CN115692772B - 一种燃料电池电站通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池电站通风系统，包括燃料电池电站箱体，通风进气口组件，第一通风管道和电堆系统，通风进气口组件向燃料电池电站箱体右侧下端进气，先对燃料电池辅助系统换气，之后到达箱体的左侧上端，从第一通风管道的进气端进入到电堆系统中，完成对电堆系统的通风换气，从第二通风管道的出气端离开箱体，在箱体内形成定向的气流，从而使得箱体内重要零部件及重点位置得到彻底的通风换气，排除氢气轻微泄露、聚集的安全隐患；设置防护罩和过滤器避免杂质进入到箱体内对系统造成损坏；设置温度传感器，让电堆系统在适合的温度环境下工作；设置氢气浓度传感器能够知道是通风系统出现故障还是电堆系统出现故障，方便维修。

Description

一种燃料电池电站通风系统

技术领域

本发明涉及燃料电池电站领域，具体涉及一种燃料电池电站通风系统。

背景技术

箱式电站是一种20世纪60年代至70年代欧美等发达国家推出的户外成套变电设备，具有组合灵活、便于运输、迁移、安装方便、施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。90年代中期国内开始出现简易箱式电站，电力部也相应制定了部颁标准，但应用并不广泛，到90年代末期，特别是农网改造工程启动后，科研开发、制造技术及规模都进入高速发展阶段，集箱式电站被广泛应用于城区、农村10-100Kv中小型变电站、厂矿及流动作业用变电站的建设和改造，因其易于深入复负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量的特点，特别适用于农村电网改造，被誉为21世纪电站建设的目标模式。

箱式电站主要是通过氢气的反应发电，一旦氢气在箱体内出现堵塞等现象，极易出现安全隐患，因此箱式电站都安装有通风系统，然而目前燃料电池电站箱体式燃料电池电站均采取轴流风扇和百叶窗式的通风设计，这种设计仅仅起到强制排风效果，并不能有效的使在重点需要通风的部位形成空气流动，通风效果不佳；而且防护等级也不够，容易使较小的灰尘颗粒进入箱体内部；最重要的，空气不能形成有效的通道，一旦有氢气的轻微泄露，氢气容易在通风效果不佳的角落聚集，从而形成安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种燃料电池电站通风系统。

本发明通过让空气在箱体内定向的流通，形成定向气流，从而使得箱体内重要零部件及重点位置得到彻底的通风换气，排除氢气轻微泄露、聚集的安全隐患。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种燃料电池电站通风系统，包括燃料电池电站箱体，电堆系统和辅助系统，所述电堆系统和辅助系统布置于所述燃料电池电站箱体的内部，还包括通风空气进口组件、第一通风管道和第二通风管道；所述通风空气进口组件的进气端安装于所述燃料电池电站箱体的右侧上端，通风空气进口组件的出气端靠近燃料电池电站箱体的右侧下端，所述第一通风管道的进气端靠近燃料电池电站箱体的左侧上端，第一通风管道的出气端与所述电堆系统的左侧下端接通，所述第二通风管道的进气端与所述电堆系统的右上端接通，第二通风管道的出气端安装于燃料电池电站箱体的右侧上端，所述辅助系统布置于所述电堆系统和第一通风管道的周围。

作为优选，所述通风空气进口组件包括进风管道、过滤器、换热器和温度传感器，所述过滤器、换热器和温度传感器依次安装于所述进风管道内，所述温度传感器位于进风管道的出气端。

作为优选，所述进风管道的进气端安装有防护罩。

作为优选，所述燃料电池电站箱体箱体内还布置有环境温度传感器。

作为优选，还包括第一氢浓度传感器和第二氢浓度传感器，所述第一氢浓度传感器安装于所述第一通风管道的进气端，所述第二氢浓度传感器安装在所述第二通风管道的进气端。

作为优选，所述第二通风管道的出气端安装有排风扇。

作为优选，所述第二通风管道上还安装有微压指示器。

本发明采用上述技术方案的优点是：

通风进气口组件向燃料电池电站箱体体右侧下端进气，气体从燃料电池电站箱体的右侧下端向燃料电池电站箱体的左侧上端运动，此过程中完成对燃料电池辅助系统的通风换气，气体到达燃料电池电站箱体的左侧上端后，从第一通风管道的进气端进入到电堆系统中，完成对电堆系统的通风换气，之后气体从第二通风管道的出气端离开燃料电池电站箱体，气体在燃料电池电站箱体内形成定向的气流，从而使得箱体内重要零部件及重点位置得到彻底的通风换气，排除氢气轻微泄露、聚集的安全隐患；通过设置防护罩和过滤器避免杂质进入到箱体内对系统造成损坏；通过设置温度传感器，让电堆系统在适合的温度环境下工作；通过设置氢气浓度传感器能够知道是通风系统出现故障还是电堆系统出现故障，方便维修。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图中：1、燃料电池电站箱体；2、电堆系统；3、通风空气进口组件；4、第一通风管道；5、第二通风管道；6、进风管道；7、过滤器；8、换热器；9、温度传感器；10、防护罩；11、环境温度传感器；12、第一氢浓度传感器；13、第二氢浓度传感器；14、排风扇；15、微压指示器。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1、2所示， 本实施例的燃料电池电站通风系统包括：燃料电池电站箱体1，电堆系统2和辅助系统，电堆系统2和辅助系统布置于燃料电池电站箱体1的内部，还包括通风空气进口组件3、第一通风管道4和第二通风管道5；通风空气进口组件3的进气端安装于燃料电池电站箱体1的右侧上端，通风空气进口组件3的出气端靠近燃料电池电站箱体1的右侧下端，第一通风管道4的进气端靠近燃料电池电站箱体1的左侧上端，第一通风管道4的出气端与电堆系统2的左侧下端接通，第二通风管道5的进气端与电堆系统2的右上端接通，第二通风管道5的出气端安装于燃料电池电站箱体1的右侧上端，辅助系统布置于电堆系统2和第一通风管道4的周围。通风空气进口组件3向燃料电池电站箱体1的右侧下端进气，气体从燃料电池电站箱体1的右侧下端向燃料电池电站箱体1的左侧上端运动，此过程中完成对燃料电池辅助系统的通风换气，气体到达燃料电池电站箱体1的左侧上端后，从第一通风管道4的进气端进入到电堆系统2中，完成对电堆系统2的通风换气，之后气体从第二通风管道5的出气端离开燃料电池电站箱体1，气体在燃料电池电站箱体1内形成定向的气流，从而使得燃料电池电站箱体1内重要零部件及重点位置得到彻底的通风换气，排除氢气轻微泄露、聚集的安全隐患。辅助系统包括燃料供应子系统、氧化剂供应子系统、水热管理子系统及监控子系统等，其主要系统部件包括空压机、增湿器、氢气循环泵、高压氢瓶等。

通风空气进口组件3包括进风管道6、过滤器7、换热器8和温度传感器9，过滤器7、换热器8和温度传感器9依次安装于进风管道6内，温度传感器9位于进风管道6的出气端，进风管道6的进气端安装有防护罩10，燃料电池电站箱体1内还布置有环境温度传感器11。防护罩10和过滤器7避免空气中有大颗粒杂质进入到燃料电池电站箱体1内，对通风系统甚至是电站造成损坏，空气经过换热器8后进行温度的调整，温度传感器9对气体温度进行检测，保证电堆系统2能够在合适的温度环境下运作。

通风空气进口组件3的进气端和第二通风管道5的出气端与外界接通，电堆系统2包括电堆壳体和多组电堆，多组电堆竖向平行布置于电堆壳体内，电堆壳体的左侧下端设有进气孔，电堆壳体的右侧上端设有出气孔，每组电堆之间被分隔开，每组电堆的两侧和上下都设有空气通道。

第一通风管道4和第二通风管道5上都有一个拐角。还包括第一氢浓度传感器12和第二氢浓度传感器13，第一氢浓度传感器12安装于第一通风管道4的进气端，第二氢浓度传感器13安装在第二通风管道5的进气端。第二氢浓度传感器13分别检测进入电堆系统2前和离开电堆系统2后的氢气浓度，从而判断是否有氢气泄露的情况，并且能够判断出是通风系统发生泄露还是电堆系统2发生泄露，方便维修维护。第二通风管道5的出气端安装有排风扇14。第二通风管道5上还安装有微压指示器15。

本实施例的燃料电池电站通风系统要解决燃料电池电站箱体式燃料电池电站系统内部通风问题，使得空气在箱体内有定向的流通，形成定向气流，从而使得箱体内重要零部件及重点位置得到彻底的通风换气，排除氢气轻微泄露、聚集的安全隐患。

本实施例的燃料电池电站通风系统的工作原理为：环境空气先由通风空气进口组件3的进气端进入进风管道6，经过过滤器7过滤，换热器8换热（避免冬季时冷空气直接进入箱体内部造成结露现象）后，通过进风管道6底部的进气门进入燃料电池电站箱体1内，对辅助系统进行通风，空气从燃料电池电站箱体1右端下侧向燃料电池电站箱体1左端上侧移动，形成定向气流，然后气流进入第一通风管道4，经过电堆系统2后从第二通风管道5的出气端离开燃料电池电站箱体1，气体在电堆系统2的壳体内的空气通道内流动，同时气体还会经过每组电堆的内部进行通风，在电堆壳体的进气口和出气口各安装一个氢气浓度传感器，用以检测进入电堆的通风空气和流出电堆的通风空气中的氢气浓度，从而判断是否有氢气泄露，空气流出电堆后，由排风扇14排出箱体。在整个通风过程中，空气气流按照设定的方向进行定向流动，对需要通风的设备依次进行通风。

通风空气进口组件3，既保证了防护等级，又对空气进行充分过滤。设计了通风空气进风管道6和换热器8，进入系统的环境空气进行预热。在市场现有的燃料电池发电系统中，只是简单的对箱体进行通风，并未设置换热器对通风空气进行加热，这就导致在寒冷的天气时，通风空气进入箱体，经过管路或其他设备时容易在管路和设备表面形成结露，对设备寿命和性能造成影响，严重的还会导致短路。

通风系统先对辅助系统进行通风，然后对电堆组进行通风的工作流程，并在电堆组第一通风管道4和第二通风管道5中各安装了一个氢气浓度传感器，如果检测出氢气浓度超标，能第一时间判断出是辅助系统的故障还是电堆组的故障造成的氢气泄露。系统内部通风管道的设计，使通风空气只能沿着一个特定的方向进行流通，加强了通风效果和通风效率，减少能耗。

本设计方案适用于一切燃料电池发电系统，包括备电和常规电源。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范。

Claims (6)

1.一种燃料电池电站通风系统，包括燃料电池电站箱体(1)、电堆系统(2)和辅助系统，所述电堆系统(2)和辅助系统布置于所述燃料电池电站箱体(1)的内部，其特征在于，还包括通风空气进口组件(3)、第一通风管道(4)和第二通风管道(5)；所述通风空气进口组件(3)的进气端安装于所述燃料电池电站箱体(1)的右侧上端，通风空气进口组件(3)的出气端靠近燃料电池电站箱体(1)的右侧下端，所述第一通风管道(4)的进气端靠近燃料电池电站箱体(1)的左侧上端，第一通风管道(4)的出气端靠近燃料电池电站箱体(1)的左侧下端且与所述电堆系统(2)左侧下端的进气端接通，所述第二通风管道(5)的进气端与所述电堆系统(2)右侧上端的出气端接通，第二通风管道(5)的出气端安装于燃料电池电站箱体(1)的上端，所述通风空气进口组件(3)包括进风管道(6)、过滤器(7)、换热器(8)和温度传感器(9)，所述过滤器(7)、换热器(8)和温度传感器(9)从上至下依次安装于所述进风管道(6)内，所述温度传感器(9)位于进风管道(6)的出气端。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电站通风系统，其特征在于，所述进风管道(6)的进气端安装有防护罩(10)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电站通风系统，其特征在于，所述燃料电池电站箱体(1)内还布置有环境温度传感器(11)。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电站通风系统，其特征在于，还包括第一氢浓度传感器(12)和第二氢浓度传感器(13)，所述第一氢浓度传感器(12)安装于所述第一通风管道(4)的进气端，所述第二氢浓度传感器(13)安装在所述第二通风管道(5)的进气端。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电站通风系统，其特征在于，所述第二通风管道(5)的出气端安装有排风扇(14)。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电站通风系统，其特征在于，所述第二通风管道(5)上还安装有微压指示器(15)。

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