[发明专利]一种氢能驱动压缩式热泵系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种氢能驱动压缩式热泵系统及其工作方法，储氢罐中存储有氢气，且储氢罐与氢燃料电池氢气管路连接，氢燃料电池依次与逆变器和压缩机电连接；冷凝器内充有制冷剂，且冷凝器通过制冷剂循环管道依次连通膨胀阀、蒸发器和压缩机，且压缩机通过制冷剂循环管道与冷凝器连通，形成循环回路，冷凝器的换热接口连通有待加热热源，蒸发器的换热接口连通有待冷却热源。本发明公开了一种氢能驱动压缩式热泵系统及其工作方法，利用深度清洁能源氢能作为系统唯一能源供给，同时通过压缩式热泵将待冷却热源的能量转移给待加热热源，节能环保。

技术领域

本发明涉及利用清洁能源驱动压缩式热泵系统的技术领域，更具体的说是涉及一种氢能驱动压缩式热泵系统及其工作方法。

背景技术

现有技术中，压缩式热泵技术使用电驱动、蒸汽驱动、燃气驱动等方式驱动压缩机，这些能源驱动方式因分布广效率高从而推广度较高，但是这些能源的使用，会造成一定程度的污染，并且传统化石资源不可再生，存在枯竭的危机。

同时，专利CN201910575839.0公开了“一种蓄能型高效空气源太阳能复合热泵热水器”，该方法使用太阳能解决传统热泵热水器在低温环境下制热时存在压缩比过大的问题，但是效率提升低，且增加设备复杂性，以及在制热过程中会导致一定程度的污染。

而氢能作为一种可再生清洁能源，已被国内外定义为未来能源，利用氢燃料电池驱动压缩机热泵技术不仅清洁环保无污染，化学能直接转变为电能，不受卡诺循环效率限制，发电效率高，同时氢能作为一种可再生能源，能源密度大，属于未来的发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氢能驱动压缩式热泵系统及其工作方法，通过将氢燃料电池、逆变器、压缩式热泵系统相结合，利用深度清洁能源氢能作为系统唯一能源供给，同时通过压缩式热泵将待冷却热源的能量转移给待加热热源，节能环保。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氢能驱动压缩式热泵系统，包括：储氢罐、氢燃料电池、逆变器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器：

所述储氢罐中存储有氢气，且所述储氢罐与所述氢燃料电池氢气管路连接，所述氢燃料电池依次与所述逆变器和所述压缩机电连接；

所述冷凝器内充有制冷剂，且所述冷凝器通过制冷剂循环管道依次连通所述膨胀阀、所述蒸发器和所述压缩机，且所述压缩机通过制冷剂循环管道与所述冷凝器连通，形成循环回路，所述冷凝器的换热接口连通有待加热热源，所述蒸发器的换热接口连通有待冷却热源。

本发明利用深度清洁能源氢能作为系统唯一能源供给，产生的废物仅为水，环保无污染；并且氢气属于可再生能源，发展氢能作为传统化石能源的替代品，实现节约能源的作用；

于此同时，本发明制冷剂从冷凝器中依次在膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器中循环流动，且制冷剂依次通过膨胀阀节流并降压、通过蒸发器与待冷却热源热交换并升温、通过压缩机加压以及通过冷凝器与待加热热源热交换并降温，从而本发明可以通过压缩式热泵将待冷却热源的能量转移给待加热热源，节能环保。

优选的，所述储氢罐中的氢气应严格遵照国家标准GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》中的要求，其中氢气纯度不得低于99.97％，非氢气体总量不得高于300μmol/mol。

优选的，所述储氢罐与所述氢燃料电池通过氢气循环泵连接，所述氢气循环泵将所述储氢罐中的氢气泵入至所述氢燃料电池中，所述氢燃料电池将氢气转换为直流电。

燃料电池发电属于化学能直接转变为电能，不受卡诺循环定论的限制，其发电效率一般在40～60％，发电效率较传统方式高；并且利用深度清洁能源氢能作为系统唯一能源供给，产生的废物仅为水，环保无污染；而且氢气属于可再生能源，发展氢能作为传统化石能源的替代品，实现节约能源的作用。