CN219350274U - 一种燃料电池系统潜热系统 - Google Patents
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Abstract
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系统潜热系统，包括电堆、散热装置、阳极分水器、储水装置、水泵和喷头；所述电堆包括冷却回路和阳极出口，所述冷却回路与散热装置连通；所述阳极出口与阳极分水器连通，所述阳极分水器包括出液口，所述阳极分水器的出液口与储水装置连通，所述喷头的喷淋方向朝向散热装置，所述喷头通过水泵与储水装置连通；本实用新型实现了尾排水的回收利用，并通过喷头用于散热装置及其周围环境的冷却，可以通过水泵转速调整喷头水的流量，液态水汽化来降低散热器表面的气液温差，保证燃料电池系统散热的散热能力，有效解决大功率燃料电池系统散热问题，提高燃料电池系统的能量利用率。
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系统潜热系统。
背景技术
近年来，“大功率”成为国内燃料电池发展的关键词之一，功率跃升带来的散热问题引发行业关注。相较传统发动机，燃料电池发动机的热效率更高，多在45％～60％范围内，燃料电池的散热量比传统发动机大10％-20％左右。而在散热问题上，燃料电池系统的需求却远高于传统发动机。
而燃料电池发动机在散热方面主要依靠散热器，理论情况下，燃料电池系统的热效率和散热器的热量在41％左右，有18％的热量需要通过散热器来散出；但在恶劣的工况下，燃料电池系统的热效率约为35％，此时仅有3％的热量是通过尾气排出，其余62％的热量需要通过散热器来散发。
且燃料电池的工作温度相对较低，散热器中冷却液与环境的温差比传统汽车小，给系统的散热开发带来了严峻的调战。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够利用燃料电池产生的水进行重复利用冷却的燃料电池系统潜热系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种燃料电池系统潜热系统，包括电堆、散热装置、阳极分水器、储水装置、水泵和喷头；
所述电堆包括冷却回路和阳极出口，所述冷却回路与散热装置连通；所述阳极出口与阳极分水器连通，所述阳极分水器包括出液口，所述阳极分水器的出液口与储水装置连通，所述喷头的喷淋方向朝向散热装置，所述喷头通过水泵与储水装置连通。
优选地，所述电堆还包括阴极出口，所述燃料电池系统潜热系统还包括阴极分水器；
所述阴极出口与阴极分水器连通，所述阴极分水器包括出液口，所述阴极分水器的出液口与储水装置连通。
优选地，所述阳极分水器的出液口通过阴极分水器与储水装置连通。
优选地，所述燃料电池系统潜热系统还包括汽液两相流分水器，所述阴极分水器还包括排气端，所述阴极分水器的排气端与汽液两相流分水器连通，所述汽液两相流分水器包括出液口，所述汽液两相流分水器的出液口与储水装置连通。
优选地，所述阴极分水器的排气端与汽液两相流分水器之间通过消声器连通。
优选地，所述阳极分水器与阴极分水器之间通过第一排水阀连通。
优选地，所述储水装置的底部设置有第二排水阀，顶部上设置有排气孔。
优选地，所述水泵与喷头之间设置有流量计。
本实用新型的有益效果在于：通过将电堆阳极反应的生成水通过阳极分水器进行分离并通过储水装置进行收集存储，实现了尾排水的回收利用，并通过喷头用于散热装置及其周围环境的冷却，可以通过水泵转速调整喷头水的流量，液态水汽化来降低散热器表面的气液温差，保证燃料电池系统散热的散热能力，有效解决大功率燃料电池系统散热问题，提高燃料电池系统的能量利用率。
附图说明
图1所示为本实用新型具体实施方式的一种燃料电池系统潜热系统的结构示意图；
标号说明：1、电堆；2、散热装置；3、阳极分水器；4、储水装置；5、水泵；6、喷头；7、阴极分水器；8、两相流分水器；9、消声器；10、第一排水阀；11、第二排水阀；12、排气孔；13、流量计。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1所示，本实用新型的一种燃料电池系统潜热系统，包括电堆1、散热装置2、阳极分水器3、储水装置4、水泵5和喷头6；
所述电堆1包括冷却回路和阳极出口，所述冷却回路与散热装置2连通；所述阳极出口与阳极分水器3连通，所述阳极分水器3包括出液口，所述阳极分水器3的出液口与储水装置4连通，所述喷头6的喷淋方向朝向散热装置2，所述喷头6通过水泵5与储水装置4连通。
从上述描述可知，通过将电堆1阳极反应的生成水通过阳极分水器3进行分离并通过储水装置4进行收集存储，实现了尾排水的回收利用，并通过喷头6用于散热装置2及其周围环境的冷却，可以通过水泵5转速调整喷头6水的流量，液态水汽化来降低散热器表面的气液温差，保证燃料电池系统散热的散热能力，有效解决大功率燃料电池系统散热问题，提高燃料电池系统的能量利用率。
进一步的，所述电堆1还包括阴极出口，所述燃料电池系统潜热系统还包括阴极分水器7；
所述阴极出口与阴极分水器7连通，所述阴极分水器7包括出液口，所述阴极分水器7的出液口与储水装置4连通。
从上述描述可知，通过设置阴极分水器7，能够实现对阴极的反应生成水进行回收利用。
进一步的，所述阳极分水器3的出液口通过阴极分水器7与储水装置4连通。
从上述描述可知，通过阳极分水器3的出液口通过阴极分水器7与储水装置4连通，能够缩短管路布置里程，简化系统结构。
进一步的，所述燃料电池系统潜热系统还包括汽液两相流分水器8，所述阴极分水器7还包括排气端，所述阴极分水器7的排气端与汽液两相流分水器8连通，所述汽液两相流分水器8包括出液口，所述汽液两相流分水器8的出液口与储水装置4连通。
从上述描述可知，通过增设汽液两相流分水器8，能够实现气液的进步分离，实现尾排水的进一步回收利用。
进一步的，所述阴极分水器7的排气端与汽液两相流分水器8之间通过消声器9连通。
从上述描述可知，通过消声器9的设置，能够排气的消声，降低噪音。
进一步的，所述阳极分水器3与阴极分水器7之间通过第一排水阀10连通。
进一步的，所述储水装置4的底部设置有第二排水阀11，顶部上设置有排气孔12。
进一步的，所述水泵5与喷头6之间设置有流量计13。
从上述描述可知，通过流量计13，能够实时监控喷淋量，方便对温度的控制。
实施例一
一种燃料电池系统潜热系统，包括电堆、散热装置、阳极分水器、储水装置、水泵和喷头；
所述电堆包括冷却回路和阳极出口，所述冷却回路与散热装置连通；所述阳极出口与阳极分水器连通，所述阳极分水器包括出液口，所述阳极分水器的出液口与储水装置连通，所述喷头的喷淋方向朝向散热装置，所述喷头通过水泵与储水装置连通。
所述电堆还包括阴极出口，所述燃料电池系统潜热系统还包括阴极分水器；
所述阴极出口与阴极分水器连通，所述阴极分水器包括出液口，所述阴极分水器的出液口与储水装置连通。
所述阳极分水器的出液口通过阴极分水器与储水装置连通。
所述燃料电池系统潜热系统还包括汽液两相流分水器，所述阴极分水器还包括排气端，所述阴极分水器的排气端与汽液两相流分水器连通，所述汽液两相流分水器包括出液口，所述汽液两相流分水器的出液口与储水装置连通。
所述阴极分水器的排气端与汽液两相流分水器之间通过消声器连通。
所述阳极分水器与阴极分水器之间通过第一排水阀连通。
所述储水装置的底部设置有第二排水阀，顶部上设置有排气孔。
所述水泵与喷头之间设置有流量计。
实施例二
一种燃料电池系统潜热系统，包括电堆、散热装置、阳极分水器、储水装置、水泵和喷头；
所述电堆包括冷却回路和阳极出口，所述冷却回路与散热装置连通；所述阳极出口与阳极分水器连通，所述阳极分水器包括出液口，所述阳极分水器的出液口与储水装置连通，所述喷头的喷淋方向朝向散热装置，所述喷头通过水泵与储水装置连通。
所述储水装置的底部设置有第二排水阀，顶部上设置有排气孔。
所述水泵与喷头之间设置有流量计。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种燃料电池系统潜热系统，其特征在于，包括电堆、散热装置、阳极分水器、储水装置、水泵和喷头；
所述电堆包括冷却回路和阳极出口，所述冷却回路与散热装置连通；所述阳极出口与阳极分水器连通，所述阳极分水器包括出液口，所述阳极分水器的出液口与储水装置连通，所述喷头的喷淋方向朝向散热装置，所述喷头通过水泵与储水装置连通。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述电堆还包括阴极出口，所述燃料电池系统潜热系统还包括阴极分水器；
所述阴极出口与阴极分水器连通，所述阴极分水器包括出液口，所述阴极分水器的出液口与储水装置连通。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述阳极分水器的出液口通过阴极分水器与储水装置连通。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述燃料电池系统潜热系统还包括汽液两相流分水器，所述阴极分水器还包括排气端，所述阴极分水器的排气端与汽液两相流分水器连通，所述汽液两相流分水器包括出液口，所述汽液两相流分水器的出液口与储水装置连通。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述阴极分水器的排气端与汽液两相流分水器之间通过消声器连通。
6.根据权利要求2所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述阳极分水器与阴极分水器之间通过第一排水阀连通。
7.根据权利要求1所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述储水装置的底部设置有第二排水阀，顶部上设置有排气孔。
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统潜热系统，其特征在于，所述水泵与喷头之间设置有流量计。
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