[发明专利]燃料电池热电联供系统及装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池热电联供系统及装置，该系统包括：氢燃料电池电堆、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统、储热子系统；所述冷却子系统包括水冷装置，所述水冷装置包括壳体和设于所述壳体内部的冷却管，所述冷却管与所述壳体之间形成冷却通道；所述储热子系统包括：承压水箱和循环水泵，所述承压水箱连通于所述冷却通道，所述循环水泵使得所述承压水箱和所述冷却通道之间形成水循环。该燃料电池热电联供系统及装置利用储热子系统接收并储存了冷却子系统从空气子系统和氢燃料电池电堆获得的热量，从而对燃料电池反应产生的热量进行了有效收集和利用，减少了碳排放。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池热电联供系统及装置。

背景技术

以燃料电池为核心的分布式热电联供系统(简称：CHP)，系统利用氢燃料电池技术产生放电反应，同时实现反应余热的梯级利用，为工业园区、商业中心、数据中心、办公楼、社区设施、住宅等提供热力和电力的联合供应服务。

据国际能源署统计，加热需求约占全球能源相关二氧化碳排放量的30％，并且其中一半需求用于建筑物。

日本在燃料电池CHP系统方面走在世界前列，其推出以燃料电池为核心的CHP系统已基本实现商业化应用，目前日本部署的燃料电池CHP系统已达数万套，形成了完整的家用燃料电池系统产业链，成功为各国展示了一条清晰的发展路线。日本政府在产品购买补贴与基础研究方面投入力度也很大，行业标准化更是保证了燃料电池热电联供系统商业化的安全稳步推进。

我国对燃料电池相关的基础科学研究始于上世纪90年代，并取得了一定的成果，但产品性能与国际先进水平相比还有较大差距。

针对目前市场上燃料电池CHP系统发展缓慢，技术落后的现状，提供一种功能全面、集成度较高的燃料电池热电联供装置，实现对用电及供热市场需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种燃料电池热电联供系统及装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种燃料电池热电联供系统，其包括：氢燃料电池电堆、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统、储热子系统；

所述空气子系统连接于所述氢燃料电池电堆，并用于为所述氢燃料电池电堆供应空气，所述氢气子系统连接于所述氢燃料电池电堆，并用于为所述氢气子系统供应氢气，所述冷却子系统用于为所述氢气子系统提供热量以及冷却所述氢燃料电池电堆和所述空气子系统；

所述冷却子系统包括水冷装置，所述水冷装置包括壳体和设于所述壳体内部的冷却管，所述冷却管与所述壳体之间形成冷却通道；

所述储热子系统包括：承压水箱和循环水泵，所述承压水箱连通于所述冷却通道，所述循环水泵使得所述承压水箱和所述冷却通道之间形成水循环。

优选地，所述储热子系统还包括补水管路，所述补水管路连接于所述水循环，所述承压水箱设有出水阀。

优选地，所述冷却子系统还包括辅助冷却装置和控制阀，所述控制阀用于将所述冷却子系统中的冷却液在所述水冷装置和所述辅助冷却装置之间切换。

优选地，所述燃料电池热电联供系统还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制阀电连接，所述温度传感器用于检测流出所述氢燃料电池电堆的冷却液的温度，并所述控制阀根据所述温度传感器的检测结果进行切换。

优选地，如果所述温度传感器检测到流出所述氢燃料电池电堆的冷却液的温度超过预定值，则所述控制阀进行切换以使得所述冷却子系统中的冷却液流入所述辅助冷却装置。

优选地，所述控制阀为电动三通阀。

优选地，所述辅助冷却装置为风冷装置。