CN218414655U - 一种船用燃料电池散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用燃料电池散热装置，包括进水过滤阀、进水泵、进水控制阀、热管理控制器、热交换器、燃料电池冷却剂循环泵以及出水阀；所述热交换器包括冷却水进口、冷却水出口、燃料电池冷却剂进口、燃料电池冷却剂出口；所述冷却水进口通过管道经进水控制阀、进水泵与所述进水过滤阀相连通；所述冷却水出口通过管道与出水阀相连通；本实用新型涉及船用燃料电池散热技术领域。通过本散热装置，可以直接利用船行驶水域中的水，将其作为冷却剂对燃料电池系统散热，这不仅可以节省散热风扇或冷却机组消耗的电能提高系统整体效率，同时减少了风扇、冷却机组的压缩机等电动部件，提升了系统的可靠性。

Description

一种船用燃料电池散热装置

技术领域

本实用新型涉及船用燃料电池散热技术领域，具体为一种船用燃料电池散热装置。

背景技术

氢能是一种清洁高效的二次能源，具有来源广、热值高、可储存、可转换等优点，是未来清洁能源系统的重要组成部分。燃料电池是利用氢能的最佳途径之一，并已经应用于汽车、轨道交通、船舶等领域。氢燃料电池在工作过程中会产生大量的热量，为了保障燃料电池正常高效工作，需要采用合适的冷却装置将燃料电池产生的热量带走。目前现有的冷却装置主要有风冷式的风扇冷却装置和压缩制冷式冷却装置。对于船用燃料电池系统，由于工作场景在水域，且水温均远低于燃料电池工作温度，是较好的冷却源，但以上两中方式均无法直接利用水域中的水作为冷却源；同时由于以上两种冷却方式均需要风扇或压缩机等电动部件，因而不仅需要消耗额外的电力降低系统整体效率，而且在船运行过程由于水面的起伏波动，其系统的可靠性也将大大降低。因此，迫切需要一种船用燃料电池散热装置，能有效利用船舶行驶水域中的水源作为冷却媒介，为燃料电池系统散热，进而减少冷却装置的运动部件和额外的冷却耗电，提高系统的可靠性和综合效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种船用燃料电池散热装置，解决了现有的氢燃料电池在工作过程中会产生大量的热量，为了保障燃料电池正常高效工作，需要采用合适的冷却装置将燃料电池产生的热量带走的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：包括进水过滤阀、进水泵、进水控制阀、热管理控制器、热交换器、燃料电池冷却剂循环泵以及出水阀；

所述热交换器包括冷却水进口、冷却水出口、燃料电池冷却剂进口、燃料电池冷却剂出口；

所述冷却水进口通过管道经进水控制阀、进水泵与所述进水过滤阀相连通；

所述冷却水出口通过管道与出水阀相连通；

所述燃料电池冷却剂出口通过管道经燃料电池冷却剂循环泵与燃料电池发动机相连通；

所述燃料电池冷却剂进口与燃料电池发动机通过管道相连通。

优选的，所述热交换器的形式为板式、管壳式换热器，所述热交换器的材质为碳钢、不锈钢、铝合金或钛合金。

优选的，所述进水过滤阀的进水口外侧设有网状或孔状过滤挡板。

优选的，所述出水阀为止回阀。

优选的，所述在燃料电池冷却剂进口和燃料电池冷却剂出口之间还设有流量调节器，所述热管理控制器与进水泵、进水控制阀以及流量调节器通过连接线连接。

优选的，所述进水泵出口位置安装有并联三通，将两套散热装置进行并联，并共用进水泵、进水过滤阀和热管理控制器。

有益效果

本实用新型提供了一种船用燃料电池散热装置。具备以下有益效果：通过本散热装置，可以直接利用船行驶水域中的水，将其作为冷却剂对燃料电池系统散热，这不仅可以节省散热风扇或冷却机组消耗的电能提高系统整体效率，同时减少了风扇、冷却机组的压缩机等电动部件，提升了系统的可靠性。本装置通过并联三通阀可以将多个装置并联，对多个燃料电池进行散热，并共用进水泵、进水阀、热管理器，这样不仅减少了对船体的开孔，有利于管路布置，而且部件的减少节省了成本。通过设置流量调节器，通过调整进入换热器的流量，能达到控制系统散量的目的，进而可以保障在不同水域，燃料电池都可以工作在一个稳定的温度区间。

附图说明

图1是本发明的一种船用燃料电池散热系统实施例1的示意图；

图2是本发明的一种船用燃料电池散热系统实施例2的示意图；

图中：1-进水过滤阀、2-进水泵、3-热管理控制器、4-进水控制阀、5-热交换器、6-流量调节器、7-燃料电池冷剂循环泵、8-出水阀、9-燃料电池发动机、10-冷却水进口、11-冷却水出口、12-燃料电池冷却剂进口、13-燃料电池冷却剂出口、14-并联三通阀。

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。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种船用燃料电池散热装置，包括进水过滤阀1、进水泵2、进水控制阀4、热管理控制器3、热交换器5、燃料电池冷却剂循环泵7以及出水阀8，进水过滤阀1安装于船的底部或侧部，且位于船行驶液面下方，出水阀8位于船的侧部，且位于船行驶液面的上方；

热交换器5包括冷却水进口10、冷却水出口11、燃料电池冷却剂进口12、燃料电池冷却剂出口13；冷却水进口10通过管道经进水控制阀4、进水泵2与进水过滤阀1相连通；冷却水出口11通过管道与出水阀8相连通；燃料电池冷却剂出口13通过管道经燃料电池冷却剂循环泵7与燃料电池发动机9相连通；燃料电池冷却剂进口12与燃料电池发动机9通过管道相连通。

本装置工作时，船行驶水域中的水作为本装置的冷却剂，在进水泵的驱动下，从进水过滤阀进入，经进水泵2、进水控制阀4进入热交换器5，与来自燃料电池冷却剂进口12的高温燃料电池冷却剂进行热交换后，从冷却水出口11流出经出水阀8排到水域，将发动机的热量带出，达到散热的目的。

作为优选的技术方案，更进一步地，热交换器5的形式为板式、管壳式换热器，热交换器5的材质为碳钢、不锈钢、铝合金或钛合金。

作为优选的技术方案，更进一步地，进水过滤阀1的进水口外侧设有网状或孔状过滤挡板，用以防止杂质进入。

作为优选的技术方案，更进一步地，出水阀8为止回阀，防止冷却水倒灌进入管路。

作为优选的技术方案，更进一步地，在燃料电池冷却剂进口12和燃料电池冷却剂出口13之间还设有流量调节器6，热管理控制器3与进水泵2、进水控制阀4以及流量调节器6通过连接线连接，用于调节进入热交换器5的燃料电池冷却剂流量，进而调控进入燃料电池的燃料电池冷却剂温度，使燃料电池工作在一定的温度范围。

作为优选的技术方案，更进一步地，进水泵出口位置安装有并联三通14，将两套散热装置进行并联，并共用进水泵2、进水过滤阀1和热管理控制器3，以对二套以上的燃料电池进行散热。

作为优选的技术方案，更进一步地，热管理控制器3可以根据燃料电池工作状态，打开或关闭进水控制阀，调整进水泵2转速，调整流量调节器6以控制进入热交换器5的燃料电池冷却剂流量。

实施例1：该装置采用进水过滤阀1位于船底部，其进水口设有网状过滤挡板，热交换器5采用板式，材质不锈钢；在燃料电池冷却剂进口12和燃料电池冷却剂出口13之间还设有流量调节器6，用于调节进入热交换器5的燃料电池冷却剂流量。

实施例2：该装置的进水泵出口位置设有并联三通14，将两套散热装置进行并联，并共用进水泵2、进水过滤阀1和热管理控制器3，可同时为两个燃料电池系统散热；该装置采用进水过滤阀1位于船侧部，其进水口设有孔状过滤挡板，换热器采用板式，材质为钛合金；在燃料电池冷却剂进口12和燃料电池冷却剂出口13之间还设有流量调节器6，用于调节进入热交换器5的燃料电池冷却剂流量。热管理控制器3可以通过打开或关闭进水控制阀4实现单独给一个燃料电池冷却或同时给两个燃料电池冷却。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种船用燃料电池散热装置，其特征在于：包括进水过滤阀（1）、进水泵（2）、进水控制阀（4）、热管理控制器（3）、热交换器（5）、燃料电池冷却剂循环泵（7）以及出水阀（8）；

所述热交换器（5）包括冷却水进口（10）、冷却水出口（11）、燃料电池冷却剂进口（12）、燃料电池冷却剂出口（13）；

所述冷却水进口（10）通过管道经进水控制阀（4）、进水泵（2）与所述进水过滤阀（1）相连通；

所述冷却水出口（11）通过管道与出水阀（8）相连通；

所述燃料电池冷却剂出口（13）通过管道经燃料电池冷却剂循环泵（7）与燃料电池发动机（9）相连通；

所述燃料电池冷却剂进口（12）与燃料电池发动机（9）通过管道相连通。

2.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池散热装置，其特征在于，所述热交换器（5）的形式为板式、管壳式换热器，所述热交换器（5）的材质为碳钢、不锈钢、铝合金或钛合金。

3.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池散热装置，其特征在于，所述进水过滤阀（1）的进水口外侧设有网状或孔状过滤挡板。

4.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池散热装置，其特征在于，所述出水阀（8）为止回阀。

5.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池散热装置，其特征在于，所述在燃料电池冷却剂进口（12）和燃料电池冷却剂出口（13）之间还设有流量调节器（6），所述热管理控制器（3）与进水泵（2）、进水控制阀（4）以及流量调节器（6）通过连接线连接。

6.根据权利要求1所述的一种船用燃料电池散热装置，其特征在于，所述进水泵（2）出口位置安装有并联三通（14），将两套散热装置进行并联，并共用进水泵（2）、进水过滤阀（1）和热管理控制器（3）。

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