[实用新型]一种基于燃料电池和热泵耦合的热电联供系统

说明书

本实用新型涉及建筑供能技术领域，具体涉及了一种基于燃料电池和热泵耦合的热电联供系统。包括水循环系统、燃料电池系统、尾气收集系统、热泵系统、水箱以及用户用水系统；所述水循环系统，用于提供冷却水，通过冷却水换热对燃料电池系统发电过程产生的热能进行吸收，得到热水；水箱分别连通水循环系统和用户用水系统；所述尾气收集系统分别与燃料电池系统的尾气出口以及热泵系统连通，用于收集燃料电池系统产生的尾气，将尾气通入热泵系统；所述热泵系统还与水箱连通，用于加热水并将加热后的热水通入水箱，以及对水箱中的热水进行加热。能够提高燃料电池系统的热回收率，提高供热效率。

技术领域

本实用新型涉及建筑供能技术领域，具体涉及了一种基于燃料电池和热泵耦合的热电联供系统。

背景技术

目前氢燃料电池被认为在建筑供能领域最具前景，氢气通过燃料电池会产生电能和热能，热能可以通过水进行回收，作为生活热水进行供应，然而由于燃料电池的尾气以及相关电气元件会带走部分热量，使得燃料电池热却无法做到全部回收，导致目前燃料电池热回收效率降低。

建筑供能的另一种设备为热泵，目前已经得到普及，但是在冬天热泵效率较低，当室外温度降低到-10℃的时候，热泵除霜能力减弱，使用不当还可能冻坏管道和设备，也无法在没有电的情况下运行。因此如何提高燃料电池热回收率，提高供热系统供热效率是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于燃料电池和热泵耦合的热电联供系统，能够提高燃料电池系统的热回收率，提高供热效率。

本实用新型提供的基础方案：一种基于燃料电池和热泵耦合的热电联供系统，包括水循环系统、燃料电池系统、尾气收集系统、热泵系统、水箱以及用户用水系统；

所述水循环系统，用于提供冷却水，通过冷却水换热对燃料电池系统发电过程产生的热能进行吸收，得到热水；

所述水箱分别连通水循环系统和用户用水系统；

所述尾气收集系统分别与燃料电池系统的尾气出口以及热泵系统连通，用于收集燃料电池系统产生的尾气，将尾气通入热泵系统；

所述热泵系统还与水箱连通，用于加热水并将加热后的热水通入水箱，以及对水箱中的热水进行加热。

本实用新型的原理及优点在于：燃料电池系统发电过程中会产生热能，利用水循环系统通过冷却水将燃料电池发电产生的热能进行回收，当吸收热能达到一定程度后，将吸收热能后的热水通入水箱供用户用水系统使用。同时，通过尾气收集系统收集燃料电池系统反应过程中产生的尾气，将尾气通入热泵系统，由于燃料电池系统产生的尾气温度较高，将其通入热泵系统，可提高热泵周边的环境温度，在冬季达到吹霜的目的，使热泵效率系统提高，由热泵系统对冷水进行加热，以及对水箱中降温的热水进行再加热，保证水箱中的热水水温稳定在一个较为合适的温度范围内。

本方案中，从两个方面对燃料电池系统产生的热能进行回收利用，一是利用水循环系统的冷却水换热吸收燃料电池系统发电过程中产生的热能，二是收集燃料电池系统产生的尾气，将尾气的热能用于热泵系统。在冬季时，燃料电池不受温度影响，在发电的同时进行发热，并且与热泵系统配合，弥补热泵供热不足的情况，同时通过尾气的温度提高热泵周围的环境温度，从两个方便提高整个系统的热效率，充分利用燃料电池系统发电过程中产生的热能。并且还可以由燃料电池系统提供电源，确保在停电或电力异常的情况下热泵系统能够运行。

进一步，所述水循环系统包括进水管路、出水管路、循环管路、输出管路以及换热器；

所述换热器包括自来水侧，所述自来水侧包括进水口、出水口和自动排气阀；

所述进水管路的一端连通自来水，进水管路的另一端连通自来水侧的进水口，所述出水管路的一端连通自来水侧的出水口，出水管路的另一端分别连通循环管路和输出管路，所述循环管路的另一端连通进水管路，所述输出管路的另一端连通水箱。