槽，水槽水的温度一般会比室温高(如高30℃)；但在本技术方案的热循电解槽中，由于热交换盘管对热循电解槽内纯净水的冷却，则位于热循电解槽内的纯净水温度会比室温低(如低5℃)。
13、2、热能量循环利用系统采用专利申请号为2021113580630的热源降温及其余热再生动力系统，其对余热的回收率可以达到80％左右。因此，由热循电解制氢器和热能量循环利用系统共同构成的热循电解制氢系统，其制氢的能量转换率将有效提升到90％左右。
14、3、以热循电解制氢器作为能量转换中心，将电能转化为氢能和热能，其中热能通过热交换方式被全部回收到热能量循环利用系统中。热能量循环利用系统将回收到的能量循环使用，该系统可通过赚取空气能量(指在热能量循环利用系统的排出气体温度比其吸入气体的温度还低)来实现该系统自身的近乎零耗能运行。依据能量守恒定律：整个系统的能量输入电能、水、空气；能量输出包括氢能、热能、冷空气、热气散失等微损耗。如果以“氢能/电能”来衡量系统的能量转化率，其数值将在90％左右。
15、通过以下的描述并结合附图，本技术将变得更加清晰，这些附图用于解释本技术的实施例。
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1.一种热循电解制氢系统，其特征在于，包括热循电解制氢器，热循电解制氢器包括热交换盘管(3)、相互扣合的热循电解冷盖(1)和热循电解槽(2)；热循电解槽(2)中设有纯净水供给绝缘管路(21)、正电极(41)和负电极(42)；热循电解冷盖(1)上设有氧气出口(11)和氢气出口(12)，两者位于热循电解冷盖(1)内的输入端分别通过第一筒状支架(15)和第二筒状支架(16)与热循电解槽(2)连通；热交换盘管(3)盘绕在第一筒状支架(15)和第二筒状支架(16)上。
2.根据权利要求1所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述热循电解冷盖(1)还连接有位于第一筒状支架(15)下方的第一套槽区段(111)、位于第二筒状支架(16)下方的第二套槽区段(121)；第一套槽区段(111)下部与所述正电极(41)对应且设有第一凹口(112)，第二套槽区段(121)下部与所述负电极(42)对应且设有第二凹口(122)，第一凹口(112)和第二凹口(122)相对布置；第一套槽区段(111)和第二套槽区段(121)两者上部之间设有位于热循电解冷盖(1)上的透气口(14)。
3.
4.根据权利要求3所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述热交换盘管(3)包括沿冷气流向依次连接的冷气入口(31)、氧气冷干段(32)、氢气冷干段(33)、水体及蒸汽冷却段(34)和热气出口(35)；氧气冷干段(32)盘绕在第一筒状支架(15)侧壁上，氢气冷干段(33)盘绕在第二筒状支架(16)侧壁上，水体及蒸汽冷却段(34)盘绕在板条支架(17)上。
5.根据权利要求1所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述纯净水供给绝缘管路(21)的出水口(22)位于热循电解槽(2)的内腔底部；纯净水供给绝缘管路(21)穿过热循电解槽(2)侧壁中部且设有浮球阀(23)。
6.根据权利要求1所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述热循电解槽(2)内腔中设有绝缘永磁体(5)；绝缘永磁体(5)的两端分别设有永磁负极(51)和永磁正极(52)；永磁负极(51)与正电极(41)相邻，永磁正极(52)与负电极(42)相邻。
7.根据权利要求1所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，还包括热能量循环利用系统(6)，热能量循环利用系统(6)设有高压气管(61)和高压保温气管(62)，高压气管(61)、所述热交换盘管(3)和高压保温气管(62)沿气流方向依次连通。
8.根据权利要求7所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述高压保温气管(62)还通过电控流量阀(7)连接有再生动力源(8)，再生动力源(8)与所述正电极(41)和负电极(42)电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述热循电解槽(2)内装有电解液；电解液为30％碱性电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种热循电解制氢系统，其特征在于，包括热循电解制氢器，热循电解制氢器包括热交换盘管(3)、相互扣合的热循电解冷盖(1)和热循电解槽(2)；热循电解槽(2)中设有纯净水供给绝缘管路(21)、正电极(41)和负电极(42)；热循电解冷盖(1)上设有氧气出口(11)和氢气出口(12)，两者位于热循电解冷盖(1)内的输入端分别通过第一筒状支架(15)和第二筒状支架(16)与热循电解槽(2)连通；热交换盘管(3)盘绕在第一筒状支架(15)和第二筒状支架(16)上。
2.根据权利要求1所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述热循电解冷盖(1)还连接有位于第一筒状支架(15)下方的第一套槽区段(111)、位于第二筒状支架(16)下方的第二套槽区段(121)；第一套槽区段(111)下部与所述正电极(41)对应且设有第一凹口(112)，第二套槽区段(121)下部与所述负电极(42)对应且设有第二凹口(122)，第一凹口(112)和第二凹口(122)相对布置；第一套槽区段(111)和第二套槽区段(121)两者上部之间设有位于热循电解冷盖(1)上的透气口(14)。
3.根据权利要求2所述的一种热循电解制氢系统，其特征在于，所述第二筒状支架(16)底部连接有板条支架(17)；第一筒状支架(15)外侧壁与热循电解冷盖(1)内侧之间、第二筒状支架(16)外侧壁与热循电解冷盖(1)内侧之间均间隔布置且形成冷干区段(18)，冷干区段(18)与热循电解槽(2)连通，第一筒状支架(15)侧壁上设有第一透气孔(151)，第一筒状支架(15)内腔与氧气出口(11)连通；第二筒状支架(16)侧壁上设有第二透气孔(161)，第二筒状支架(16)内腔与氢气...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾昭达，马勇，倪问池，张旭，曾宪越，姚智，解光慈，唐晨轩，谈秋桐，刘征宇，黄考航，陈丹，
申请(专利权)人：海南信稳创新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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