[实用新型]氢燃料电池余热梯级回收的电-热联合采暖系统

说明书

一种氢燃料电池余热梯级回收的电‑热联合采暖系统，包含氢燃料电池、一级换热单元、中温热水箱、二级换热单元、低温热水箱、电采暖单元和三通阀。所述的氢燃料电池的电输出接口与电采暖设备输入接口连接；氢燃料电池的高温烟气输出接口与一级换热单元输入接口连接；三通阀的三个端口分别与一级换热单元热水输出接口、中温热水箱输入接口及二级换热单元输入接口连接；二级换热单元输出接口与低温热水箱输入接口连接；低温热水箱输出接口与低温热负荷连接；冷水箱的输出接口与一级换热单元的输入接口连接。本实用新型通过氢燃料电池发电与两级换热器梯级回收氢燃料电池余热，实现电‑热联合采暖。

技术领域

本实用新型涉及一种氢燃料电池余热梯级回收的电-热联合采暖系统。

背景技术

电采暖技术是将电能直接转换为热能，或是通过热媒介质在采暖管道中循环来满足供暖需求的技术。与传统锅炉供热的方式相比，电采暖具有无噪音、无污染等优点。氢气因其本质清洁被认为是未来终极能源之一，氢燃料电池发电是氢气转化利用的主要方式，然而目前氢燃料电池多应用于汽车、航天等交通领域，未涉及民用领域，且燃料电池发电过程余热回收方式单一，氢气能量转化利用效率低。

实用新型内容

针对氢燃料电池发电过程余热回收方式单一，氢气能量转化利用效率低等问题，本实用新型提出一种氢燃料电池余热梯级回收的电-热联合采暖系统。本实用新型包括氢燃料电池、一级换热单元、二级换热单元、中温热水箱、低温热水箱、冷水箱、电采暖单元、三通阀和冷水调节阀。所述的氢燃料电池的电输出接口O11通过电缆e1与电采暖设备电源输入接口I61连接；氢燃料电池的烟气输出接口O12通过高温烟气管道L1与一级换热单元的热输入接口I21连接；一级换热单元的热水输出接口O21通过热水管道L2与三通阀的第一通道f1连接；三通阀的第二通道f2通过热水管道L3与中温热水箱的输入接口I31连接；三通阀的第三通道f3通过热水管道L4与二级换热单元的输入接口I41连接；二级换热单元的热水输出接口O41通过热水管道L5与低温热水箱的热水输入接口I51连接；低温热水箱的热水输出接口O51通过管道L6与低温热负荷的输入口连接；冷水箱的输出接口O71通过管道L7与一级换热单元的冷水输入接口I22连接。

所述的氢燃料电池包含电池堆本体、氢气输入接口I11、空气输入接口I12、电输出接口O11和烟气输出接口O12，其中氢气输入接口I11与空气输入接口I12位于电池堆本体的侧面S11，电能输出接口O11与烟气输出接口O12分别位于电池堆本体的侧面S12与侧面S13。

一级换热单元包含绝热材料制作的箱体、两个换热器H1、H2、烟气输入接口I21、冷水输入接口I22、管道l1，以及热水输出接口O21。其中换热器H1与H2并列放置于箱体内，管道l1垂直放置于箱体内，管道l1的上端ls与热水输出接口O21连接，管道l1的下端lx与冷水输入接口I22连接，烟气输入接口I21与冷水输入接口I22位于一级换热箱体的侧面S21，热水输出接口O21位于一级换热箱体的侧面S22。

中温热水箱包含保温材料制作的箱体、热水输入接口I31与热水输出接口O31。其中热水输入接口I31位于箱体的侧面S31，热水输出接口O31位于箱体的侧面S32。

二级换热单元包含散热材料制作的箱体，热水输入接口I41与热水输出接口O41。其中热水输入接口I41位于箱体的侧面S41，热水输出接口O41位于箱体的另一侧面S42。

低温热水箱包含保热材料制作的箱体、热水输入接口I51与热水输出接口O51。其中热水输入接口I51位于箱体的侧面S51，热水输出接口O51位于箱体的另一侧面S52。冷水箱包含箱体、冷水输入接口I71与冷水输入接口O71，冷水输入与输出接口I71分别位于箱体的侧面S71与另一侧面S72。

所述的氢燃料电池输入氢气，产生电能与高温烟气，其中，电能供给电采暖设备，高温烟气通过烟气输出接口O12、高温烟气管道L1输出送至一级换热单元，在一级换热单元内与管道l1内的冷水换热，热水从热水输出接口O21输出，实现第一级换热。