CN213383782U - 一种氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统 - Google Patents

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杨勇
陈国平
赵俊
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Abstract

本实用新型公开一种氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，包括氢燃料电池、热交换器、水泵以及用以设置在客车内的采暖设备，所述氢燃料电池具有冷却水循环回路，所述热交换器具有热水进水口、热水出水口、循环水进水口和循环水出水口，所述冷却水循环回路的出水口用以与所述热水进水口连通，所述热水出水口用以与所述冷却水循环回路的进水口连通，所述循环水出水口用以与所述水泵的进水口连通，所述水泵的出水口用以与所述采暖设备的进水口连通，所述采暖设备的出水口用以与所述循环水进水口连通。本实用新型所述采暖系统循环利用氢燃料客车氢堆余热为客车取暖，解决目前乘客区取暖能耗高、燃油加热带来的环境污染的问题。

Description

一种氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统
技术领域
本实用新型涉及氢燃料客车氢堆余热循环利用的技术领域，具体涉及一种氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统。
背景技术
氢燃料客车是一种纯环保的新能源汽车，其一般是由氢燃料电池反应产生电能给动力电池充电，然后用电能来驱动汽车行驶，噪音小，行驶稳定性高，并且实现零排放，在各大城市中已经得到越来越广泛的应用。
目前，新能源客车乘客区采暖一般是通过车内安装带电加热暖风机或者使用燃油加热器水循环供暖的方式。以上第一种方式耗电量大，长时间使用会大大减少客车的续航里程；第二种方式，使用燃油加热会造成一定的环境污染，且需要经常加注燃油。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种循环利用氢燃料客车氢堆余热的采暖系统。
一种氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，包括氢燃料电池、热交换器、水泵以及用以设置在客车内的采暖设备，所述氢燃料电池具有冷却水循环回路，所述热交换器具有热水进水口、热水出水口、循环水进水口和循环水出水口，所述冷却水循环回路的出水口用以与所述热水进水口连通，所述热水出水口用以与所述冷却水循环回路的进水口连通，所述循环水出水口用以与所述水泵的进水口连通，所述水泵的出水口用以与所述采暖设备的进水口连通，所述采暖设备的出水口用以与所述循环水进水口连通。
优选地，还包括第一电加热器，所述第一电加热器设置在所述循环水出水口和所述水泵之间，且所述第一电加热器的进水口与所述循环水出水口连通，所述第一电加热器的出水口与所述水泵的进水口连通。
优选地，还包括第二电加热器，所述采暖设备包括第一暖气片组和第二暖气片组，所述第一暖气片组和第二暖气片组分别具有至少两个串联的暖气片，所述第一暖气片组和第二暖气片组分别用以设置在所述客车内的两侧，且所述水泵的出水口与所述第一暖气片组的进水口连通，所述第一暖气片组的出水口与所述第二电加热器的进水口连通，所述第二电加热器的出水口与所述第二暖气片组的进水口连通，所述第二暖气片组的出水口与所述循环水进水口连通。
优选地，所述第一电加热器和所述第二电加热器分别具有无级调温模块。
优选地，还包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门和第二阀门均设置在所述循环水进水口和所述采暖设备的出水口之间的管路上，且所述第二阀门位于所述循环水出水口和所述第一阀门之间，所述第一阀门和第二阀门择一开启；
或所述第一阀门和所述第二阀门均设置在所述循环水出水口和第一电加热器的进水口之间，且所述第二阀门位于所述第一电加热器的进水口和所述第一阀门之间，且所述第一阀门和第二阀门择一开启。
优选地，所述热交换器包括内部中空的箱体和蛇形的换热片，所述换热片竖向安装在所述箱体内中部，并将所述箱体内部分隔为独立的热水腔和冷水腔，所述热水进水口和热水出水口设置在所述箱体并与所述热水腔连通，所述热水进水口和热水出水口分别位于所述箱体上下两端，所述循环水进水口和循环水出水口设置在所述箱体上并与所述冷水腔连通，且所述循环水进水口和循环水出水口分别位于所述箱体上下两端。
本实用新型所述采暖系统循环利用氢燃料客车氢堆余热为客车供暖，解决了氢燃料电池余热利用的问题，节约了氢堆散热器散热的用电能耗，解决目前乘客区取暖能耗高、燃油加热带来的环境污染的问题。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例1所述氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统的示意图；
图2为本实用新型实施例1所述电加热器的剖视图；
图3为本实用新型实施例2所述氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统的示意图。
附图标记的具体含义为：
1、氢燃料电池；2、热交换器；21、热水进水口；22、热水出水口；23、循环水进水口；24、循环水出水口；25、箱体；26、换热片；3、水泵；4、采暖设备；41、第一暖气片组；42、第二暖气片组；5、第一电加热器；6、第二电加热器；7、第一阀门；8、第二阀门。
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
参照图1-2，提出本实用新型的实施例1，实施例1所述氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统包括氢燃料电池1、热交换器2、水泵3以及用以设置在客车内的采暖设备4，所述氢燃料电池1具有冷却水循环回路，所述热交换器2具有热水进水口21、热水出水口22、循环水进水口23和循环水出水口24，所述冷却水循环回路的出水口用以与所述热水进水口21连通，所述热水出水口22用以与所述冷却水循环回路的进水口连通，所述循环水出水口24用以与所述水泵3的进水口连通，所述水泵3的出水口用以与所述采暖设备4的进水口连通，所述采暖设备4的出水口用以与所述循环水进水口23连通。
所述热交换器2、所述水泵3和所述采暖设备4内有循环水，所述的采暖系统将所述氢燃料电池的余热与所述热交换器2内的循环水换热后，所述热交换器2换热后的循环水流经采暖设备4以对客车内部供暖，解决了氢燃料电池余热利用的问题，节约了氢堆散热器散热的用电能耗。
优选地，还包括第一电加热器5，所述第一电加热器5设置在所述循环水出水口24和所述水泵3之间，且所述第一电加热器5的进水口与所述循环水出水口24连通，所述第一电加热器5的出水口与所述水泵3的进水口连通。
所述热交换器2内的循环水换热后，所述循环水出水口24输出的水温约为60℃，可车内的采暖设备4要求的水温约为80℃，从所述循环水出水口24输出的水经过所述第一电加热器5加热后，再输送至所述采暖设备4，以实现所述采暖设备4对客车内充分供暖；经过所述热交换器2换热后的水再输送至所述第一电加热器5，有利于节省为客车内供暖所需电量，有利于节省客户耗电量，避免因客车内供暖影响客车的续航里程。
所述热交换器2的循环水出水口24和所述第一电加热器5的进水口之间连接有膨胀水箱，以为所述热交换器2、所述水泵3、所述采暖设备4和所述第一电加热器5构成的循环水路定压或补水。
优选地，还包括第二电加热器6，所述采暖设备4包括第一暖气片组41和第二暖气片组42，所述第一暖气片组41和第二暖气片组42分别具有至少两个串联的暖气片，所述第一暖气片组41和第二暖气片组42分别用以设置在所述客车内的两侧，且所述水泵3的出水口与所述第一暖气片组41的进水口连通，所述第一暖气片组41的出水口与所述第二电加热器6的进水口连通，所述第二电加热器6的出水口与所述第二暖气片组42的进水口连通，所述第二暖气片组42的出水口与所述循环水进水口23连通。
依次经过所述热交换器2换热和所述第一电加热器5加热后的循环水经过所述第一暖气片组41向所述客车内部供暖，导致循环水水温降低，所述第二电加热器6用以对流经所述第一暖气片组41的循环水加热，以提高流入所述第二暖气片组42内的循环水的温度，避免因循环水水温降低导致的客车内采暖不均匀的问题。
优选地，所述第一电加热器5和所述第二电加热器6分别具有无级调温模块。
具有无级调温模块的所述第一电加热器5和所述第二电加热器6对循环水进行加热，并在循环水水温低于80℃时对循环水加热，减少能耗。
优选地，还包括第一阀门7和第二阀门8，所述第一阀门7和第二阀门均设置在所述循环水进水口23和所述采暖设备4的出水口之间的管路上，且所述第二阀门8位于所述循环水出水口24和所述第一阀门7之间，所述第一阀门7和第二阀门8择一开启。
即所述第一阀门7设置在所述循环水进水口23和所述采暖设备4的出水口之间，且所述第一阀门7的进水口与所述采暖设备4的出水口连通，所述第一阀门7的出水口与所述循环水进水口23连通，所述第二阀门8的进水口与所述循环水出水口24连通，所述第二阀门8的出水口与所述第一阀门7的进水口连通，且所述第一阀门7和第二阀门8择一开启。
在所述氢燃料电池1的冷却水循环系统无需向外换热时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启，以使循环水在所述热交换器2、水泵3以及用以设置在客车内的采暖设备4之间循环流动；在所述氢燃料电池1的冷却水循环系统需要向外换热时，所述第一阀门7开启，所述第二阀门8关闭，以使冷却水循环系统内的冷却水与循环水换热，以实现所述氢燃料电池余热的利用。
所述第一阀门7和所述第二阀门8使所述氢燃料电池余热的利用更加便于控制和调节。
优选地，所述热交换器2包括内部中空的箱体25和蛇形的换热片26，所述换热片26竖向安装在所述箱体25内中部，并将所述箱体25内部分隔为独立的热水腔和冷水腔，所述热水进水口21和热水出水口22设置在所述箱体25并与所述热水腔连通，所述热水进水口21和热水出水口22分别位于所述箱体25上下两端，所述循环水进水口23和循环水出水口24设置在所述箱体25上并与所述冷水腔连通，且所述循环水进水口23和循环水出水口24分别位于所述箱体25上下两端。
蛇形的所述换热片26有利于循环水和冷却水充分换热，保证所述热交换器2的换热效率。
实施例2
参照图3，与实施例1不同的是，实施例2所述第一阀门7和所述第二阀门8均设置在所述循环水出水口24和第一电加热器5的进水口之间，且所述第二阀门8位于所述第一电加热器5的进水口和所述第一阀门7之间，且所述第一阀门7和第二阀门8择一开启。
即第一阀门7设置在所述循环水出水口24和第一电加热器5的进水口之间，且所述第一阀门7的进水口与所述循环水出水口24连通，所述第一阀门7的出水口与所述第一电加热器5的进水口连通，所述第二阀门8的进水口与所述第一阀门7的出水口连通，所述第二阀门8的出水口与所述循环水进水口23连通，且所述第一阀门7和第二阀门8择一开启。
所述第一阀门7和第二阀门8择一开启以控制循环水是否与所述热交换器2内的冷却水换热。
所述第一阀门7和所述第二阀门8可以是电磁阀，响应速度快，便于控制。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，其特征在于，包括氢燃料电池(1)、热交换器(2)、水泵(3)以及用以设置在客车内的采暖设备(4)，所述氢燃料电池(1)具有冷却水循环回路，所述热交换器(2)具有热水进水口(21)、热水出水口(22)、循环水进水口(23)和循环水出水口(24)，所述冷却水循环回路的出水口用以与所述热水进水口(21)连通，所述热水出水口(22)用以与所述冷却水循环回路的进水口连通，所述循环水出水口(24)用以与所述水泵(3)的进水口连通，所述水泵(3)的出水口用以与所述采暖设备(4)的进水口连通，所述采暖设备(4)的出水口用以与所述循环水进水口(23)连通。
2.根据权利要求1所述的氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，其特征在于，还包括第一电加热器(5)，所述第一电加热器(5)设置在所述循环水出水口(24)和所述水泵(3)之间，且所述第一电加热器(5)的进水口与所述循环水出水口(24)连通，所述第一电加热器(5)的出水口与所述水泵(3)的进水口连通。
3.根据权利要求2所述的氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，其特征在于，还包括第二电加热器(6)，所述采暖设备(4)包括第一暖气片组(41)和第二暖气片组(42)，所述第一暖气片组(41)和第二暖气片组(42)分别具有至少两个串联的暖气片，所述第一暖气片组(41)和第二暖气片组(42)分别用以设置在所述客车内的两侧，且所述水泵(3)的出水口与所述第一暖气片组(41)的进水口连通，所述第一暖气片组(41)的出水口与所述第二电加热器(6)的进水口连通，所述第二电加热器(6)的出水口与所述第二暖气片组(42)的进水口连通，所述第二暖气片组(42)的出水口与所述循环水进水口(23)连通。
4.根据权利要求3所述的氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，其特征在于，所述第一电加热器(5)和所述第二电加热器(6)分别具有无级调温模块。
5.根据权利要求2-4任一项所述的氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，其特征在于，还包括第一阀门(7)和第二阀门(8)，所述第一阀门(7)和第二阀门均设置在所述循环水进水口(23)和所述采暖设备(4)的出水口之间的管路上，且所述第二阀门(8)位于所述循环水出水口(24)和所述第一阀门(7)之间，所述第一阀门(7)和第二阀门(8)择一开启；
或所述第一阀门(7)和所述第二阀门(8)均设置在所述循环水出水口(24)和第一电加热器(5)的进水口之间，且所述第二阀门(8)位于所述第一电加热器(5)的进水口和所述第一阀门(7)之间，且所述第一阀门(7)和第二阀门(8)择一开启。
6.根据权利要求1-4任一项所述的氢燃料客车氢堆余热利用的采暖系统，其特征在于，所述热交换器(2)包括内部中空的箱体(25)和蛇形的换热片(26)，所述换热片(26)竖向安装在所述箱体(25)内中部，并将所述箱体(25)内部分隔为独立的热水腔和冷水腔，所述热水进水口(21)和热水出水口(22)设置在所述箱体(25)并与所述热水腔连通，所述热水进水口(21)和热水出水口(22)分别位于所述箱体(25)上下两端，所述循环水进水口(23)和循环水出水口(24)设置在所述箱体(25)上并与所述冷水腔连通，且所述循环水进水口(23)和循环水出水口(24)分别位于所述箱体(25)上下两端。
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