CN114294565A - 城市氢能源建筑物供氢系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市氢能源建筑物供氢系统,包括:多个基于可再生能源的供电设备;多个制氢设备;多个储氢设备;补氢设备,多个储氢设备连接至补氢设备,补氢设备用于储存氢气;多个管理终端,用于生成补氢请求信号或补氢信号;供氢控制器,其用于根据其中一个管理终端的补氢请求信号,而向其他的管理终端发送补氢请求,以及用于根据另一个管理终端的补氢信号,启动另一个管理终端对应的储氢设备向补氢设备供给氢气,以及用于启动补氢设备向其中一个管理终端对应的储氢设备补给氢气。本发明可以在城市社区中对氢气进行共享,以弥补城市建筑物中储氢空间不足的缺陷,满足不同居民单元的用电需求,综合提高对氢能以及其他可再生资源的利用效率。

Description

城市氢能源建筑物供氢系统
技术领域
本发明涉及建筑技术领域,尤其涉及一种城市氢能源建筑物供氢系统。
背景技术
氢气作为一种清洁的可再生能源,其燃烧产物只有水,无其他污染物的产生,能量可以长时间储存并且能量密度大,可以作为化石燃料的替代物。目前氢气的生产方式有多种,工业上制取氢气的方式主要有乙醇-水混合物重整制氢法、烃类氧化重整制氢法以及电解水等等。可以利用太阳能光伏产生的电量制氢,再利用燃料电池技术,利用氢气发电,从而在城市中构建出基于分布式供能的社区。然而,在城市建筑物供氢系统中,由于社区内部的空间有限,每个居民单元所配置的储氢设备的容量是有限的,这就导致某些耗电量大的居民单元,其所储备的氢气可能会出现短缺,而某些耗电量小的居民单元,其所储备的氢气用不完,导致制氢设备不能满负荷工作,进而造成对太阳能或者风能资源不能充分利用。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
本发明的一个目的是提供一种城市氢能源建筑物供氢系统,其可以在城市社区中对氢气进行共享,以弥补城市建筑物中储氢空间不足的缺陷,满足不同居民单元的用电需求,综合提高对氢能以及其他可再生资源的利用效率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种城市氢能源建筑物供氢系统,包括:
多个基于可再生能源的供电设备;
多个制氢设备,每个制氢设备连接至一个供电设备,每个供电设备用于向相应的制氢设备供电;
多个储氢设备,所述多个储氢设备彼此独立,每个储氢设备连接至每个制氢设备,用于储存各自所连接的制氢设备所制备的氢气;
补氢设备,所述多个储氢设备通过各自的供氢管路和补氢管路连接至所述补氢设备,所述补氢设备用于储存氢气;
多个管理终端,所述管理终端用于根据外部输入而生成补氢请求信号,或者根据外部输入而生成补氢信号,所述多个管理终端与所述多个储氢设备一一对应;
供氢控制器,其连接至所述多个储氢设备和所述多个管理终端,所述供氢控制器用于根据所述多个管理终端的其中一个管理终端的补氢请求信号,而向所述多个管理终端中其他的管理终端发送补氢请求,以及用于根据所述多个管理终端中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气,以及用于启动所述补氢设备通过自身与所述其中一个管理终端对应的储氢设备之间的补氢管路向所述其中一个管理终端对应的储氢设备补给氢气。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,每个储氢设备设置有一个氢气储量检测器,所述氢气储量检测器用于检测相应的储氢设备中的氢气储量;每个管理终端连接至相应储氢设备的氢气储量检测器,用于在相应的氢气储量检测器所检测的氢气储量低于预设储量值时发出补氢提示。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述补氢信号包括补氢量数据;所述供氢控制器用于在根据所述多个管理终端中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给与所述补氢量数据相匹配的氢气。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述多个管理终端连接至支付服务器;生成所述补氢请求信号的管理终端还用于根据外部输入而生成支付确认信号,所述支付服务器用于根据所述支付确认信号而向与生成所述补氢信号的管理终端相对应的账号进行补氢费用的支付,以及用于在支付之后向生成所述补氢信号的管理终端发送支付完成信号。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述生成所述补氢信号的管理终端还用于向所述生成所述补氢请求信号的管理终端发送补氢答应信号,所述补氢答应信号包含所述补氢量数据;所述生成所述补氢请求信号的管理终端用于根据补氢答应信号和外部输入而生成支付确认信号,所述支付确认信号包含所述补氢量数据,所述支付服务器用于根据所述支付确认信号计算所述补氢费用,所述补氢费用为根据所述补氢量数据和氢气单价计算得出。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述生成所述补氢信号的管理终端还用于在接收到所述支付完成信号之后才向所述供氢控制器发送所述补氢信号,以使得所述供氢控制器根据所述生成所述补氢信号的管理终端的补氢信号,启动所述生成所述补氢信号的管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统,每个供电设备为太阳能供电设备或者风能供电设备。
优选的是,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,每个储氢设备还连接至氢燃料电池。
本发明至少包括以下有益效果:
本发明提供了一种城市氢能源建筑物供氢系统,包括:多个基于可再生能源的供电设备;多个制氢设备,每个制氢设备连接至一个供电设备,每个供电设备用于向相应的制氢设备供电;多个储氢设备,所述多个储氢设备彼此独立,每个储氢设备连接至每个制氢设备,用于储存各自所连接的制氢设备所制备的氢气;补氢设备,所述多个储氢设备通过各自的供氢管路和补氢管路连接至所述补氢设备,所述补氢设备用于储存氢气;多个管理终端,所述管理终端用于根据外部输入而生成补氢请求信号,或者根据外部输入而生成补氢信号,所述多个管理终端与所述多个储氢设备一一对应;供氢控制器,其连接至所述多个储氢设备和所述多个管理终端,所述供氢控制器用于根据所述多个管理终端的其中一个管理终端的补氢请求信号,而向所述多个管理终端中其他的管理终端发送补氢请求,以及用于根据所述多个管理终端中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气,以及用于启动所述补氢设备通过自身与所述其中一个管理终端对应的储氢设备之间的补氢管路向所述其中一个管理终端对应的储氢设备补给氢气。本发明所提供的城市氢能源建筑物供氢系统可以在城市社区中对氢气进行共享,以弥补城市建筑物中储氢空间不足的缺陷,满足不同居民单元的用电需求,综合提高对氢能以及其他可再生资源的利用效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例所述的城市氢能源建筑物供氢系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,本发明提供了一种城市氢能源建筑物供氢系统,包括:多个基于可再生能源的供电设备1;多个制氢设备2,每个制氢设备2连接至一个供电设备1,每个供电设备1用于向相应的制氢设备2供电;多个储氢设备3,所述多个储氢设备3彼此独立,每个储氢设备3连接至每个制氢设备2,用于储存各自所连接的制氢设备所制备的氢气;补氢设备5,所述多个储氢设备3通过各自的供氢管路和补氢管路连接至所述补氢设备5,所述补氢设备5用于储存氢气;多个管理终端6,所述管理终端6用于根据外部输入而生成补氢请求信号,或者根据外部输入而生成补氢信号,所述多个管理终端6与所述多个储氢设备3一一对应;供氢控制器7,其连接至所述多个储氢设备3和所述多个管理终端6,所述供氢控制器7用于根据所述多个管理终端6的其中一个管理终端的补氢请求信号,而向所述多个管理终端6中其他的管理终端发送补氢请求,以及用于根据所述多个管理终端6中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气,以及用于启动所述补氢设备通过自身与所述其中一个管理终端对应的储氢设备之间的补氢管路向所述其中一个管理终端对应的储氢设备补给氢气。
具体地,在城市社区的供能系统中,每个居民单元都配置有各自独立的基于可再生能源的供电设备1、制氢设备2、储氢设备3和氢燃料电池4。对于每个居民单元,其供电设备1向制氢设备2供电,制氢设备2根据供电设备的供电制备氢气,制氢设备2所制备的氢气供给给储氢设备3,由储氢设备3储存下来,储氢设备3所储存的氢气可以进一步供给给氢燃料电池4,氢燃料电池4利用氢气和氧气的反应进行发电,满足居民单元的用电需求。但是在一个社区中,不同的居民单元的用电需求是不同的,有的居民单元的用电量大,而有的居民单元的用电量小。对于用电量大的居民单元,其储氢设备中所储存的氢气量可能出现不足的情况,即其供电设备满负荷供电仍然不能满足氢燃料电池对氢气的消耗,而对于用电量小的居民单元,其储氢设备中所储存的氢气消耗速度慢,供电设备不能够满负荷工作。本发明实施例提供一个可以储存氢气的补氢设备5,多个储氢设备3通过各自的供氢管路和补氢管路与该补氢设备连接,而且在每个居民单元中都配置了管理终端6,用于接收居民单元所输入的各种控制指令,供氢控制器7用于对多个储氢设备和补氢设备之前的氢气供给进行统一的协调和分配。当某一个居民单元的储氢设备中的氢气量不足时,该居民单元可以向管理终端输入请求补充氢气的控制指令,管理终端发出补氢请求信号;供氢控制器根据补氢请求信号而向其他管理终端发送补氢信号,其他管理终端接收该补氢信号;另一个居民单元可以向其管理终端输入同意补充氢气的控制指令,管理终端向供氢控制器发送补氢信号;供氢控制器根据另一个管理终端的补氢信号,启动相应的储氢设备通过自身的供氢管路向补氢设备供给氢气,再启动补氢设备通过与需要补充氢气的储氢设备之间的补氢管路向需要补充氢气的储氢设备供给氢气。
上述过程实现了在城市社区中对氢气进行共享,实现了城市建筑物中不同居民单元之间的氢能源的动态平衡,以弥补城市建筑物中储氢空间不足的缺陷,满足不同居民单元的用电需求,综合提高对氢能以及其他可再生资源的利用效率。
具体地,每个储氢设备包括储氢瓶、氢气输送泵以及阀门等部件,补氢设备包括补氢瓶、氢气输送泵和阀门等部件。供氢控制器连接至每个储氢设备的氢气输送泵和阀门,以启动该储氢设备向补氢设备的氢气供给。同时,供氢控制器还连接至补氢设备的氢气输送泵和阀门,以启动补氢设备向某一个储氢设备的氢气供给。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,每个储氢设备3设置有一个氢气储量检测器,所述氢气储量检测器用于检测相应的储氢设备中的氢气储量;每个管理终端6连接至相应储氢设备的氢气储量检测器,用于在相应的氢气储量检测器所检测的氢气储量低于预设储量值时发出补氢提示。
为了提高对于氢气储量管理的效率,在储氢设备上配置了氢气储量检测器,当氢气储量检测器检测到储氢设备中氢气储量低于预设储量值时,管理终端发出补氢提示,居民单元可以根据该补氢提示控制管理终端发出补氢请求信号。居民单元也可以在接到该补氢提示后不控制管理终端发出补氢请求信号,则供氢控制器不对该管理终端所对应的储氢设备进行氢气补充。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述补氢信号包括补氢量数据;所述供氢控制器7用于在根据所述多个管理终端6中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给与所述补氢量数据相匹配的氢气。
当居民单元通过控制管理终端发出补氢请求信号时,可以向管理终端输入所需要的氢气量数据。另一个居民单元通过控制管理终端发出补氢信号时,可以向管理终端输入所愿意提供的氢气量,即补氢量数据。该补氢量数据可以小于或等于上述氢气量数据。供氢控制器在接收到另一个管理终端的补氢信号后,可以启动另一个管理终端所对应的储氢设备向补氢设备供给与上述补氢量数据一致的氢气,之后补氢设备在向需要补充氢气的储氢设备补充氢气时,也供给与上述补氢量数据一致的氢气。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述多个管理终端6连接至支付服务器;生成所述补氢请求信号的管理终端还用于根据外部输入而生成支付确认信号,所述支付服务器用于根据所述支付确认信号而向与生成所述补氢信号的管理终端相对应的账号进行补氢费用的支付,以及用于在支付之后向生成所述补氢信号的管理终端发送支付完成信号。
当另一个居民单元通过控制管理终端发出补氢信号后,请求补氢的居民单元可以通过向管理终端输入支付确认信号,支付服务器根据该支付确认信号向另一个居民单元相应的账号进行补氢费用的支付。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述生成所述补氢信号的管理终端还用于向所述生成所述补氢请求信号的管理终端发送补氢答应信号,所述补氢答应信号包含所述补氢量数据;所述生成所述补氢请求信号的管理终端用于根据补氢答应信号和外部输入而生成支付确认信号,所述支付确认信号包含所述补氢量数据,所述支付服务器用于根据所述支付确认信号计算所述补氢费用,所述补氢费用为根据所述补氢量数据和氢气单价计算得出。
具体地,当另一个居民单元通过控制管理终端生成补氢信号后,该管理终端向生成请求补氢信号的管理终端发送补氢答应信号,通过补氢答应信号携带补氢量数据,请求补氢的管理终端则可以根据该补氢答应信号和居民单元的输入指令来生成支付确认信号,支付服务器根据补氢量数据和氢气单价计算出总的补氢费用,基于该补氢费用完成对另一个居民单元的支付过程。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,所述生成所述补氢信号的管理终端还用于在接收到所述支付完成信号之后才向所述供氢控制器发送所述补氢信号,以使得所述供氢控制器根据所述生成所述补氢信号的管理终端的补氢信号,启动所述生成所述补氢信号的管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气。
生成补氢信号的管理终端在接收到支付完成信号后才向供氢控制器发送补氢信号,供氢控制器根据该补氢信号,启动生成补氢信号的管理终端对应的储氢设备通过自身与补氢设备之间的供氢管路向补氢设备供给氢气,并进一步启动补氢设备通过自身与需要补氢的储氢设备之间的补氢管路向需要补氢的储氢设备补给氢气。该过程可以确保提供氢气的居民单元可以获得收益。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统,每个供电设备为太阳能供电设备或者风能供电设备。
在一个优选的实施例中,所述的城市氢能源建筑物供氢系统中,每个储氢设备还连接至氢燃料电池。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,包括:
多个基于可再生能源的供电设备;
多个制氢设备,每个制氢设备连接至一个供电设备,每个供电设备用于向相应的制氢设备供电;
多个储氢设备,所述多个储氢设备彼此独立,每个储氢设备连接至每个制氢设备,用于储存各自所连接的制氢设备所制备的氢气;
补氢设备,所述多个储氢设备通过各自的供氢管路和补氢管路连接至所述补氢设备,所述补氢设备用于储存氢气;
多个管理终端,所述管理终端用于根据外部输入而生成补氢请求信号,或者根据外部输入而生成补氢信号,所述多个管理终端与所述多个储氢设备一一对应;
供氢控制器,其连接至所述多个储氢设备和所述多个管理终端,所述供氢控制器用于根据所述多个管理终端的其中一个管理终端的补氢请求信号,而向所述多个管理终端中其他的管理终端发送补氢请求,以及用于根据所述多个管理终端中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气,以及用于启动所述补氢设备通过自身与所述其中一个管理终端对应的储氢设备之间的补氢管路向所述其中一个管理终端对应的储氢设备补给氢气。
2.如权利要求1所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,每个储氢设备设置有一个氢气储量检测器,所述氢气储量检测器用于检测相应的储氢设备中的氢气储量;每个管理终端连接至相应储氢设备的氢气储量检测器,用于在相应的氢气储量检测器所检测的氢气储量低于预设储量值时发出补氢提示。
3.如权利要求1所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,所述补氢信号包括补氢量数据;所述供氢控制器用于在根据所述多个管理终端中的另一个管理终端的补氢信号,启动所述另一个管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给与所述补氢量数据相匹配的氢气。
4.如权利要求3所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,所述多个管理终端连接至支付服务器;生成所述补氢请求信号的管理终端还用于根据外部输入而生成支付确认信号,所述支付服务器用于根据所述支付确认信号而向与生成所述补氢信号的管理终端相对应的账号进行补氢费用的支付,以及用于在支付之后向生成所述补氢信号的管理终端发送支付完成信号。
5.如权利要求4所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,所述生成所述补氢信号的管理终端还用于向所述生成所述补氢请求信号的管理终端发送补氢答应信号,所述补氢答应信号包含所述补氢量数据;所述生成所述补氢请求信号的管理终端用于根据补氢答应信号和外部输入而生成支付确认信号,所述支付确认信号包含所述补氢量数据,所述支付服务器用于根据所述支付确认信号计算所述补氢费用,所述补氢费用为根据所述补氢量数据和氢气单价计算得出。
6.如权利要求5所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,所述生成所述补氢信号的管理终端还用于在接收到所述支付完成信号之后才向所述供氢控制器发送所述补氢信号,以使得所述供氢控制器根据所述生成所述补氢信号的管理终端的补氢信号,启动所述生成所述补氢信号的管理终端对应的储氢设备通过自身与所述补氢设备之间的供氢管路向所述补氢设备供给氢气。
7.如权利要求1所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,每个供电设备为太阳能供电设备或者风能供电设备。
8.如权利要求1所述的城市氢能源建筑物供氢系统,其特征在于,每个储氢设备还连接至氢燃料电池。
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