[发明专利]一种低温环境下稳定运行的燃料电池冷热电联供系统

说明书

本发明提供了一种低温环境下稳定运行的燃料电池冷热电联供系统，包括：燃料电池系统、散热系统、供热系统、备用电源系统、直流变频制冷系统和交流供电模块，当温度低时，燃料电池启动困难时，通过储存的热水进入到暖气片中，来对燃料电池周围进行供暖，使周围温度升高，当热水的温度达不到使，可以通过备用电源系统可以启动加热器，使燃料电池的周围温度提高，便于燃料电池的启动，通过散热系统可以检测燃料周围的温度，当温度较高时通过控制器增大散热器功率，提高散热效果，当温度较低使通过控制器减小散热器的功率，这样可以保证低温的环境下当外界温度变化时，保证燃料电池周围的温度保持在合适的范围，使燃料电池在低温的环境下稳定运行。

技术领域

本发明涉及能源供应技术领域，特别涉及一种低温环境下稳定运行的燃料电池冷热电联供系统。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将化学能直接转化为电能的发电装置，常用的燃料电池是质子交换膜燃料电池(PEMFC)。质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单和操作方便等优点，被公认为是电动汽车、固定式发电站等的首选能源，可以说质子交换膜燃料电池是目前最有发展前途的一种燃料电池。

通常的燃料电池在低温下会受到外界环境的变化导致运行不稳定，并且低温环境下燃料电池启动比较困难。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种低温环境下稳定运行的燃料电池冷热电联供系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种低温环境下稳定运行的燃料电池冷热电联供系统，包括：燃料电池系统、散热系统、供热系统、备用电源系统、直流变频制冷系统和交流供电模块，所述燃料电池系统，用于通过反应生成直流电为外界提供电源；所述散热系统，用于对反应过程产生的热量进行散热；所述供热系统，用于将反应过程中产生的热量对水进行加热供客户端使用；所述备用电源系统，用于低温条件下反应时提供热量；所述直流变频制冷系统，用对用户端输送冷气；所述交流供电模块，用于将直流电转换为交流电供用户端使用，并将对于的电输送至电网端。

作为改进，所述燃料电池系统包括：氢气供应回路、空气供应回路、燃料电池电堆和直流-直流变换器，所述氢气供应回路和所述空气供应回路均与所述燃料电池电堆连接，所述直流-直流变换器与所述燃料电池输出端连接，所述氢气供应回路，用于对反应提供氢气；所述空气供应回路，用于对反应提供空气；所述直流-直流变换器，用于将反应生成的直流电转换成稳定直流电。

作为改进，所述氢气供应回路包括：氢气发生器、单向阀、高压储氢容器和防爆电磁阀，所述氢气发生器、所述单向阀、所述高压储氢容器和所述防爆电磁阀依次进行连接，所述氢气发生器产生的氢气通过所述单向阀进入到所述高压储氢容器储存，然后通过所述防爆电磁阀进入到所述燃料电池电堆中。

作为改进，所述空气供应回路包括：空气滤芯器、空气压缩机，所述空气滤芯器与所述空气压缩机进行连接，空气经过所述空气滤芯器进入到所述空气压缩机中，然后加压后的空气进入到所述燃料电池电堆中。

作为改进，所述散热系统包括：散热器、控制器和温度传感器，所述散热器、所述控制器和所述温度传感器之间均为电性连接。

作为改进，所述供热系统包括：水冷换热器、电堆加热组、热水储存罐、冷水储存罐和控制阀，所述控制阀设置在所述热水储存罐和所述冷水储存罐之间的连通处，所述热水储存罐的内部同样设置有温度传感器，所述冷水存储装置和所述热水存储装置均与所述水冷换热器连接，分别用于传输冷水和接收转换后的热水，所述电堆加热组，用于对冷水进行加热。

作为改进，所述备用电源系统包括：低温聚合物锂电池和加热器，所述低温聚合物锂电池与所述加热器电性连接，所述低温聚合物锂电池与所述直流-直流变换器电性连接，通过所述直流-直流变换器的直流电对所述低温聚合物锂电池进行充电，然后通过所述低温聚合物锂电池对所述加热器进行供电。