[实用新型]一种氢储能系统中的热控制系统及应用

说明书

技术领域

本实用新型属于能量转化与储能技术领域，具体涉及一种热量利用率高、氢储能系统稳定的氢储能系统中的热控制系统。

背景技术

氢能作为一种清洁、高效、可持续能源，受到了广泛关注。其可作为可再生能源消纳的载体，从可再生能源到氢气再通过氢发电子系统发电，即氢储能。该氢储能具有如下诸多优点：1)氢储能系统电解水过程是绿色能源到绿色能源的循环，具有可持续性；2)储能密度高，可达13000Wh/kg以上，约为锂电池的100倍；3)寿命长，适合长时间存储，无自放电。

现有技术中，中国专利文献CN 102534646 A公开了风力发电制氢储能供氢和后备发电装置。该技术以风能作为基础能源，利用风力发电机发电，将多余电能通过中高压电解水制氢机生产中高压氢气，再将氢气充入可承受同样压强的储氢罐内，必要时，可将储存罐内的氢气作为反向能源，通过氢发电装置转换为电能。

上述技术的实施，风能实现了从基础发电到制氢的二次利用，并在此基础上兼顾了氢气的反向利用，具有了氢气再次转化电能的可行性，从而一方面在风力发电系统中省去了原本所必须的耗资最多的蓄电池系统，另一方面在实现全天候后备发电的同时，还能额外提供用户急需的燃料氢气。

在上述技术实施时，中高压电解水制氢、储氢罐储氢、氢气发电均会释放热量，而在储氢罐释放氢气时则需要外界供热，但是上述技术并未对 释放的热量加以有效利用，更未从氢储能系统角度去综合利用制氢、储氢和氢发电各子系统释放的热量，导致整个氢储能系统热量利用率低，同时上述技术也不能根据燃料电池的出口冷却液的温度分级选择冷却循环回路进行能量回收，能量转化效率还不甚理想。

发明内容

为此，本实用新型所要解决的是现有技术中并未有从氢储能系统角度去综合利用制氢、储氢和氢发电各子系统释放的热量，导致整个氢储能系统热量利用率低，以及不能根据燃料电池的出口冷却液的温度分级选择冷却循环回路进行能量回收，能量转化效率低的缺陷，进而提供一种热量利用率高、氢储能系统稳定的氢储能系统中的热控制系统及应用。

为此，本实用新型提供如下技术方案：

一种氢储能系统中的热控制系统，包括顺次连接的制氢装置(1)、储氢装置(2)和氢发电装置(3)，其特征在于，还包括，

第一冷介质循环装置，用于提供第一冷介质及回收吸热后的第一冷介质，所述第一冷介质循环装置与所述制氢装置(1)相连接；

第二冷介质循环装置，用于提供第二冷介质及回收吸热后的第二冷介质，所述第二冷介质循环装置与所述氢发电装置(3)相连接；

第三冷介质循环装置，用于提供第三冷介质及回收吸热后的第三冷介质，所述第三冷介质循环装置与所述储氢装置(2)相连接；

所述第二冷介质循环装置包括并联设置的第一循环回路和第二循环回路，所述第一循环回路上设置有热源液体冷却装置；所述第二循环回路上设置有第二换热器。

所述第二冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第二储液箱(5)、所述氢发电装置(3)、冷却循环回路组成的闭合回路；所述氢发电装置(3)与所述第二储液箱(5)中的第二冷介质发生热交换。

所述第一冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的第一储液箱(4)、第一换热器(6)、第四循环泵(11)、及第一循环泵(8)组成的闭合回路，所述制氢装置(1)与所述第一换热器(6)连接，以使所述制氢装置(1)中的电解质通过第五循环泵(12)与所述第一储液箱(4)中的第一冷介质在所述第一换热器(6)内发生热交换。

所述第三冷介质循环装置为由至少包括顺次连接的所述第一储液箱(4)、第三储液箱(26)、第三循环泵(10)及第一循环泵(8)组成的闭合回路，在储氢过程中所述储氢装置(2)与所述第三储液箱(26)中的第三冷介质发生热交换，在释氢过程中所述储氢装置(2)与所述第一储液箱(4)中的吸热后的第一冷介质和/或第三冷介质发生热交换。

所述换热装置为第二换热器(7)，所述第一储液箱(4)还与所述第二换热器(7)相连用于接收所述第二换热器(7)导出热量；所述热源液体冷却装置为去离子柱。

所述第二冷介质循环装置还包括与所述第二换热器(7)相连接的散热器(17)。

所述第二冷介质循环装置还包括回路选择装置，用于控制流出所述氢发电装置的冷却液进入第一循环回路或第二循环回路，所述回路选择装置为节温器。