[发明专利]集成的热泵和燃料电池发电站

权利要求书

1.一种用于集成的热泵和燃料电池发电站的系统，包括：

多个燃料电池堆组件，所述多个燃料电池堆组件中的每个包括至少一个燃料电池，所述至少一个燃料电池被构造成基于电化学反应产生电力，所述燃料电池堆组件中的每个包括排出装置；

热泵，所述热泵包括蒸发器、冷凝器、压缩器和膨胀阀；以及

冷却剂回路，所述冷却剂回路在所述至少一个燃料电池之外，所述冷却剂回路具有第一部分，所述第一部分分别与所述排出装置相关联以使得来自所述排出装置的热量使所述第一部分中的冷却剂流体的温度提高，所述冷却剂回路具有在所述第一部分下游的第二部分，所述第一部分中的每个将冷却剂流体输送到所述第二部分中，所述第二部分与所述蒸发器相关联以使得来自所述第二部分中的冷却剂流体的热量使所述蒸发器的温度提高。

2.如权利要求1所述的系统，包括

与所述第二部分联接的旁通阀，所述旁通阀启动来引导所述第二部分中的冷却剂流体以便控制从所述第二部分到所述蒸发器的热量传递。

3.如权利要求1所述的系统，包括与所述排出装置相关联的排出物冷凝器，并且其中，所述冷却剂回路的第一部分被设置成以便来自所述排出物冷凝器的热量使所述第一部分中的冷却剂流体的温度提高。

4.如权利要求1所述的系统，包括

高等级热交换器，所述高等级热交换器与所述至少一个燃料电池相关联；以及

热量输送网络，所述热量输送网络在所述热泵的冷凝器的下游，所述热量输送网络引导被加热的流体至少部分地通过所述高等级热交换器。

5.如权利要求1所述的系统，其中

所述冷却剂回路包括第三部分，所述第三部分将冷却剂流体从所述第二部分向所述排出装置载送；并且

所述冷却剂回路包括至少一个热量扩散元件，所述至少一个热量扩散元件被设置成使所述第三部分中的冷却剂流体的温度降低。

6.如权利要求5所述的系统，其中

所述第一部分中的冷却剂流体的温度在40°与60℃之间；

在所述蒸发器上游的所述第二部分中的冷却剂流体的温度与所述第一部分中的冷却剂流体的温度相同；并且

在所述蒸发器下游的所述第二部分中的冷却剂流体的温度在20°与30℃之间。

7.一种用于根据权利要求1-6中任一项所述的系统的方法，包括：

从至少一个燃料电池中的电化学反应中产生电力，所述至少一个燃料电池包括排出装置；

从所述排出装置吸收热量来提高冷却剂流体的温度；

将所述冷却剂流体的至少一些引导到热泵的蒸发器，所述热泵包括所述蒸发器、冷凝器、压缩器和膨胀阀；以及

使用所述冷却剂流体提高所述热泵的蒸发器的温度。

8.如权利要求7所述的方法，包括

控制旁通阀以便控制所述冷却剂流体是否提高所述蒸发器的温度。

9.如权利要求7所述的方法，其中

存在与所述至少一个燃料电池相关联的高等级热交换器；并且

所述方法包括

引导来自所述热泵的冷凝器的被加热的流体至少部分地通过所述高等级热交换器。

10.如权利要求7所述的方法，其中

在所述排出装置和所述蒸发器之间流动的冷却剂流体的温度在40°与60℃之间；并且

在所述蒸发器和所述排出装置之间流动的冷却剂流体的温度在20°与30℃之间。