[发明专利]一种充电供暖照明一体的应急能源系统

说明书

本发明提供了一种充电供暖照明一体的应急能源系统，包括燃料供给系统、制氢系统、发电系统、电力转换系统和余热利用系统，燃料供给系统包括燃料储箱和燃料泵，制氢系统包括燃料预热器、制氢模块、混合器和分流管路，制氢模块包括蒸汽重整器、催化燃烧室和钯管纯化器，钯管纯化器设有入口、氢气出口和废气出口，蒸汽重整器设置在催化燃烧室的外部，钯管纯化器设置在催化燃烧室的内部，发电系统包括质子交换膜燃料电池，电力转换系统包括功率调节器、蓄电池、充电接口和照明灯，余热利用系统包括散热器。本发明结构紧凑，可持续工作时间长，安静清洁，满足照明、供暖、充电多种能源形式的补给，在紧急情况下为家庭、医院等提供较长时间的应急能源。

技术领域

本发明属于应急能源技术领域，尤其是涉及一种充电供暖照明一体的应急能源系统。

背景技术

随着社会高度信息化的发展，人们对电能的依赖度越来越大。电力在现代社会为照明、供暖、充电等各种能源形式的需求提供了重要途径。一旦因故障、灾害等发生电力中断，将极大影响人类社会的正常生活。现有的可用于家庭的应急电源系统可持续供电时间较短，且大多仅可提供充电这一种功能，而在面对因灾害发生长期断电的情况下，其难以满足家庭对正常生存的需求。

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置，具有50％以上的效率，不受卡诺循环的限制，且工作安静，不排放污染气体。将其作为家庭在长期断电下提供应急电源的装置具有极大的匹配度。因此有必要设计一种小型化的充电供暖照明一体的应急能源系统。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种充电供暖照明一体的应急能源系统，解决在电力长期中断的情况下而带来能源需求紧缺的问题，充分利用产生的电能和尾气的能量，满足基本生存对光、热的需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种充电供暖照明一体的应急能源系统，包括燃料供给系统、制氢系统、发电系统、电力转换系统和余热利用系统，所述的燃料供给系统包括燃料储箱和燃料泵，所述的制氢系统包括燃料预热器、制氢模块、混合器和分流管路，所述的制氢模块包括蒸汽重整器、催化燃烧室和钯管纯化器，钯管纯化器设有入口、氢气出口和废气出口，所述的蒸汽重整器设置在催化燃烧室的外部，所述的钯管纯化器设置在催化燃烧室的内部，所述的发电系统包括质子交换膜燃料电池和燃料电池控制器，所述的电力转换系统包括功率调节器、蓄电池、充电接口和照明灯，所述余热利用系统包括散热器；

燃料储箱经燃料管路与燃料泵连接，燃料泵的出口与燃料预热器的入口连通，燃料预热器出口与蒸汽重整器的入口连通，蒸汽重整器的出口与钯管纯化器的入口连通，钯管纯化器的氢气出口经输氢管路与质子交换膜燃料电池的阳极连通，质子交换膜燃料电池的阴极与外部环境连通，质子交换膜燃料电池的阴极吸入环境中的空气，质子交换膜燃料电池的尾气出口及钯管纯化器的废气出口分别经管路与混合器连通，所述的混合器经分流管路与催化燃烧室的入口连通，催化燃烧室的出口与散热器连通；

所述质子交换膜燃料电池输出直流电，经功率调节器转换后为照明灯、蓄电池和充电接口供电。

进一步的，所述催化燃烧室和钯管纯化器均为圆柱体结构，所述催化燃烧室和钯管纯化器同轴布置，所述催化燃烧室包括相互连接的外套筒和内套筒，所述蒸汽重整器以螺旋管的形式缠绕于催化燃烧室的外套筒的外壁面上。

进一步的，所述蒸汽重整器的内径为毫米量级，在蒸汽重整器的内壁涂覆重整催化剂，蒸汽重整器的重整反应的热量来源于缠绕的催化燃烧室。

进一步的，所述钯管纯化器包括钯膜，钯管纯化器的工作的热量源于钯管纯化器外侧的催化燃烧室。