CN112856697A - 一种可用于高原地区的供给氢氧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种可用于高原地区的供给氢氧装置,供给氢氧装置包括发电系统、氢氧系统、室内供氧系统以及总控制器;风力发电装置、光伏发电装置的输出端分别与电力分配控制器的输入端相连;电力分配控制器为制氢制氧装置供电;其中一个储氢罐的进气口连通制氢制氧装置的氢气输出端;储氧罐与制氢制氧装置的氧气输出端相连通;储氧罐内的氧气分流为三路,第一路经第一氧控制阀与负氧离子产生装置相连通,第二路经第二氧控制阀直接连通室内空气,第三路经第三氧控制阀与氧气开关阀相连通;室内氧传感器、负氧离子传感器分别用于监测室内的氧含量、负氧离子含量。本发明有效提高了高原地区可再生能源的利用率,解决了当地的供能、供氧问题。
Description
技术领域
本发明涉及供给氢氧装置技术领域,具体而言,涉及一种可用于高原地区的供给氢氧装置。
背景技术
目前,我国能源将近76%由煤炭供给,这种过度依赖化石燃料的能源结构已经对环境、经济和社会造成了很大的负面影响。大量的煤炭开采、运输和燃烧,对我国环境已经造成了极大的破坏。开发太阳能、风能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。其中,太阳能、风能作为可再生能源,无枯竭危险,使用安全可靠,无噪声,且太阳能、风能为清洁能源,无污染排放,有利于保护生态环境。但是,由于太阳能、风能受天气影响较大,且形成分散,能量汇集不稳定、不连续,导致无法直接并入电网,因此弃风、弃光问题严重。
尤其对于西藏高原地区来说,居住分散,电力远距离输送成本较高,导致电力无法输送到各个地区,因此,在西藏高原地区用电相对困难。此外,由于高原海拔地带氧气稀薄,空气含氧量只有内地的50%–60%,在如此气候寒冷的环境中,缺乏化石燃料以保证生命基本需求。为此,如何利用高原地区丰富的风光资源条件解决当地供能、供氧的问题便显得尤为重要。
发明内容
本说明书提供一种可用于高原地区的供给氢氧装置,用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
根据本说明书实施例,提供了一种可用于高原地区的供给氢氧装置,所述供给氢氧装置包括发电系统、氢氧系统、室内供氧系统以及总控制器;其中:
所述发电系统包括风力发电装置、光伏发电装置以及电力分配控制器;所述风力发电装置、光伏发电装置的输出端分别与所述电力分配控制器的输入端相连;
所述氢氧系统包括制氢制氧装置、多个储氢罐、氢气压力传感器、储氧罐、氧气压力传感器;所述制氢制氧装置的电源输入端连接所述电力分配控制器的输出端;多个所述储氢罐之间通过连通管相连,其中一所述储氢罐连通所述制氢制氧装置的氢气输出端;每个所述储氢罐上均设置有所述氢气压力传感器;所述储氧罐与所述制氢制氧装置的氧气输出端相连通;所述氧气压力传感器安装于所述储氧罐上;
所述室内供氧系统包括第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀以及设置于室内的负氧离子产生装置、氧气开关阀、室内氧传感器、负氧离子传感器;所述储氧罐内的氧气经所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀分流为三路,第一路经所述第一氧控制阀与所述负氧离子产生装置相连通,第二路经所述第二氧控制阀直接连通室内空气,第三路经所述第三氧控制阀与氧气开关阀相连通;所述室内氧传感器、负氧离子传感器均设置于室内,分别用于监测室内的氧含量、负氧离子含量;
所述氢气压力传感器的输出端与所述电力分配控制器电连接;所述电力分配控制器与所述总控制器电连接;所述氧气压力传感器、室内氧传感器、负氧离子传感器的输出端与所述总控制器电连接;所述总控制器与所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀的控制端电连接;
当多个所述储氢罐上的所述氢气压力传感器所检测的氢气压力值均大于预设的氢压阈值时,所述电力分配控制器与所述风力发电装置、光伏发电装置的输出端接口断开,停止向所述制氢制氧装置供给电源,使所述制氢制氧装置停止制氢、氧气作业;
当所述氧气压力传感器所检测的氧气压力值低于预设的最小氧压阈值时,所述总控制器向所述电力分配控制器发送增大控制指令,根据所述增大控制指令,所述电力分配控制器增大向所述制氢制氧装置输送的电流值,以加快所述制氢制氧装置的制氢、制氧速率;当所述氧气压力传感器所检测的氧气压力值高于预设的最大氧压阈值时,所述总控制器向所述电力分配控制器发送减小控制指令,根据所述减小控制指令,所述电力分配控制器减小向所述制氢制氧装置输送的电流值,以减缓所述制氢制氧装置的制氢、制氧速率;
当所述室内氧传感器所检测的室内氧含量低于预设的室内最低氧含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第二氧控制阀增加所述储氧罐向室内的送氧量;当所述室内氧传感器所检测的室内氧含量高于预设的室内最高氧含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第二氧控制阀减少所述储氧罐向室内的送氧量;
当所述负氧离子传感器所检测的室内负氧离子含量低于预设的室内最低负氧离子含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第一氧控制阀增加所述储氧罐向所述负氧离子产生装置输送的氧气量;当所述负氧离子传感器所检测的室内负氧离子含量高于预设的室内最高负氧离子含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第一氧控制阀减少所述储氧罐向所述负氧离子产生装置输送的氧气量。
可选地,所述氢氧系统还包括设置于室内的指示灯;所述指示灯的控制端与所述总控制器电连接;
当多个所述储氢罐上的所述氢气压力传感器所检测的氢气压力值均大于预设的氢压阈值时,所述电力分配控制器生成警示信号至所述总控制器,所述总控制器控制所述指示灯亮灯,以提示业主更换所述储氢罐。
可选地,所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀均为电控比例阀。
可选地,所述氢氧系统还包括减压阀;所述减压阀设置于所述储氧罐上。
可选地,所述氢氧系统还包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀;
所述第一单向阀设置于所述制氢制氧装置与所述储氢罐之间;所述第二单向阀设置于所述制氢制氧装置与所述储氧罐之间;所述第三单向阀设置于所述储氧罐与所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀之间。
进一步可选地,所述室内供氧系统还包括送氧泵;所述送氧泵设置于所述储氧罐与所述第三单向阀之间;所述送氧泵的控制端与所述总控制器电连接。
进一步可选地,所述氢氧系统还包括换向阀;所述换向阀设置于所述第二单向阀与所述储氧罐之间。
再进一步可选地,所述换向阀为两位电控换向阀。
可选地,所述制氢制氧装置为电解水制氢制氧装置。
可选地,所述储氢罐的个数不少于两个。
本说明书实施例的有益效果如下:
氢氧系统利用风力发电装置、光伏发电装置发出的多余电能进行制氢、氧气作业,将所制得的氧气用于供氧,满足高原地区的用氧需求,并将所制得的氢气进行储存,用作氢燃料电池的燃料或为高原地区的家庭供暖等,对氢气进行收集利用,既避免了能源浪费,又能解决高原地区的供能问题,有效提高了高原地区可再生能源的利用率,解决了当地的供能、供氧问题,有利于保护生态环境。
利用风能、太阳能将水分解为清洁燃料氢气以及氧气,氢气燃烧后的产物为水,可循环使用,更绿色环保。并利用氢气压力传感器、氧气压力传感器分别实时监测储氢罐、储氧罐内的压力值,以防止罐内压力过高,提高系统安全性。同时,不但将氧气直接排放至室内,以提高室内的氧含量,还利用负氧离子产生装置在室内产生空气负离子,可对人体起到医疗保健的作用,且通过室内氧传感器、负氧离子传感器实时监测室内的氧含量、负氧离子含量,以自动调控室内的氧含量、负氧离子含量,避免由于室内局部氧浓度过高导致室内人员醉氧,更具智能化。
本说明书实施例的创新点包括:
1、本实施例中,氢氧系统利用风力发电装置、光伏发电装置发出的多余电能进行制氢、氧气作业,将所制得的氧气用于供氧,满足高原地区的用氧需求,并将所制得的氢气进行储存,用作氢燃料电池的燃料或为高原地区的家庭供暖等,对氢气进行收集利用,既避免了能源浪费,又能解决高原地区的供能问题,是本说明书实施例的创新点之一。
2、本实施例中,有效提高了高原地区可再生能源的利用率,解决了当地的供能、供氧问题,有利于保护生态环境,是本说明书实施例的创新点之一。
3、本实施例中,利用风能、太阳能将水分解为清洁燃料氢气以及氧气,氢气燃烧后的产物为水,可循环使用,更绿色环保,是本说明书实施例的创新点之一。
4、本实施例中,利用氢气压力传感器、氧气压力传感器分别实时监测储氢罐、储氧罐内的压力值,以防止罐内压力过高,提高系统安全性,是本说明书实施例的创新点之一。
5、本实施例中,不但将氧气直接排放至室内,以提高室内的氧含量,还利用负氧离子产生装置在室内产生空气负离子,可对人体起到医疗保健的作用,是本说明书实施例的创新点之一。
6、本实施例中,通过室内氧传感器、负氧离子传感器实时监测室内的氧含量、负氧离子含量,以自动调控室内的氧含量、负氧离子含量,避免由于室内局部氧浓度过高导致室内人员醉氧,更具智能化,是本说明书实施例的创新点之一。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例提供的可用于高原地区的供给氢氧装置的结构示意图;
图中,1为负氧离子产生装置、2为总控制器、3为氧气压力传感器、4为储氧罐、5为风力发电装置、6为电力分配控制器、7为光伏发电装置、8为储氢罐、9为第二氢气压力传感器、10为连通管、11为第一氢气压力传感器、12为第一单向阀、13为制氢制氧装置、14为第二单向阀、15为换向阀、16为减压阀、17为送氧泵、18为第三单向阀、19为第一氧控制阀、20为氧气开关阀、21为室内、22为室内氧传感器、23为负氧离子传感器、24为指示灯、25为第二氧控制阀、26为第三氧控制阀。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本说明书实施例公开了一种可用于高原地区的供给氢氧装置。以下分别进行详细说明。
图1是示出了根据本说明实施例提供的一种可用于高原地区的供给氢氧装置。如图1所示,供给氢氧装置包括发电系统、氢氧系统、室内供氧系统以及总控制器2,本申请实施例中的供给氢氧装置利用发电系统进行发电,为氢氧系统供给电能,氢氧系统产生氢、氧气,将氢气、氧气分别进行存储,利用氢气进行供能,利用氢氧系统所产生的氧气满足高原地区的用氧需求,并通过室内供氧系统将氧气自动输送至室内21,利用总控制器2调控室内21的氧含量以及负氧离子含量。
其中,发电系统包括风力发电装置5、光伏发电装置7以及电力分配控制器6;风力发电装置5、光伏发电装置7的输出端分别与电力分配控制器6的输入端相连。本实施例采用风力发电装置5、光伏发电装置7进行发电,将风能、太阳能转换为电能,为高原地区供给电能,并利用电力分配控制器6协调风能与太阳能的发电,使电力稳定输出,保持电压的恒定,从而有效提高了高原地区可再生能源的利用率,且采用风能、太阳能更节能环保,有利于保护生态环境。
氢氧系统包括制氢制氧装置13、多个储氢罐8、第一氢气压力传感器11、第二氢气压力传感器9、储氧罐4、氧气压力传感器3;制氢制氧装置13的电源输入端连接电力分配控制器6的输出端,制氢制氧装置13优选电解水制氢制氧装置,发电系统产生的一部分电能通过制氢制氧装置13电解水产生氧气和氢气。制氢制氧装置13负极产生的氢气存储于多个储氢罐8内,多个储氢罐8之间通过连通管10相连,其中一储氢罐8连通制氢制氧装置13的氢气输出端;优选的,储氢罐8的个数不少于两个;在一个具体的实施例中,储氢罐8的个数为两个,其中一储氢罐8的进气端与制氢制氧装置13的氢气输出端相连通,其上安设有第一氢气压力传感器11,且其出气端与另一储氢罐8的进气端通过连通管10相连通,另一储氢罐8上安设有第二氢气压力传感器9,利用第一氢气压力传感器11、第二氢气压力传感器9分别实时监测两个储氢罐8内的氢气压力,以防止两个储氢罐8内压力过高发生危险。
当多个储氢罐8上的氢气压力传感器所检测的氢气压力值均大于预设的氢压阈值时,电力分配控制器6与风力发电装置5、光伏发电装置7的输出端接口断开,停止向制氢制氧装置13供给电源,使制氢制氧装置13停止制氢、氧气作业。也就是说,第一氢气压力传感器11、第二氢气压力传感器9发出反馈信号至电力分配控制器6,电力分配控制器6对所接收的反馈信号进行分析,当电力分配控制器6得到两个储氢罐8内的氢气压力均达到预设的氢压阈值时,表示两个储氢罐8内所充入的氢气以达到上限值,需停止氢气罐8的氢气充入作业,电力分配控制器6根据反馈信号,断开与风力发电装置5、光伏发电装置7的输出端接口。
需要注意并理解的是,上述中的“预设的氢压阈值”可根据储氢罐8的容积进行相对应设定。当采用一般的氢瓶存储时,可根据氢瓶的容积设定预设的氢压阈值,例如,设定预设的氢压阈值为35MPa,则当两反馈信号均达到35MPa时,表示两储氢罐8已装满,需停止氢气的输送。
进一步的,还可在室内21内设置指示灯24,指示灯24的控制端与总控制器2电连接;当多个储氢罐8上的氢气压力传感器所检测的氢气压力值均大于预设的氢压阈值时,电力分配控制器6在断开与风力发电装置5、光伏发电装置7的输出端接口的同时,生成警示信号至总控制器2,总控制器2控制指示灯24亮灯,以提示业主更换储氢罐8,待业主更换新的储氢罐8之后,电力分配控制器6复位继续作业。
在本发明实施例中,对制氢制氧装置13所产生的氢气进行收集存储,所存储氢气的储氢罐8可与家用停车场连接,为氢燃料电池汽车注入氢气,供给氢燃料电池燃料,为车辆提供驱动力。还可将储氢罐8与热电联供装置连接,为家庭供暖。从而充分利用制氢制氧装置13所产生的氢气,解决了现有技术中不能充分利用制氢制氧装置13所产生的氢气的问题,避免了能源浪费。
制氢制氧装置13所产生的氧气存储于储氧罐4中,储氧罐4与制氢制氧装置13的氧气输出端相连通;为提高系统安全,储氧罐4上安装有氧气压力传感器3,利用氧气压力传感器3实时监测储氧罐4内的氧气压力,以防止储氧罐4内的氧气压力过高发生危险。
当氧气压力传感器3所检测的氧气压力值低于预设的最小氧压阈值时,总控制器2向电力分配控制器6发送增大控制指令,根据增大控制指令,电力分配控制器6增大向制氢制氧装置13输送的电流值,以加快制氢制氧装置13的制氢、制氧速率;当氧气压力传感器3所检测的氧气压力值高于预设的最大氧压阈值时,总控制器2向电力分配控制器6发送减小控制指令,根据减小控制指令,电力分配控制器6减小向制氢制氧装置13输送的电流值,以减缓制氢制氧装置13的制氢、制氧速率。
需要注意并理解的是,上述所说的“预设的最小氧压阈值”与“预设的最大氧压阈值”可根据储氧罐4的容积以及高原地区人员的用氧量需求进行相对应的设定。其中,在一个具体的实施例中,还可将最小氧压阈值与最大氧压阈值设置为同一值,当氧气压力传感器3检测的氧气压力低于总控制器2的设定氧气压力时,总控制器2发出反馈信号至电力分配控制器6,电力分配控制器6增大电流,加快制氢制氧装置13电解水制氢、制氧速率;当氧气压力传感器3检测的氧气压力高于总控制器2的设定氧气压力时,总控制器2发出反馈信号至电力分配控制器6,电力分配控制器6减小电流,减缓制氢制氧装置13电解水制氢、制氧速率。
此外,为进一步保证系统的安全,氢氧系统还设置有减压阀16、换向阀15;换向阀15设置于第二单向阀14与储氧罐4之间,且优选为两位电控换向阀,当换向阀15选用两位电控换向阀时,换向阀15设有第一开关和第二开关,设置为当第一开关接入时,氧气注入储氧罐4内;当第二开关接入时,氧气排入大气中。当储氧罐4内的氧气充满时,总控制器2接收到氧气压力传感器3检测的氧气压力,根据所接收的压力信号,生成并发送反馈信号至换向阀15,将换向阀15由第一开关接入转换至第二开关接入,使氧气直接排入大气中,以防止储氧罐4充入过量的氧气,发生危险。减压阀16设置于储氧罐4上;根据储氧罐4的容积设定减压阀16的工作压力,例如,设定减压阀16的工作压力为15MPa,当储氧罐4内的氧气压力超过15MPa时,储氧罐4内空气顶开减压阀16的弹簧,使得多余的气体溢流至大气中。
室内供氧系统包括第一氧控制阀19、第二氧控制阀25、第三氧控制阀26以及设置于室内21的负氧离子产生装置1、氧气开关阀20、室内氧传感器22、负氧离子传感器23。储氧罐4内的氧气经第一氧控制阀19、第二氧控制阀25、第三氧控制阀26分流为三路,第一路经第一氧控制阀19与负氧离子产生装置1相连通,第二路经第二氧控制阀25直接连通室内空气,第三路经第三氧控制阀26与氧气开关阀20相连通;室内氧传感器22、负氧离子传感器23均设置于室内21,分别用于监测室内21的氧含量、负氧离子含量。优选的,第一氧控制阀19、第二氧控制阀25、第三氧控制阀26均为电控比例阀。
在本发明实施例中,供给氢氧装置所产生的氧气供给高原地区人员的氧气需求,可具体分为三种不同的用氧方式。第一种,将储氧罐4内的氧气直接排放至室内21中,以提高室内的氧含量,解决高原海拔地带氧气稀薄的问题;第二种,利用负氧离子产生装置1产生具有“空气维生素”、“空气维他命”之称的负氧离子,对人体具有医疗保健的作用,实用性更强,更有利于所居住人员的健康;第三种,将储氧罐4内的氧气与氧气开关阀20相连通,氧气开关阀20优选手动开关阀,利用氧气开关阀20实现家庭取氧。
在一个具体实施例中,为保证氧气的正常输送,室内供氧系统还包括送氧泵17;送氧泵17设置于储氧罐4与第三单向阀18之间;送氧泵17的控制端与总控制器2电连接,储氧罐4内的氧气通过送氧泵17进行输送。
其中,总控制器2通过电力分配控制器6控制氢、氧气的制取速率,并通过控制送氧泵17、第一氧控制阀19、第二氧控制阀25以及第三氧控制阀26控制氧气输送流量,从而防止室内21氧含量过高。
当室内氧传感器22所检测的室内氧含量低于预设的室内最低氧含量阈值时,总控制器2通过控制第二氧控制阀25增加储氧罐4向室内21的送氧量;当室内氧传感器22所检测的室内氧含量高于预设的室内最高氧含量阈值时,总控制器2通过控制第二氧控制阀25减少储氧罐4向室内21的送氧量。在一个具体实施例中,可根据用户的具体需求设定室内最低氧含量阈值以及室内最高氧含量阈值,其中,室内最低氧含量阈值以及室内最高氧含量阈值可设置为同一阈值,以使室内21空气中氧浓度维持在一个设定值左右。室内21中可设置多个室内氧传感器22,尤其需在氧气的输入口处至少设置一室内氧传感器22,从而通过室内氧传感器22的设定,保证室内21的氧含量满足用户的需求,又确保不会出现室内21局部氧浓度过高的现象,避免用户醉氧。
当负氧离子传感器23所检测的室内负氧离子含量低于预设的室内最低负氧离子含量阈值时,总控制器2通过控制第一氧控制阀19增加储氧罐4向负氧离子产生装置1输送的氧气量;当负氧离子传感器23所检测的室内负氧离子含量高于预设的室内最高负氧离子含量阈值时,总控制器2通过控制第一氧控制阀19减少储氧罐4向负氧离子产生装置1输送的氧气量。从而根据负氧离子传感器23的反馈信号,总控制器2通过第一氧控制阀19控制输送至负氧离子产生装置1的氧气量,进而控制负氧离子的喷洒浓度。在一个具体的实施例中,可设定负氧离子喷洒浓度为30000个/立方厘米,总控制器2通过第一氧控制阀19控制负氧离子喷洒浓度达到30000个/立方厘米,使用户达到最佳的体验感受。
其中,氢气压力传感器的输出端与电力分配控制器6电连接;电力分配控制器6与总控制器2电连接;氧气压力传感器3、室内氧传感器22、负氧离子传感器23的输出端与总控制器2电连接;总控制器2与第一氧控制阀19、第二氧控制阀25、第三氧控制阀26的控制端电连接。本申请中的电连接方式均为现有技术,此处不再赘述。
同时,为保证氢氧系统的安全性,氢氧系统还包括第一单向阀12、第二单向阀14、第三单向阀18;第一单向阀12设置于制氢制氧装置13与储氢罐8之间;第二单向阀14设置于制氢制氧装置13与储氧罐4之间;第三单向阀18设置于储氧罐4与第一氧控制阀19、第二氧控制阀25、第三氧控制阀26之间。通过第一单向阀12、第二单向阀14、第三单向阀18的设置,确保氢氧系统中氢气、氧气的单向输送,防止气体的回流,提高系统的安全性。
总控制器2可包含自动模式和手动模式,上述对总控制器2自动模式的工作原理进行了介绍。总控制器2在手动模式下,可根据需求手动设定目标负氧离子浓度值、氧浓度值,手动设定好目标值后,由总控制器2通过反馈控制实现,满足个性化需求。
综上所述,本说明书公开一种可用于高原地区的供给氢氧装置,氢氧系统利用风力发电装置、光伏发电装置发出的多余电能进行制氢、氧气作业,将所制得的氧气用于供氧,满足高原地区的用氧需求,并将所制得的氢气进行储存,用作氢燃料电池的燃料或为高原地区的家庭供暖等,对氢气进行收集利用,既避免了能源浪费,又能解决高原地区的供能问题,有效提高了高原地区可再生能源的利用率,解决了当地的供能、供氧问题,有利于保护生态环境。
利用风能、太阳能将水分解为清洁燃料氢气以及氧气,氢气燃烧后的产物为水,可循环使用,更绿色环保。并利用氢气压力传感器、氧气压力传感器分别实时监测储氢罐、储氧罐内的压力值,以防止罐内压力过高,提高系统安全性。同时,不但将氧气直接排放至室内,以提高室内的氧含量,还利用负氧离子产生装置在室内产生空气负离子,可对人体起到医疗保健的作用,且通过室内氧传感器、负氧离子传感器实时监测室内的氧含量、负氧离子含量,以自动调控室内的氧含量、负氧离子含量,避免由于室内局部氧浓度过高导致室内人员醉氧,更具智能化。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述供给氢氧装置包括发电系统、氢氧系统、室内供氧系统以及总控制器;其中:
所述发电系统包括风力发电装置、光伏发电装置以及电力分配控制器;所述风力发电装置、光伏发电装置的输出端分别与所述电力分配控制器的输入端相连;
所述氢氧系统包括制氢制氧装置、多个储氢罐、氢气压力传感器、储氧罐、氧气压力传感器;所述制氢制氧装置的电源输入端连接所述电力分配控制器的输出端;多个所述储氢罐之间通过连通管相连,其中一所述储氢罐连通所述制氢制氧装置的氢气输出端;每个所述储氢罐上均设置有所述氢气压力传感器;所述储氧罐与所述制氢制氧装置的氧气输出端相连通;所述氧气压力传感器安装于所述储氧罐上;
所述室内供氧系统包括第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀以及设置于室内的负氧离子产生装置、氧气开关阀、室内氧传感器、负氧离子传感器;所述储氧罐内的氧气经所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀分流为三路,第一路经所述第一氧控制阀与所述负氧离子产生装置相连通,第二路经所述第二氧控制阀直接连通室内空气,第三路经所述第三氧控制阀与氧气开关阀相连通;所述室内氧传感器、负氧离子传感器均设置于室内,分别用于监测室内的氧含量、负氧离子含量;
所述氢气压力传感器的输出端与所述电力分配控制器电连接;所述电力分配控制器与所述总控制器电连接;所述氧气压力传感器、室内氧传感器、负氧离子传感器的输出端与所述总控制器电连接;所述总控制器与所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀的控制端电连接;
当多个所述储氢罐上的所述氢气压力传感器所检测的氢气压力值均大于预设的氢压阈值时,所述电力分配控制器与所述风力发电装置、光伏发电装置的输出端接口断开,停止向所述制氢制氧装置供给电源,使所述制氢制氧装置停止制氢、氧气作业;
当所述氧气压力传感器所检测的氧气压力值低于预设的最小氧压阈值时,所述总控制器向所述电力分配控制器发送增大控制指令,根据所述增大控制指令,所述电力分配控制器增大向所述制氢制氧装置输送的电流值,以加快所述制氢制氧装置的制氢、制氧速率;当所述氧气压力传感器所检测的氧气压力值高于预设的最大氧压阈值时,所述总控制器向所述电力分配控制器发送减小控制指令,根据所述减小控制指令,所述电力分配控制器减小向所述制氢制氧装置输送的电流值,以减缓所述制氢制氧装置的制氢、制氧速率;
当所述室内氧传感器所检测的室内氧含量低于预设的室内最低氧含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第二氧控制阀增加所述储氧罐向室内的送氧量;当所述室内氧传感器所检测的室内氧含量高于预设的室内最高氧含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第二氧控制阀减少所述储氧罐向室内的送氧量;
当所述负氧离子传感器所检测的室内负氧离子含量低于预设的室内最低负氧离子含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第一氧控制阀增加所述储氧罐向所述负氧离子产生装置输送的氧气量;当所述负氧离子传感器所检测的室内负氧离子含量高于预设的室内最高负氧离子含量阈值时,所述总控制器通过控制所述第一氧控制阀减少所述储氧罐向所述负氧离子产生装置输送的氧气量。
2.根据权利要求1所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述氢氧系统还包括设置于室内的指示灯;所述指示灯的控制端与所述总控制器电连接;
当多个所述储氢罐上的所述氢气压力传感器所检测的氢气压力值均大于预设的氢压阈值时,所述电力分配控制器生成警示信号至所述总控制器,所述总控制器控制所述指示灯亮灯,以提示业主更换所述储氢罐。
3.根据权利要求1所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀均为电控比例阀。
4.根据权利要求1所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述氢氧系统还包括减压阀;所述减压阀设置于所述储氧罐上。
5.根据权利要求1所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述氢氧系统还包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀;
所述第一单向阀设置于所述制氢制氧装置与所述储氢罐之间;所述第二单向阀设置于所述制氢制氧装置与所述储氧罐之间;所述第三单向阀设置于所述储氧罐与所述第一氧控制阀、第二氧控制阀、第三氧控制阀之间。
6.根据权利要求5所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述室内供氧系统还包括送氧泵;所述送氧泵设置于所述储氧罐与所述第三单向阀之间;所述送氧泵的控制端与所述总控制器电连接。
7.根据权利要求5所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述氢氧系统还包括换向阀;所述换向阀设置于所述第二单向阀与所述储氧罐之间。
8.根据权利要求7所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述换向阀为两位电控换向阀。
9.根据权利要求1所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述制氢制氧装置为电解水制氢制氧装置。
10.根据权利要求1所述的可用于高原地区的供给氢氧装置,其特征在于,所述储氢罐的个数不少于两个。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113529105A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-22 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种制氢系统、制氢系统压力调控方法及装置 |
CN114134526A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-04 | 山东开圣氢能科技有限公司 | 一种通过光伏供能的制氢储氢装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002129372A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-05-09 | Shinko Pantec Co Ltd | 水素・酸素供給システム |
CN106148989A (zh) * | 2015-03-30 | 2016-11-23 | 黄飞灵 | 一种电能存储系统及产生氢气和氧气的方法 |
CN106196352A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 北京中电红石科技股份有限公司 | 一种分布式空气处理系统 |
CN109995081A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-09 | 杨清萍 | 一种清洁能源发电制氢、氢储能的热电联供系统 |
CN110453238A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-15 | 长沙理工大学 | 一种耦合分布式电源的高原供氧系统控制装置 |
-
2021
- 2021-03-02 CN CN202110228906.9A patent/CN112856697A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002129372A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-05-09 | Shinko Pantec Co Ltd | 水素・酸素供給システム |
CN106148989A (zh) * | 2015-03-30 | 2016-11-23 | 黄飞灵 | 一种电能存储系统及产生氢气和氧气的方法 |
CN106196352A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 北京中电红石科技股份有限公司 | 一种分布式空气处理系统 |
CN109995081A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-09 | 杨清萍 | 一种清洁能源发电制氢、氢储能的热电联供系统 |
CN110453238A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-15 | 长沙理工大学 | 一种耦合分布式电源的高原供氧系统控制装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113529105A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-22 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种制氢系统、制氢系统压力调控方法及装置 |
CN113529105B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-01-24 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种制氢系统、制氢系统压力调控方法及装置 |
CN114134526A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-04 | 山东开圣氢能科技有限公司 | 一种通过光伏供能的制氢储氢装置 |
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