一种制氢燃料电池热量分配装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池散热领域，尤其涉及一种制氢燃料电池热量分配装置。


背景技术：

2.现有的燃料电池设备通过使用外设风机，通过风机将燃料电池产生的热量带走，以此来保证燃料电池稳定运行，但是燃料电池在热量不被利用时，通过安装风机来将燃料电池的热量带走，需要增加占地空间及成本。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种制氢燃料电池热量分配装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.本实用新型的技术方案为一种制氢燃料电池热量分配装置，包括：第一回水通道，所述第一回水通道包括依次连接的燃料电池换热器、缓冲水罐进水管道、缓冲水罐和缓冲水罐出水管道，所述缓冲水罐出水管道的末端与所述燃料电池换热器连接；第二回水通道，所述第二回水通道包括依次连接的冷水机进水管道、冷水机和冷水机出水管道，所述冷水机进水管道的始端与所述缓冲水罐连接，所述冷水机出水管道的末端与所述缓冲水罐连接，所述冷水机进水管道上设置有第一三通球阀，所述冷水机出水管道上设置有第二三通球阀；第三回水通道，所述第三回水通道包括依次连接的供暖设备进水管道、供暖设备和供暖设备出水管道，所述供暖设备进水管道的始端与所述第一三通球阀连接，所述供暖设备出水管道的末端与所述第二三通球阀连接。
5.进一步，所述缓冲水罐进水管道和所述缓冲水罐出水管道之间设置有第一平衡球阀。
6.进一步，所述冷水机进水管道和所述冷水机出水管道之间设置有第二平衡球阀。
7.进一步，所述缓冲水罐出水管道上还设置有第一水泵。
8.进一步，所述冷水机进水管道上还设置有第二水泵。
9.进一步，所述供暖设备进水管道上还设置有第三水泵。
10.进一步，所述缓冲水罐进水管道上还设置有燃料电池换热器出口球阀，所述缓冲水罐出水管道上还设置有燃料电池换热器入口球阀，所述燃料电池换热器出口球阀和所述燃料电池换热器入口球阀靠近所述燃料电池换热器设置。
11.进一步，所述缓冲水罐进水管道上还设置有缓冲水罐第一进口球阀，所述缓冲水罐出水管道上还设置有缓冲水罐第一出口球阀，所述缓冲水罐第一进口球阀和所述缓冲水罐第一出口球阀靠近所述缓冲水罐设置。
12.进一步，所述冷水机进水管道上还设置有缓冲水罐第二出口球阀，所述冷水机出水管道上还设置有缓冲水罐第二进口球阀，所述缓冲水罐第二出口球阀和所述缓冲水罐第二进口球阀靠近所述缓冲水罐设置。
13.进一步，所述供暖设备进水管道上还设置有供暖设备进口球阀，所述供暖设备出
水管道上还设置有供暖设备出口球阀，所述供暖设备进口球阀和所述供暖设备出口球阀靠近所述供暖设备设置。
14.本实用新型的有益效果如下，
15.本技术中，在碱性水电解制氢设备中用到冷水机，我们通过冷水机的冷却水，在不需要燃料电池热量的情况下将对应三通球阀打到冷水机处，通过冷水机和缓冲水罐的换热将燃料电池的热量带走。在需要燃料电池热量的时候，例如冬天需要供暖，通过将燃料电池产生的热量通过缓冲水罐，然后通过对应水泵将缓冲水罐中热水带到供暖设备进行供暖，大大的提高了燃料电池能量的利用效率，节省了空间。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例的制氢燃料电池热量分配装置的结构示意图。
17.上述图中，100、第一回水通道；110、燃料电池换热器；120、缓冲水罐进水管道；121、燃料电池换热器出口球阀；130、缓冲水罐；131、缓冲水罐第一进口球阀；132、缓冲水罐第一出口球阀；133、缓冲水罐第二出口球阀；134、缓冲水罐第二进口球阀；140、缓冲水罐出水管道；141、燃料电池换热器入口球阀；150、第一平衡球阀；160、第一水泵；200、第二回水通道；210、冷水机进水管道；220、冷水机；230、冷水机出水管道；240、第一三通球阀；250、第二三通球阀；260、第二平衡球阀；270、第二水泵；300、第三回水通道；310、供暖设备进水管道；320、供暖设备；321、供暖设备进口球阀；322、供暖设备出口球阀；330、供暖设备出水管道；340、第三水泵。
具体实施方式
18.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、顶、底等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。
20.此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
21.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
22.参照图1，在一些实施例中，根据本实用新型的一种制氢燃料电池热量分配装置，包括：一种制氢燃料电池热量分配装置，包括：第一回水通道100，所述第一回水通道100包括依次连接的燃料电池换热器110、缓冲水罐进水管道120、缓冲水罐130和缓冲水罐出水管
道140，所述缓冲水罐出水管道140的末端与所述燃料电池换热器110连接；第二回水通道200，所述第二回水通道200包括依次连接的冷水机进水管道210、冷水机220和冷水机出水管道230，所述冷水机进水管道210的始端与所述缓冲水罐130连接，所述冷水机出水管道230的末端与所述缓冲水罐130连接，所述冷水机进水管道210上设置有第一三通球阀240，所述冷水机出水管道230上设置有第二三通球阀250；第三回水通道300，所述第三回水通道300包括依次连接的供暖设备进水管道310、供暖设备320和供暖设备出水管道330，所述供暖设备进水管道310的始端与所述第一三通球阀240连接，所述供暖设备出水管道330的末端与所述第二三通球阀250连接。
23.在一些实施例中，所述燃料电池换热器110具体为燃料电池板式换热器，正常工况下，燃料电池电堆工作温度为7080摄氏度，需要循环对燃料电池进行循环冷却，以保证燃料电池工作在正常温度条件，燃料电池和换热器一直进行热交换。
24.当只有所述第一回水通道100工作，所述第二回水通道200和所述第三回水通道300都不工作时，通过缓冲水罐130往燃料电池换热器110通入循环水，具体通过所述缓冲水罐进水管道120通入从燃料电池换热器110泵入的热水，经过缓冲水罐130的缓冲稀释降温作用，通过所述缓冲水罐出水管道140将初步降温的循环水泵入到燃料电池换热器110内，达到降低燃料电池换热器110的温度，而燃料电池和换热器一直进行热交换，通过这种热交换达到降低燃料电池温度的技术效果。
25.当所述第一回水通道100和所述第二回水通道200工作，所述第三回水通道300不工作时，循环水从所述燃料电池换热器110流出，经过所述缓冲水罐130、所述第一三通球阀240、所述冷水机进水管道210流向所述冷水机220进行换热，换热后的低温循环水从所述冷水机220流出，经过所述冷水机出水管道230、所述第二三通球阀250、所述缓冲水罐130和所述缓冲水罐出水管道140流入所述燃料电池换热器110，达到降低燃料电池换热器110的温度，而燃料电池和换热器一直进行热交换，通过这种热交换达到降低燃料电池温度的技术效果。在这种工作状态下，所述第一三通球阀240中，与所述供暖设备进水管道310连接的一端关闭，与所述冷水机进水管道210连接的一端打开，循环水流只流入所述冷水机220，而不流入所述供暖设备320。所述第二三通球阀250中，与所述供暖设备出水管道330连接的一端关闭，与所述冷水机出水管道230连接的一端打开，循环水流只流入所述冷水机220，而不流入所述供暖设备320。
26.当所述第一回水通道100和所述第三回水通道300工作，所述第二回水通道200不工作时，循环水从所述燃料电池换热器110流出，经过所述缓冲水罐130、所述第一三通球阀240和所述供暖设备进水管道310流入所述供暖设备320，循环水在所述供暖设备320内换热降温后，经过所述供暖设备出水管道330、所述第二三通球阀250、所述缓冲水罐130、所述缓冲水罐出水管道140流入所述燃料电池换热器110，达到降低燃料电池换热器110的温度，而燃料电池和换热器一直进行热交换，通过这种热交换达到降低燃料电池温度的技术效果。在这种工作状态下，所述第一三通球阀240中，与所述供暖设备进水管道310连接的一端打开，与所述冷水机进水管道210连接的一端关闭，循环水流只流入所述供暖设备320，而不流入所述冷水机220。所述第二三通球阀250中，与所述供暖设备出水管道330连接的一端打开，与所述冷水机出水管道230连接的一端关闭，循环水流只流入所述供暖设备320，而不流入所述冷水机220。
27.本实用新型的有益效果如下，本技术中，在碱性水电解制氢设备中用到冷水机220，通过冷水机220的冷却水，在不需要燃料电池热量的情况下将对应三通球阀打到冷水机220处，通过冷水机220和缓冲水罐130的换热将燃料电池的热量带走。在需要燃料电池热量的时候，例如冬天需要供暖，通过将燃料电池产生的热量通过缓冲水罐130，然后通过对应水泵将缓冲水罐130中热水带到供暖设备320进行供暖，大大的提高了燃料电池能量的利用效率，节省了空间。
28.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述缓冲水罐进水管道120和所述缓冲水罐出水管道140之间设置有第一平衡球阀150。所述第一平衡球阀150在一般情况下处于关闭状态；所述第一平衡球阀150也可仅保留少量开度，用于平衡所述缓冲水罐进水管道120和所述缓冲水罐出水管道140水压的平衡；所述第一平衡球阀150也可以处于完全打开状态，此时缓冲水罐第一进口球阀131和缓冲水罐第一出口球阀132均处于关闭状态，用于短接所述缓冲水罐130和后端设备，此状态仅用于后端设备离线检修的情况。
29.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述冷水机进水管道210和所述冷水机出水管道230之间设置有第二平衡球阀260。所述第二平衡球阀260在一般情况下处于关闭状态；所述第二平衡球阀260也可仅保留少量开度，用于平衡所述供暖设备进水管道310和所述供暖设备出水管道330水压的平衡；所述第二平衡球阀260也可以处于完全打开状态，此时所述第一三通球阀240靠近所述缓冲水罐130的接口和所述第二三通球阀250靠近所述缓冲水罐130的接口均处于关闭状态，用于短接后端的所述冷水机220和所述供暖设备320，此状态仅用于后端设备离线检修的情况。
30.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述缓冲水罐出水管道140上还设置有第一水泵160。所述第一水泵160可以设置在所述缓冲水罐进水管道120上或所述缓冲水罐出水管道140上，所述第一水泵160用于加快循环水的流速，达到加快换热速度的技术效果。
31.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述冷水机进水管道210上还设置有第二水泵270。所述第二水泵270可设置在所述第一三通球阀240靠近所述缓冲水罐130的管道上，也可以设置在所述第二三通球阀250靠近所述缓冲水罐130的管道上，所述第二水泵270用于加快循环水的流速，达到加快换热速度的技术效果。
32.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述供暖设备进水管道310上还设置有第三水泵340。所述第三水泵340可以设置在所述供暖设备进水管道310上或所述供暖设备出水管道330上，所述第三水泵340用于加快循环水的流速，达到加快换热速度的技术效果。
33.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述缓冲水罐进水管道120上还设置有燃料电池换热器出口球阀121，所述缓冲水罐出水管道140上还设置有燃料电池换热器入口球阀141，所述燃料电池换热器出口球阀121和所述燃料电池换热器入口球阀141靠近所述燃料电池换热器110设置。正常工况下，所述燃料电池换热器出口球阀121和所述燃料电池换热器入口球阀141均处于打开状态，循环水经所述燃料电池换热器出口球阀121流出，经过循环后经所述燃料电池换热器入口球阀141流入所述燃料电池换热器110内。当装置停机或设备检修时，所述燃料电池换热器出口球阀121和所述燃料电池换热器入口球阀141可处于关闭状态，以切断和其他装置的连接。
34.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述缓冲水罐进水管道120上还设置有缓冲水罐第一进口球阀131，所述缓冲水罐出水管道140上还设置有缓冲水罐第一出口球阀132，所
述缓冲水罐第一进口球阀131和所述缓冲水罐第一出口球阀132靠近所述缓冲水罐130设置。正常工况下，所述缓冲水罐第一进口球阀131和所述缓冲水罐第一出口球阀132均处于打开状态，循环水经所述缓冲水罐第一进口球阀131流入所述缓冲水罐130，循环后经所述缓冲水罐第一出口球阀132流出，最后回流到所述燃料电池换热器110内。当装置停机或设备检修时，所述缓冲水罐第一进口球阀131和所述缓冲水罐第一出口球阀132可处于关闭状态，以切断和其他装置的连接。
35.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述冷水机进水管道210上还设置有缓冲水罐第二出口球阀133，所述冷水机出水管道230上还设置有缓冲水罐第二进口球阀134，所述缓冲水罐第二出口球阀133和所述缓冲水罐第二进口球阀134靠近所述缓冲水罐130设置。正常工况下，所述缓冲水罐第二出口球阀133和所述缓冲水罐第二进口球阀134均处于打开状态，循环水经所述缓冲水罐第二出口球阀133流出，循环后经所述缓冲水罐130第二入口球阀流入所述缓冲水罐130，最后回流到所述燃料电池换热器110内。当装置停机或设备检修时，所述缓冲水罐第二出口球阀133和所述缓冲水罐第二进口球阀134可处于关闭状态，以切断和其他装置的连接。
36.参照图1，进一步，在一些实施例中，所述供暖设备进水管道310上还设置有供暖设备进口球阀321，所述供暖设备出水管道330上还设置有供暖设备出口球阀322，所述供暖设备进口球阀321和所述供暖设备出口球阀322靠近所述供暖设备320设置。正常工况下，所述供暖设备进口球阀321和所述供暖设备出口球阀322均处于打开状态，循环水经所述供暖设备进口球阀321流入所述供暖设备320，换热后经所述供暖设备出口球阀322回流入所述缓冲水罐130，最后回流到所述燃料电池换热器110内。当装置停机或设备检修时，所述供暖设备进口球阀321和所述供暖设备出口球阀322可处于关闭状态，以切断和其他装置的连接。
37.以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本实用新型的保护范围。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

技术特征：
1.一种制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，包括：第一回水通道(100)，所述第一回水通道(100)包括依次连接的燃料电池换热器(110)、缓冲水罐进水管道(120)、缓冲水罐(130)和缓冲水罐出水管道(140)，所述缓冲水罐出水管道(140)的末端与所述燃料电池换热器(110)连接；第二回水通道(200)，所述第二回水通道(200)包括依次连接的冷水机进水管道(210)、冷水机(220)和冷水机出水管道(230)，所述冷水机进水管道(210)的始端与所述缓冲水罐(130)连接，所述冷水机出水管道(230)的末端与所述缓冲水罐(130)连接，所述冷水机进水管道(210)上设置有第一三通球阀(240)，所述冷水机出水管道(230)上设置有第二三通球阀(250)；第三回水通道(300)，所述第三回水通道(300)包括依次连接的供暖设备进水管道(310)、供暖设备(320)和供暖设备出水管道(330)，所述供暖设备进水管道(310)的始端与所述第一三通球阀(240)连接，所述供暖设备出水管道(330)的末端与所述第二三通球阀(250)连接。2.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述缓冲水罐进水管道(120)和所述缓冲水罐出水管道(140)之间设置有第一平衡球阀(150)。3.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述冷水机进水管道(210)和所述冷水机出水管道(230)之间设置有第二平衡球阀(260)。4.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述缓冲水罐出水管道(140)上还设置有第一水泵(160)。5.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述冷水机进水管道(210)上还设置有第二水泵(270)。6.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述供暖设备进水管道(310)上还设置有第三水泵(340)。7.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述缓冲水罐进水管道(120)上还设置有燃料电池换热器出口球阀(121)，所述缓冲水罐出水管道(140)上还设置有燃料电池换热器入口球阀(141)，所述燃料电池换热器出口球阀(121)和所述燃料电池换热器入口球阀(141)靠近所述燃料电池换热器(110)设置。8.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述缓冲水罐进水管道(120)上还设置有缓冲水罐第一进口球阀(131)，所述缓冲水罐出水管道(140)上还设置有缓冲水罐第一出口球阀(132)，所述缓冲水罐第一进口球阀(131)和所述缓冲水罐第一出口球阀(132)靠近所述缓冲水罐(130)设置。9.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述冷水机进水管道(210)上还设置有缓冲水罐第二出口球阀(133)，所述冷水机出水管道(230)上还设置有缓冲水罐第二进口球阀(134)，所述缓冲水罐第二出口球阀(133)和所述缓冲水罐第二进口球阀(134)靠近所述缓冲水罐(130)设置。10.根据权利要求1所述的制氢燃料电池热量分配装置，其特征在于，所述供暖设备进水管道(310)上还设置有供暖设备进口球阀(321)，所述供暖设备出水
管道(330)上还设置有供暖设备出口球阀(322)，所述供暖设备进口球阀(321)和所述供暖设备出口球阀(322)靠近所述供暖设备(320)设置。

技术总结
本实用新型涉及一种制氢燃料电池热量分配装置，包括第一回水通道，第一回水通道包括燃料电池换热器、缓冲水罐进水管道、缓冲水罐和缓冲水罐出水管道；第二回水通道，第二回水通道包括冷水机进水管道、冷水机和冷水机出水管道，冷水机进水管道上设置有第一三通球阀，冷水机出水管道上设置有第二三通球阀；第三回水通道，第三回水通道包括供暖设备进水管道、供暖设备和供暖设备出水管道。在不需要燃料电池热量的情况下将对应三通球阀打到冷水机处，通过冷水机和缓冲水罐的换热将燃料电池的热量带走。量带走。量带走。


技术研发人员：赵玉军 李云飞 叶文宇 欧阳剑 贾文磊 陈凯家
受保护的技术使用者：深圳市凯豪达氢能源有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/9/3