[发明专利]一种燃料电池反应气体的温湿度控制系统

说明书

本发明提供一种燃料电池反应气体的温湿度控制系统，待控制气体划分为两路，第一管路的出气口连接加湿罐的第一进气口；第二管路的出气口连接加湿罐的第二进气口；加湿罐包含水、曝气石；控制加湿罐内水的温度达到预设温度值；第一进气口通过管道与曝气石连接，曝气石将气体打成小气泡，并从水中排出，以使得从水中排出气体的温度达到预设温度值，湿度达到第二湿度；加湿罐的第二进气口和第二出气口通过浸没在加湿罐内水中的管道连接，从第二出气口流出气体的湿度不变，温度达到预设温度值；将从两个出气口排出的两路气体混合，控制第一管路气体流量和第二管路气体流量的比例控制混合后的气体的湿度。本发明实现对气体湿度和温度同时简单有效控制。

技术领域

本发明属于燃料电池反应气体温湿度控制领域，更具体地，涉及一种燃料电池反应气体的温湿度控制系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池作为一种清洁新能源，具有能量转换效率高、无污染、零排放等优点，有广泛的发展前景。而在燃料电池的设计与测试过程中，需要模拟各种环境与运行条件下的工作状况，调整反应气体的流量、压力、温度、湿度等参数，验证其在各种情况下的性能与可靠性。

专利CN201821999866.8公开了一种大功率测试平台气体温湿度调控系统，具体包括反应气进气管路、增湿器出气管路、增湿水循环管路和补水管路，使用鼓泡与喷淋两种方式进行增湿，通过控制加湿水的温度来控制输出气体的湿度，该系统动态响应慢，未考虑到温度对气体相对湿度的影响，难以完成预期响应速度的湿度控制效果。

专利CN201910721836.3公开了一种气体温度湿度可控的流量控制设备，包括控制设备本体、控制模块、加湿调节通道、干燥调节通道、温度调节装置、加湿器、干燥器和温湿度传感器，该实验新型将干湿两气道分开来进行控温、干燥与加湿，结构繁琐，且在温度控制后才进行加湿，无法保证温度控制的效果，并可能在管道中产生冷凝，影响气体流量的控制效果。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种燃料电池反应气体的温湿度控制系统，旨在解决现有燃料电池反应气体的温湿度控制系统复杂，且控制效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃料电池反应气体的温湿度控制系统，包括：进气管路、第一管路、第二管路、加湿罐以及输出管路；

待控制气体进入所述进气管路，被划分为两路气体，分别流入所述第一管路和第二管路；所述待控制气体的湿度为第一湿度；

所述第一管路的出气口连接所述加湿罐的第一进气口；所述第一管路不对气体进行处理；

所述第二管路的出气口连接所述加湿罐的第二进气口；第一管路气体流量和第二管路气体流量的比例可调；所述第二管路不对气体进行处理；或者所述第二管路对气体进行干燥处理，以降低第二管路气体的湿度；

所述加湿罐包含：水、曝气石、换热管以及温度控制装置；所述曝气石淹没于水内，所述水的体积小于加湿罐的体积；所述温度控制装置用于控制加湿罐内水的温度，使得水的温度达到预设温度值；所述第一进气口通过密闭管道与曝气石连接，所述曝气石将从第一进气口流入加湿罐的气体打成小气泡，并从水中排出，以使得从水中排出气体的温度达到所述预设温度值，湿度达到第二湿度；所述第二湿度大于第一湿度；

所述加湿罐的第一出气口位于加湿罐的顶部，不被加湿罐内的水淹没；从加湿罐水中排出的气体从所述第一出气口排出；所述加湿罐的第二进气口和第二出气口通过浸没在加湿罐内水中的所述换热管连接，流经所述换热管的气体与加湿罐内的水进行热交换，使得从第二出气口流出气体的湿度与第二官道气体的湿度保持一致，温度达到所述预设温度值；

所述输出管路连接所述加湿罐的第一出气口和第二出气口，将从第一出气口和第二出气口排出的两路不同湿度的气体混合并输出，并通过控制第一管路气体和第二管路气体的流量比例以控制混合后气体的湿度。

在一个可选的实施例中，所述进气管路包括：进气开关阀和第一三通阀；