CN210956856U - 一种燃料电池换热模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种燃料电池换热模拟装置，包括换热器、氢气管路、空气管路和冷却水管路，换热器壳程部分上设有电加热器，氢气管路、空气管路和冷却水管路分别穿过换热器的管程部分，氢气管路包括第一温度计、第一流量计和第二温度计，空气管路包括第三温度计、第二流量计和第四温度计，冷却水管路包括第五温度计、第三流量计和第六温度计。本实用新型的有益效果：本实用新型通过在换热器内设计多路管程的换热结构模拟燃料电池在运行时的散热状态，结合各管路上的测量仪表，判断出燃料电池是否能满足散热要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池发热技术领域，尤其涉及一种燃料电池换热模拟装置。
背景技术
现如今全世界都在面对能源危机和环境污染的严峻挑战，开发利用新的清洁可再生能源越来越迫切，燃料电池作为一种高效率、低能耗和无污染的清洁能源成为新能源利用的热点。
燃料电池在投入使用前均需对燃料电池的散热系统进行测试，但目前采用的均是对燃料电池整体进行测量，无法单独对燃料电池的散热系统进行测试，从而导致测量成本较高，且无法准确获知燃料电池冷却辅机系统的具体性能参数。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池换热模拟装置。
本实用新型的实施例提供一种燃料电池换热模拟装置，包括换热器、氢气管路、空气管路和冷却水管路，所述换热器为管壳式换热器且其壳程部分上设有电加热器，所述氢气管路、所述空气管路和所述冷却水管路分别穿过所述换热器的管程部分，所述氢气管路包括第一温度计、第一流量计和第二温度计，所述空气管路包括第三温度计、第二流量计和第四温度计，所述冷却水管路包括第五温度计、第三流量计和第六温度计，所述第一温度计、所述第一流量计、所述第三温度计、所述第二流量计、第五温度计和第三流量计均位于所述换热器左侧，所述第二温度计、所述第四温度计和所述第六温度计分别位于所述换热器右侧，所述第一温度计和所述第二温度计分别用于测量氢气进入所述换热器和排出所述换热器时的温度，第一流量计用于测量流经所述换热器的氢气流量，所述电加热器用于模拟燃料电池的发热体进行发热，所述第三温度计和所述第四温度计分别用于测量空气进入所述换热器和排出所述换热器时的温度，第二流量计用于测量流经所述换热器的空气流量，所述第五温度计和所述第六温度计分别用于测量冷却水进入所述换热器和排出所述换热器时的温度，所述第三流量计用于测量流经所述换热器的冷却水流量。
进一步地，所述换热器左侧设有氢气入口、空气入口和冷却水入口，所述换热器右侧设有氢气出口、空气出口和冷却水出口，且所述氢气管路分别通过所述氢气入口和所述氢气出口连接所述换热器，所述空气管路分别通过所述空气入口和所述空气出口连接所述换热器，所述冷却水管路分别通过所述冷却水入口和所述冷却水出口连接所述换热器。
进一步地，所述换热器内部设有第七温度计、第八温度计、第九温度计和第十温度计，所述第七温度计、所述第八温度计、所述第九温度计和所述第十温度计均用于测量所述换热器内部温度。
进一步地，所述氢气管路包括氢气换热器、第一压力计、第一压力控制阀和第二压力计，所述氢气换热器用于控制氢气进气温度，所述第一压力控制阀用于控制氢气排气压力，所述第一压力计和所述第二压力计分别用于测量氢气的进气压力和排气压力。
进一步地，所述空气管路包括空气换热器、第三压力计、第二压力控制阀和第四压力计，所述空气换热器用于控制空气进气温度，所述第二压力控制阀用于控制空气排气压力，所述第三压力计和所述第四压力计分别用于测量空气的进气压力和排气压力。
进一步地，所述冷却水管路包括第五压力计、第三压力控制阀和第六压力计，所述第三压力控制阀用于控制冷却水排出压力，所述第五压力计和所述第六压力计分别用于测量冷却水的进入压力和排出压力。
本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的一种燃料电池换热模拟装置使用新型的壳程带加热器的换热器，并在换热器内设计多路管程的换热结构较为真实的模拟燃料电池在运行时的散热状态，同时在各管路上设置检测仪表，从而判断出燃料电池是否能满足散热要求，并可获得燃料电池冷却辅机系统的最大散热功率以及性能参数，为燃料电池散热装置的使用提供有力的数据支持。
附图说明
图1是本实用新型一种燃料电池换热模拟装置的结构示意图。
图中：1-换热器，11-第七温度计，12-第八温度计，13-第九温度计，14-第十温度计，2-氢气管路，21-氢气换热器，22-第一压力计，23-第一温度计，24-第一流量计，25-第一压力控制阀，26-第二压力计，27-第二温度计，3-空气管路，31-空气换热器，32-第三压力计，33-第三温度计，34-第二流量计，35-第二压力控制阀，36-第四压力计，37-第四温度计，4-冷却水管路，41-第五压力计，42-第五温度计、43-第三流量计，44-第三压力控制阀，45-第六压力计，46-第六温度计。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池换热模拟装置，包括换热器1、氢气管路2、空气管路3和冷却水管路4。
所述换热器1为多管程管壳式换热器且其壳程部分上设有电加热器(附图中未画出)，所述电加热器用于模拟燃料电池的发热体进行发热，所述氢气管路2、所述空气管路3和所述冷却水管路4分别穿过所述换热器1的管程部分，例如，可以将所述氢气管路2与所述换热器1中的第一管程连通，将所述空气管路3与所述换热器1中的第二管程连通，将所述冷却水管路3与所述换热器1中的第三管程连通,本实施例中可使用固态继电器控制所述电加热器的输出功率，且所述电加热器的输出可调量程为0－100％，输出精度为额定功率的±0.1％。
所述换热器1内部设有第七温度计11、第八温度计12、第九温度计13和第十温度计14，所述第七温度计11、所述第八温度计12、所述第九温度计13和所述第十温度计14均用于测量所述换热器1内部温度，本实施例中所述第七温度计11、所述第八温度计12、所述第九温度计13和所述第十温度计14分别位于所述换热器1内部的四个角，通过所述七温度计11、所述第八温度计12、所述第九温度计13和所述第十温度计14可对所述换热器1内部壳程的温升情况进行监测。
所述换热器1左侧设有氢气入口(附图中未标出)、空气入口(附图中未标出)和冷却水入口(附图中未标出)，所述换热器1右侧设有氢气出口(附图中未标出)、空气出口(附图中未标出)和冷却水出口(附图中未标出)，且所述氢气管路2分别通过所述氢气入口和所述氢气出口连接所述换热器1，所述空气管路3分别通过所述空气入口和所述空气出口连接所述换热器1，所述冷却水管路4分别通过所述冷却水入口和所述冷却水出口连接所述换热器1。
所述氢气管路2包括氢气换热器21、第一压力计22、第一温度计23、第一流量计24、第一压力控制阀25、第二压力计26和第二温度计27，所述氢气换热器21、所述第一压力计22、所述第一温度计23和所述第一流量计24通过管道依次连接且均位于所述换热器1的所述氢气入口侧，所述第一压力控制阀25、所述第二压力计26和所述第二温度计27通过管道依次连接且均位于所述换热器1的所述氢气出口侧，所述氢气换热器21用于控制氢气进气温度，所述第一压力控制阀25用于控制氢气排气压力，所述第一温度计23和所述第二温度计27分别用于测量氢气进入所述换热器1和排出所述换热器1时的温度，第一流量计24用于测量流经所述换热器1的氢气流量，所述第一压力计22和所述第二压力计26分别用于测量氢气进气压力和排气压力，本实施例中通过分别测量氢气的进水温度、排水温度、进气压力和排气压力，并结合所述第一流量计24测出的所述氢气流量，便可计算出氢气所吸收的热量。
所述空气管路3包括空气换热器31、第三压力计32、第三温度计33、第二流量计34、第二压力控制阀35、第四压力计36和第四温度计37，所述空气换热器31、所述第三压力计32、所述第三温度计33和所述第二流量计34通过管道依次连接且均位于所述换热器1的所述空气入口侧，所述第二压力控制阀35、所述第四压力计36和所述第四温度计37通过管道依次连接且均位于所述换热器1的所述空气出口侧，所述空气换热器31用于控制空气进气温度，所述第二压力控制阀35用于控制空气排气压力，所述第三温度计33和所述第四温度计37分别用于测量空气进入所述换热器1和排出所述换热器1时的温度，第二流量计34用于测量流经所述换热器1的空气流量，所述第三压力计32和所述第四压力计36分别用于测量空气的进气压力和排气压力，本实施例中通过分别测量空气的进水温度、排水温度、进气压力和排气压力，并结合所述第二流量计34测出的所述空气流量，便可计算出空气所吸收的热量。
所述冷却水管路4包括第五压力计41、第五温度计42、第三流量计43、第三压力控制阀44、第六压力计45和第六温度计46，所述第一温度计23、所述第五压力计41、所述第五温度计42和所述第三流量计43通过管道依次连接且均位于所述换热器1的所述冷却水入口侧，所述第三压力控制阀44、所述第六压力计45和所述第六温度计46通过管道依次连接且均位于所述换热器1的所述冷却水出口侧，所述第三压力控制阀44用于控制冷却水排出压力，所述第五温度计42和所述第六温度计46分别用于测量冷却水进入所述换热器1和排出所述换热器1时的温度，所述第三流量计43用于测量流经所述换热器1的冷却水流量，所述第五压力计41和所述第六压力计45分别用于测量冷却水的进入压力和排出压力，本实施例中通过分别测量冷却水的进水温度、排水温度、进入压力和排出压力，并结合所述第三流量计43测出的所述冷却水流量，便可计算出冷却水所吸收的热量。
本实用新型通过所述氢气管路2、所述空气管路3及所述冷却水管路4上的各测试仪表测出的参数，计算出各管路在所述换热器1处吸收的热量，然后结合所述电加热器的发热量，从而判断出燃料电池是否能满足散热要求，并可获得燃料电池冷却辅机系统的最大散热功率以及性能参数，从而可为燃料电池散热装置的使用提供有力的数据支持。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种燃料电池换热模拟装置，其特征在于：包括换热器、氢气管路、空气管路和冷却水管路，所述换热器为管壳式换热器且其壳程部分上设有电加热器，所述氢气管路、所述空气管路和所述冷却水管路分别穿过所述换热器的管程部分，所述氢气管路包括第一温度计、第一流量计和第二温度计，所述空气管路包括第三温度计、第二流量计和第四温度计，所述冷却水管路包括第五温度计、第三流量计和第六温度计，所述第一温度计、所述第一流量计、所述第三温度计、所述第二流量计、第五温度计和第三流量计均位于所述换热器左侧，所述第二温度计、所述第四温度计和所述第六温度计分别位于所述换热器右侧，所述第一温度计和所述第二温度计分别用于测量氢气进入所述换热器和排出所述换热器时的温度，第一流量计用于测量流经所述换热器的氢气流量，所述电加热器用于模拟燃料电池的发热体进行发热，所述第三温度计和所述第四温度计分别用于测量空气进入所述换热器和排出所述换热器时的温度，第二流量计用于测量流经所述换热器的空气流量，所述第五温度计和所述第六温度计分别用于测量冷却水进入所述换热器和排出所述换热器时的温度，所述第三流量计用于测量流经所述换热器的冷却水流量。
2.如权利要求1所述的一种燃料电池换热模拟装置，其特征在于：所述换热器左侧设有氢气入口、空气入口和冷却水入口，所述换热器右侧设有氢气出口、空气出口和冷却水出口，且所述氢气管路分别通过所述氢气入口和所述氢气出口连接所述换热器，所述空气管路分别通过所述空气入口和所述空气出口连接所述换热器，所述冷却水管路分别通过所述冷却水入口和所述冷却水出口连接所述换热器。
3.如权利要求1所述的一种燃料电池换热模拟装置，其特征在于：所述换热器内部设有第七温度计、第八温度计、第九温度计和第十温度计，所述第七温度计、所述第八温度计、所述第九温度计和所述第十温度计均用于测量所述换热器内部温度。
4.如权利要求1所述的一种燃料电池换热模拟装置，其特征在于：所述氢气管路包括氢气换热器、第一压力计、第一压力控制阀和第二压力计，所述氢气换热器用于控制氢气进气温度，所述第一压力控制阀用于控制氢气排气压力，所述第一压力计和所述第二压力计分别用于测量氢气的进气压力和排气压力。
5.如权利要求1所述的一种燃料电池换热模拟装置，其特征在于：所述空气管路包括空气换热器、第三压力计、第二压力控制阀和第四压力计，所述空气换热器用于控制空气进气温度，所述第二压力控制阀用于控制空气排气压力，所述第三压力计和所述第四压力计分别用于测量空气的进气压力和排气压力。
6.如权利要求1所述的一种燃料电池换热模拟装置，其特征在于：所述冷却水管路包括第五压力计、第三压力控制阀和第六压力计，所述第三压力控制阀用于控制冷却水排出压力，所述第五压力计和所述第六压力计分别用于测量冷却水的进入压力和排出压力。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112682691A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-20 | 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 | 用于液氢储运型加氢站的氢气加注系统 |
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2019
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| CN112682691A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-20 | 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 | 用于液氢储运型加氢站的氢气加注系统 |
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