CN216698441U - 一种燃料电池发电系统的散热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池发电系统的散热系统，其包括辅助散热系统和主散热系统，主散热系统包括散热器，散热器的冷源出口分别与电堆的冷源进口和换热器的冷源进口连接，电堆的热源出口和换热器的热源出口均与散热器的热源进口连接；换热器的冷源出口与电堆发电辅助系统的冷源进口连接，换热器的热源进口与电堆发电辅助系统的热源出口连接。本实用新型能降低设备整体体积，提高燃料电池发电系统整体散热效率，并联管路冷却液分配无需流量调节阀与流量计。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池发电系统的散热系统。
背景技术
燃料电池发电系统是通过氢气与氧气产生电化学反应生成水来产生电能的发电装置，由在产生电能的同时，还会产生大量的热，大功率燃料电池发电系统只能依靠水冷散热。此外燃料电池发电系统的辅助系统如空压机、中冷器、DC/DC等原件均有水冷散热需求，需要对上述元器件散热进行散热方案设计。
目前燃料电池发电系统由于电堆与辅助系统工作温度不同，且辅助系统中部件在散热的同时会在冷凝剂中析出离子，不利于电堆寿命，因此多采用独立散热模式，即由单一冷凝回路仅负责电堆散热，另一单一冷凝回路负责空压机、中冷器、DC/DC等原件散热。但是现有的散热方案需要单独为辅助冷却回路增加散热器，由于小型散热器散热效率较大型散热器更低，因此该方案增大了燃料电池发电系统的散热成本，降低了系统综合散热效率，同时也为增加了散热器的面积与安装难度。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种综合散热效率的燃料电池发电系统的散热系统。
为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：
提供一种燃料电池发电系统的散热系统，其包括辅助散热系统和主散热系统，主散热系统包括散热器，散热器的冷源出口分别与电堆的冷源进口和换热器的冷源进口连接，电堆的热源出口和换热器的热源出口均与散热器的的热源进口连接；换热器的冷源出口与电堆发电辅助系统的冷源进口连接，换热器的热源进口与电堆发电辅助系统的热源出口连接。
进一步地，主散热系统还包括主水泵，主水泵的一端与散热器的的热源进口连接，主水泵的另一端分别与换热器的热源出口和电堆的热源出口连接。
进一步地，辅助散热系统还包括辅助水泵，辅助水泵的两端分别与换热器的冷源出口和电堆发电辅助系统的冷源进口连接。
进一步地，散热器的热源进口和冷源出口上并联有离子交换器。
进一步地，电堆的热源出口和冷源进口上均分别设置有温度传感器TT-102和温度传感器TT-101。
进一步地，换热器的冷源出口上设置有温度传感器TT-103。
本实用新型的有益效果为：
1.降低设备整体体积
本方案利用换热器将辅助散热系统的热量集成至主散热系统中，减少了额外的换热器；由于水-水换热器换热效率远高于空气-水散热器，因此可使得设备整体体积降低。
2.提高燃料电池发电系统整体散热效率
10kW小型散热器散热效率相较于150kW大型散热器散热效率低5～10％左右，在进行散热集成后，可大幅度提高辅助散热系统回路中的散热效率。
3.并联管路冷却液分配无需流量调节阀与流量计
由于电堆在不同功率输出下冷却液流量需要精确对应，通常在引用主散热系统回路的冷却液中需要加装流量调节阀、传感器等实现并联管路流量的调控。本方案可利用换热器自身阻力的特点，实时调节主散热系统的回路分配至换热器冷侧冷却液的流量，无需额外的流量调节阀与流量计。
附图说明
图1为燃料电池发电系统的散热系统的原理图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
如图1所示，本方案提供的燃料电池发电系统的散热系统包括辅助散热系统和主散热系统，主散热系统包括散热器，散热器的冷源出口分别与电堆的冷源进口和换热器的冷源进口连接，电堆的热源出口和换热器的热源出口均与散热器的的热源进口连接；换热器的冷源出口与电堆发电辅助系统的冷源进口连接，换热器的热源进口与电堆发电辅助系统的热源出口连接。
本方案在实施时，主散热系统中设置主水泵，主水泵的一端与散热器的的热源进口连接，主水泵的另一端分别与换热器的热源出口和电堆的热源出口连接，为冷却液循环提供动力。
本方案在实施时，辅助散热系统设置有辅助水泵，辅助水泵的两端分别与换热器的冷源出口和电堆发电辅助系统的冷源进口连接。为辅助散热系统中的冷却液提供循环动力。散热器的热源进口和冷源出口上并联有离子交换器，将冷却液中的离子提取出来，增加使用电堆的寿命。
本方案在实施时，电堆的热源出口和冷源进口上均分别设置有温度传感器TT-102和温度传感器TT-101，分别用于检测电堆两端的冷却液的温度。换热器的冷源出口上设置有温度传感器TT-103，用于检测从换热器的冷源出口出来的冷源温度，对整个散热系统的散热效果进行监测。
本实用新型有效降低设备整体体积：本方案利用换热器将辅助散热系统的热量集成至主散热系统中，减少了额外的换热器；由于水-水换热器换热效率远高于空气-水散热器，因此可使得设备整体体积降低。
本实用新型能有效提高燃料电池发电系统整体散热效率：10kW小型散热器散热效率相较于150kW大型散热器散热效率低5～10％左右，在进行散热集成后，可大幅度提高辅助散热系统回路中的散热效率。
本实用新型的并联管路冷却液分配无需流量调节阀与流量计：由于电堆在不同功率输出下冷却液流量需要精确对应，通常在引用主散热系统回路的冷却液中需要加装流量调节阀、传感器等实现并联管路流量的调控。本方案可利用换热器自身阻力的特点，实时调节主散热系统的回路分配至换热器冷侧冷却液的流量，无需额外的流量调节阀与流量计。
Claims (6)
1.一种燃料电池发电系统的散热系统，其特征在于，包括辅助散热系统和主散热系统，所述主散热系统包括散热器，所述散热器的冷源出口分别与电堆的冷源进口和换热器的冷源进口连接，所述电堆的热源出口和换热器的热源出口均与散热器的热源进口连接；所述换热器的冷源出口与电堆发电辅助系统的冷源进口连接，所述换热器的热源进口与电堆发电辅助系统的热源出口连接。
2.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的散热系统，其特征在于，所述主散热系统还包括主水泵，所述主水泵的一端与散热器的热源进口连接，所述主水泵的另一端分别与换热器的热源出口和电堆的热源出口连接。
3.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的散热系统，其特征在于，所述辅助散热系统还包括辅助水泵，所述辅助水泵的两端分别与换热器的冷源出口和电堆发电辅助系统的冷源进口连接。
4.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的散热系统，其特征在于，所述散热器的热源进口和冷源出口上并联有离子交换器。
5.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的散热系统，其特征在于，所述电堆的热源出口和冷源进口上均分别设置有温度传感器TT-102和温度传感器TT-101。
6.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统的散热系统，其特征在于，所述换热器的冷源出口上设置有温度传感器TT-103。
Priority Applications (1)
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| CN202123386141.6U CN216698441U (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种燃料电池发电系统的散热系统 |
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Publications (1)
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| CN216698441U true CN216698441U (zh) | 2022-06-07 |
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ID=81817336
Family Applications (1)
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| CN202123386141.6U Active CN216698441U (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种燃料电池发电系统的散热系统 |
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2021
- 2021-12-29 CN CN202123386141.6U patent/CN216698441U/zh active Active
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