CN213680909U - 电解水氢热联供装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电解水氢热联供装置，属于能源利用技术领域，包括电解水制氢装置、热泵装置、冷却塔和采暖供热装置，热泵装置内包括热泵蒸发器和热泵冷凝器；电解水制氢装置中的冷却水出口与热泵蒸发器进口连通，电解水制氢装置中的冷却时进口与热泵蒸发器出口连通，热泵冷凝器出口与采暖供热装置进口连通，热泵冷凝器进口与采暖供热装置出口连通；同时，电解水制氢装置中的冷却水出口与冷却塔入口连通，电解水制氢装置中的冷却水入口与冷却塔出口连通。本实用新型通过氢热联供装置，能够将电解水制氢装置中冷却置换出的余热，利用热泵装置回收，并利用余热进行采暖，实现能量梯级利用，提高电解水制氢系统的综合效率，降低能源浪费。

Description

电解水氢热联供装置

技术领域

本实用新型属于能源利用技术领域，具体涉及一种电解水氢热联供装置。

背景技术

水电解制氢是一种传统的制氢方法，当今世界水电解制氢技术应用与发展，所面临的广泛挑战是降低能耗和制氢成本，提高使用寿命和安全性。电解水制氢的过程中，水的电解是在超过1.48V的热平衡电压条件下进行的，电能除了通过电极的催化作用产生氢气、氧气外，由于电极、电解液等在电阻、电流的热效应会使得电解液的温度逐渐升高，为维持正常的电解运行温度在约90度左右，通常需要对电解槽及氧分离器和氢分离器产生的热量通过热交换器进行循环冷却，冷却水通过调节阀进入碱液换热器，冷却和调节循环电解液温度，并通过球阀一定的开度调节，分别进入氢、氧气体冷却器，进行气体冷却。上述冷却过程会导致一部分热能损失，使得电能整体转换效率下降。为了提高电解水制氢系统的综合效率，因此提出改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种电解水氢热联供装置，本实用新型通过氢热联供装置，能够将电解水制氢装置中冷却置换出的余热，利用热泵装置回收，并利用余热进行采暖，达到能量重新利用的目的，实现能量梯级利用，大大提高电解水制氢系统的综合效率，降低能源浪费；可以在寒冷且偏远的地方，实现对电解水装置的保温，降低相应电伴热的投资和运行费用。

本实用新型采用的技术方案：电解水氢热联供装置，包括电解水制氢装置、热泵装置、冷却塔和采暖供热装置，所述热泵装置内包括热泵蒸发器和热泵冷凝器；所述电解水制氢装置中的冷却水出口与热泵蒸发器进口连通，所述电解水制氢装置中的冷却水进口与热泵蒸发器出口连通，所述热泵冷凝器出口与采暖供热装置进口连通，所述热泵冷凝器进口与采暖供热装置出口连通；同时，所述电解水制氢装置中的冷却水出口与冷却塔入口连通，所述电解水制氢装置中的冷却水入口与冷却塔出口连通。

对上述技术方案的进一步限定，所述电解水制氢装置中包括电解槽、氧分离器和氢分离器，所述电解槽、氧分离器和氢分离器的冷却水出口均与热泵蒸发器进口连通，所述电解槽、氧分离器和氢分离器的冷却水进口均与热泵蒸发器出口连通；同时，所述电解槽、氧分离器和氢分离器的冷却水出口均与冷却塔进口连通，所述电解槽、氧分离器和氢分离器的冷却水进口均与冷却塔出口连通。

对上述技术方案的进一步限定，所述电解槽为碱性电解槽。

对上述技术方案的进一步限定，所述采暖供热装置采用暖气热交换器。

本实用新型与现有技术相比的优点：

本方案通过氢热联供装置，能够将电解水制氢装置中冷却置换出的余热，利用热泵装置回收，并利用余热进行采暖，达到能量重新利用的目的，实现能量梯级利用，大大提高电解水制氢系统的综合效率，降低能源浪费；可以在寒冷且偏远的地方，实现对电解水装置的保温，降低相应电伴热的投资和运行费用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1，详述本实用新型的实施例。

电解水氢热联供装置，如图1所示，包括电解水制氢装置1、热泵装置2、冷却塔3和采暖供热装置4，所述热泵装置2内包括热泵蒸发器21和热泵冷凝器22。所述电解水制氢装置1中的冷却水出口与热泵蒸发器21进口连通，所述电解水制氢装置1中的冷却水进口与热泵蒸发器21出口连通，所述热泵冷凝器22出口与采暖供热装置4进口连通，所述热泵冷凝器22进口与采暖供热装置4出口连通；同时，所述电解水制氢装置1中的冷却水出口与冷却塔3入口连通，所述电解水制氢装置1中的冷却水入口与冷却塔3出口连通。

其中，所述电解水制氢装置1中包括电解槽11、氧分离器12和氢分离器13，所述电解槽11、氧分离器12和氢分离器13的冷却水出口均与热泵蒸发器21进口连通，所述电解槽11、氧分离器12和氢分离器13的冷却水进口均与热泵蒸发器21出口连通；同时，所述电解槽11、氧分离器12和氢分离器13的冷却水出口均与冷却塔3进口连通，所述电解槽11、氧分离器12和氢分离器13的冷却水进口均与冷却塔3出口连通。

所述电解槽11为碱性电解槽，所述采暖供热装置4采用暖气热交换器。

工作原理：电解水制氢装置1利用电力电解碱水制取氢气，同时通过冷却水冷却电解水制氢装置1中的电解槽11、氧分离器12和氢分离器13，冷却水换出来的热量通过热泵装置2中的热泵蒸发器21进行吸收利用，进行温度提升，并在热泵冷凝器22侧放热进行采暖供热，实现氢热联供。

当热泵装置2的热泵蒸发器21侧不能将电解槽11、氧分离器12和氢分离器13侧的热量全部带走，使其冷却至需要温度时，或者热泵装置2不开时，冷却塔3自动打开，保证电解水制氢装置1正常运行。

本实用新型通过氢热联供装置，能够将电解水制氢装置1中冷却置换出的余热，利用热泵装置2回收，并利用余热进行采暖，达到能够重新利用的目的，实现能量梯级利用，大大提高电解水制氢系统的综合效率，降低能源浪费；可以在寒冷且偏远的地方，实现对电解水装置的保温，降低相应电伴热的投资和运行费用。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.电解水氢热联供装置，其特征在于：包括电解水制氢装置(1)、热泵装置(2)、冷却塔(3)和采暖供热装置(4)，所述热泵装置(2)内主要部件包括热泵蒸发器(21)和热泵冷凝器(22)；所述电解水制氢装置(1)中的冷却水出口与热泵蒸发器(21)进口连通，所述电解水制氢装置(1)中的冷却水进口与热泵蒸发器(21)出口连通，所述热泵冷凝器(22)出口与采暖供热装置(4)进口连通，所述热泵冷凝器(22)进口与采暖供热装置(4)出口连通；同时，所述电解水制氢装置(1)中的冷却水出口与冷却塔(3)入口连通，所述电解水制氢装置(1)中的冷却水入口与冷却塔(3)出口连通。

2.根据权利要求1所述的电解水氢热联供装置，其特征在于：所述电解水制氢装置(1)中包括电解槽(11)、氧分离器(12)和氢分离器(13)，所述电解槽(11)、氧分离器(12)和氢分离器(13)的冷却水出口均与热泵蒸发器(21)进口连通，所述电解槽(11)、氧分离器(12)和氢分离器(13)的冷却水进口均与热泵蒸发器(21)出口连通；同时，所述电解槽(11)、氧分离器(12)和氢分离器(13)的冷却水出口均与冷却塔(3)进口连通，所述电解槽(11)、氧分离器(12)和氢分离器(13)的冷却水进口均与冷却塔(3)出口连通。

3.根据权利要求2所述的电解水氢热联供装置，其特征在于：所述电解槽(11)为碱性电解槽。

4.根据权利要求1所述的电解水氢热联供装置，其特征在于：所述采暖供热装置(4)采用暖气热交换器。

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