[实用新型]氢能和太阳能互补的热泵系统

权利要求书

1.氢能和太阳能互补的热泵系统，包括质子交换膜燃料电池电堆、蒸发器、散热水箱、第一水泵、压缩机、冷凝器、膨胀阀、太阳能集热器、热水储箱和第二水泵，其特征在于，所述蒸发器包括第一流道和第二流道，所述第一流道为无相变散热流道，所述第二流道为蒸发流道，所述冷凝器包括冷凝流道和吸热流道，所述第一流道依次连接散热水箱、第一水泵、质子交换膜燃料电池电堆构成燃料电池冷却水回路，所述第二流道依次连接压缩机、冷凝流道、膨胀阀构成热泵循环回路，所述吸热流道依次连接热水储箱和第二水泵构成第一热水循环回路，所述太阳能集热器依次连接热水储箱和第二水泵构成第二热水循环回路，所述第二水泵和太阳能集热器间设有第一阀，所述吸热流道和第二水泵间设有第二阀，通过控制所述第一阀和第二阀的打开和关闭，使所述第一热水循环回路或第二热水循环回路开始工作。

2.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述第一水泵将散热水箱中的冷却水泵入质子交换膜燃料电池电堆中，所述冷却水带走质子交换膜燃料电池电堆中的反应热，所述冷却水的温度升高，并流入第一流道，所述冷却水的热量在第一流道中被所述第二流道的吸热介质吸收，所述冷却水的温度降低，并流回散热水箱，所述冷却水在散热水箱中进一步散热，所述冷却水的温度进一步降低至能够再次冷却质子交换膜燃料电池电堆。

3.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述压缩机将冷媒气体压缩为高温高压的冷媒气体，并流进冷凝流道，所述高温高压的冷媒气体在所述冷凝流道中向吸热流道放热，并冷凝为高温高压的液体，所述高温高压的液体经膨胀阀变为低温低压的气液混合物，所述低温低压的气液混合物流入第二流道，所述低温低压的气液混合物就是第二流道中的吸热介质，所述低温低压的气液混合物在第二流道中吸收热量蒸发为冷媒气体。

4.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述第二阀打开，所述第一阀关闭，所述第二水泵将水从热水储箱的底部泵入吸热流道，并在吸热流道内吸收冷凝流道中高温高压的冷媒气体的放热，水温升高，再流回热水储箱的顶部，所述第二水泵再将水从热水储箱的底部泵入吸热流道直至整个热水储箱中的水均被加热。

5.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述第二阀关闭，所述第一阀打开时，第二水泵将水从热水储箱的底部泵入太阳能集热器，并在太阳能集热器内吸收太阳能，水温升高，再流回热水储箱的顶部，所述第二水泵再将水从热水储箱的底部泵入太阳能集热器直至整个热水储箱中的水均被加热。

6.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述第二阀和第一阀均打开时，第二水泵将水从热水储箱的底部泵入太阳能集热器和吸热流道，从热水储箱中泵出的水在太阳能集热器内吸收太阳能，并在吸热流道内吸收冷凝流道中高温高压的冷媒气体的放热，水温升高，再流回热水储箱的顶部，所述第二水泵再将水从热水储箱的底部泵入太阳能集热器和吸热流道直至整个热水储箱中的水均被加热。

7.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述散热水箱的外侧设有散热风扇，所述散热水箱连通膨胀水箱，所述膨胀水箱为散热水箱供应冷却水并提供水温变化时所需的体积膨胀空间，所述散热风扇加速散热水箱外部空气的对流，进而加速所述散热水箱的散热。

8.根据权利要求1所述的氢能和太阳能互补的热泵系统，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池电堆连接一直流-直流变换器，所述质子交换膜燃料电池电堆上设有氢气入口、氢气出口、空气入口和空气出口，所述空气和氢气分别经空气入口和氢气入口进入质子交换膜燃料电池电堆，所述氢气和空气中的氧气在所述质子交换膜燃料电池电堆中反应产生直流电，所述直流电通过所述直流-直流变换器转换为稳定直流电。