CN213071182U - 燃料电池加湿罐加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开燃料电池加湿罐加热系统，其包括一第一板式换热器，第一板式换热器包括气体进口、气体出口、第一热水进口及第一热水出口，还包括：一储水罐体，其进水口通过管道与第一板式换热器的第一热水出口相连接；通过一水泵将储水罐体内的水由其出水口泵入一加热器内加热；一第二板式换热器，其包括第二热水进口、第二热水出口、冷水进口及冷水出口；其中：第二热水进口连通加热器的出水口；第二热水出口连接第一热水进口；冷水进口外接一2℃‑10℃的冷却水；冷水出口通过管路将冷却水引出到第二板式换热器外；第一板式换热器的气体出口处设有一第一温度传感器，第一温度传感器无线连接一上位机，上位机连接并控制冷却水的进水速率。

Description

燃料电池加湿罐加热系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池生产技术领域，更具体地说，是用于燃料电池生产中的加湿罐气水分离系统。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

在燃料电池生产的过程中，由于气体进入电堆之前必须保证具有一定的温度和湿度,温度要求大概在70℃到80℃之间。气体进入加湿灌后,温度会得到升高,因为加湿灌内部的水是开水,温度在90℃左右,所以干燥的气体经过加湿灌内部的开水加湿后,温度会得到提高,但是远远小于70℃。

因而市面上就采取加热带的方式对气体进行加热。这种加热带加热的方法操作为：在气体出口的管道外壁缠绕一圈加热带,加热带里面是充满温度较高的液体,通过热传递对管壁加热,管壁再对内部流动的气体加热。这种加热方式存在以下缺陷：

1.加热效率较低,由于加热带外表面向外散热且其他未缠加热带的管道会向外散热,所以这种方式很难将气体的温度加热到65℃以上,一般在65℃偏下。

2.施工困难,外观也比较难看。.

实用新型内容

本申请提出一种燃料电池加湿罐加热系统，其目的在于解决现有分离系统分离效果差且效率不高的问题。

为达到上述技术目的，本申请采用下述技术方案：

燃料电池加湿罐加热系统，其包括一第一板式换热器，所述第一板式换热器包括气体进口、气体出口、第一热水进口及第一热水出口，还包括：一储水罐体，其进水口通过管道与所述第一板式换热器的第一热水出口相连接；通过一水泵将所述储水罐体内的水由其出水口泵入一加热器内加热；一第二板式换热器，其包括第二热水进口、第二热水出口、冷水进口及冷水出口；其中：所述第二热水进口连通所述加热器的出水口；所述第二热水出口连接所述第一热水进口；所述冷水进口外接一2℃-10℃的冷却水；所述冷水出口通过管路将所述冷却水引出到第二板式换热器外；所述第一板式换热器的气体出口处设有一第一温度传感器，所述第一温度传感器无线连接一上位机，所述上位机连接并控制所述冷却水的进水速率。

较佳的是，所述储水罐上设有一液位传感器。

较佳的是，所述冷水出口设有流量调节阀；所述流量调节阀由所述上位机连接并控制。

较佳的是，所述加热器的进水口处设第二温度传感器；所述第二温度传感器连通并实时传输数据给所述上位机。

较佳的是，所述加热器的电源控制开关由所述上位机控制。

由于采用上述技术方案，本申请的燃料电池加湿罐加热系统可提高通过的气体的温度，减少气体中混有的水珠颗粒，提高燃料电池测试台的测试精度，保护电堆，避免由于加湿后的气体温度不达标，对电堆的内部反应造成不良影响。

附图说明

图1为本申请的原理结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1所示，本申请的燃料电池加湿罐加热系统包括第一板式换热器1、储水罐体2、水泵3、第二板式换热器4以及加热器5等结构。详细描述如下：

如上图所示，从加湿罐出来的气体经过第一板式换热器1，然后流出来，第一板式换热器1的上面两个端口是气体进出口，下面的两个端口是热水进出口。从加湿罐出来的气体是含有一些大水珠颗粒的，温度不高，经过第一板式换热器1后出来的气体是高温气体，几乎不含大水珠颗粒，这里所说的大水珠颗粒是相对于水蒸气而言的，凡是气体内部含有的液态水，本专利中都称之为大水珠颗粒。板式换热器内部是由很多表面具有很多流道的不锈钢金属薄片叠加而成，这样其内部共形成两路螺旋式管道，一路是热流体管道，一路是冷流体管道，因为板式换热器下方的两个端口用来连接热水管道的，热水经过循环回路不断循环，在热传递的作用下，使得换热器内部的冷水管道得到充分的加热，所以当加湿后的气体经过换热器内部被加热过的螺旋管道后，大颗粒水珠被加热后形成雾状，液态水由于重力最终附着在换热器的内部管道上，出来后的气体的温度大幅度提高，而且已经几乎不含有水珠颗粒，当换热器内部的冷凝水达到一定量时，换热器内部有自动排水装置，冷凝水将自动被排出去。因第一板式换热器1为现有结构，在此不再赘述。本实施例中，第一板式换热器1包括气体进口11、气体出口12、第一热水进口13及第一热水出口14。从加湿罐出来的湿气体从气体进口11进入，分离后从气体出口12出去。在气体出口12处设置第一温度传感器8。

而第一板式换热器1的热水回路主要由储水罐体2、水泵3、第二板式换热器4以及加热器5等组成。储水罐体2的进水口通过管道与所述第一板式换热器1的第一热水出口13相连接；所述储水罐体2内的水由一水泵3泵入加热器5中进行加热，储水罐体2上设置液位传感器6以便控制循环中的水量。加热器5按照需求可设定加热温度为90℃，在加热器上设置有第二传感器7以便检测加热器内的水温。加热后的水供给所述第二板式换热器4，由其第二热水进口41进入其内。第二板式换热器4的第二热水出口42连通第一板式换热器1的第一热水进口13。在第二板式换热器4的冷水进口43处连接外接一2℃-10℃的冷却水；所述冷水出口44通过管路将所述冷却水引出到第二板式换热器2外，在冷水出口44处设置一流量控制阀9以便调控冷水的流动速率。冷却水温度较佳的控制在2-10℃。

此外，本申请更包括了一上位机10，该上位机10连接并接收所述第一温度传感器8、第二温度传感器7传输的温度数据，实时检测所述气体出口12处的气体温度。所述上位机10同时控制所述流量控制阀9以及加热器的电源控制开关，实现实时的温度调控。

当气体出口12处的气体温度过高时，上位机调控所述流量控制阀9加大冷却水进水速率，并适时的结合关闭加热器的电源控制开关等方式协助第二板式换热器4进行温度调节，以便调节第一热水进口处的温度。

本申请通过增加第二板式换热器4作为温度调节辅助设备，热交换的方式直接且速率增加。可实现，操作简单。

以上所述的实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。本领域技术人员对本实用新型所做的均等变化与修饰，皆应属于本实用新型所附的权利要求书的涵盖范围。

Claims (5)

1.燃料电池加湿罐加热系统，其包括一第一板式换热器，所述第一板式换热器包括气体进口、气体出口、第一热水进口及第一热水出口，其特征在于，还包括：

一储水罐体，其进水口通过管道与所述第一板式换热器的第一热水出口相连接；通过一水泵将所述储水罐体内的水由其出水口泵入一加热器内加热；

一第二板式换热器，其包括第二热水进口、第二热水出口、冷水进口及冷水出口；其中：

所述第二热水进口连通所述加热器的出水口；所述第二热水出口连接所述第一热水进口；所述冷水进口外接一2℃-10℃的冷却水；所述冷水出口通过管路将所述冷却水引出到第二板式换热器外；

所述第一板式换热器的气体出口处设有一第一温度传感器，所述第一温度传感器无线连接一上位机，所述上位机连接并控制所述冷却水的进水速率。

2.根据权利要求1所述的燃料电池加湿罐加热系统，其特征在于：所述储水罐上设有一液位传感器。

3.根据权利要求2所述的燃料电池加湿罐加热系统，其特征在于：所述冷水出口设有流量调节阀；所述流量调节阀由所述上位机连接并控制。

4.根据权利要求3所述的燃料电池加湿罐加热系统，其特征在于，所述加热器的进水口处设第二温度传感器；所述第二温度传感器连通并实时传输数据给所述上位机。

5.根据权利要求4所述燃料电池加湿罐加热系统，其特征在于，所述加热器的电源控制开关由所述上位机控制。

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