[发明专利]一种加热与制冷流动液体的装置

说明书

技术领域

本发明一种加热与制冷流动液体的装置属于温度控制系统领域，特别涉及的是应用于快速加热与制冷流动液体温度的装置。

背景技术

直接液体燃料电池是一种直接将储存在液体燃料和氧化剂中的化学能高效、无污染地转化为电能的发电装置。它以其高效、环保、能量密度高、储存携带方便等突出优点，被认为是便携式电子设备的理想电源，受到越来越广泛的重视。

燃料电池技术正处于研发阶段，影响直接液体燃料电池实用化的因素主要有：性能价格比低，长期工作的可靠性和稳定性不理想。电池性能和寿命的影响因素，除了电池的膜电极材料与制备工艺、电池结构设计和组装工艺以外，运行条件如温度和流量都会对电池的性能和寿命产生显著影响。电池运行温度影响催化剂活性、膜的湿化、电池内部的传质以及电池的热平衡。液体燃料过高的温度影响电池寿命甚至损坏电池，过低的温度则严重影响电池的性能。直接液体燃料的流量影响电池内部的传质，流量过小会导致阳极燃料供给不足，引起电池的浓差极化；而流量过大又会增加阳极燃料从阳极到阴极的窜流，同时冷却催化剂表面温度从而降低催化剂活性，降低燃料电池的性能。在燃料电池的运行过程中，不同工况下温度和流量对电池的性能影响不同。因此，在研究温度和流量等运行参数对电池性能和寿命影响的过程中，需要控制液体燃料的温度和流量。

目前，液体加热器有多种形式，但多数是用于静止液体的加热装置。中国专利ZL200520109719.5介绍了一种在液体流动时进行加热的加热器，采用若干个电加热体加热石英管内的液体。包括一个筒状耐热管和多个电加热体。其中石英耐热管内部设有数个独立空间的加热体容腔，每个加热体容腔内的液体流道均与相邻加热体容腔内的液体流道相通。并且在每个加热体容腔内设有电加热体。当液体流经石英管内部的流道时被电加热体加热，设定温度的液体从导出管流出。整个加热器里被加热流体的腔体体积较大，若增加供应给电加热体的电力，则在设置预定温度之后需要一段较长时间才能稳定的输出设定温度的液体。当设定温度调低之后同样需要较长时间才能稳定输出调整后温度的液体。美国专利US5381510公开了另一种形式的流动液体加热器。其具有一个带有蛇形流场结构的平板，平板的一端留有蛇形流场的入口，另一端留有出口。平板的上、下表面紧密附有易于导热的柔性铝箔，用于导热和隔断相邻流道间的串流，每个铝箔的外部为加热板。加热板通过铝箔对流经平板上蛇形流场的流体进行加热。但是蛇形流场的尺寸太大影响加热效果，尺寸太小则增加流场加工难度，而且平板和铝箔的密封比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，提供一种加热与制冷流动液体的装置，在相邻加热板的接触面上铣出回形凹槽，两层凹槽在中间加热板的通孔处连通，金属软管内嵌于凹槽中作为流动液体的通道。双层回形通道大大增加了流体在加热装置中的流动时间，有利于充分传热。采用半导体制冷片通过加热板间接给流动液体加热或制冷，液体加热或制冷快速均匀，可以很快跟踪设定的流动液体温度。