[实用新型]一种便携式铝-空燃料电池和热泵耦合循环制热系统

说明书

本实用新型提供一种便携式铝‑空燃料电池和热泵耦合循环制热系统，其特征在于：包括铝‑空燃料电池循环系统和热泵系统；所述热泵系统包括压缩机、冷凝器、风扇、节流阀和蒸发器；所述铝‑空燃料电池循环系统包括铝‑空燃料电池模组、蒸发器和水泵；所述压缩机的出口与冷凝器的进口连接；冷凝器的出口经过节流阀与蒸发器的制冷工质管道进口连接。本实用新型由铝‑空燃料电池产生的热能作为与热泵耦合供热的热源，将铝和空气作为电池材料，无污染可回收循环且稳定可靠，对环境十分友好，对节能减排具有很大的益处。铝金属比能量大，质量轻，为其便携性提供了很好的条件。

技术领域

本实用新型涉及适用于铝空燃料电池与热泵系统耦合供热研究领域，具体涉及一种铝空燃料电池和热泵耦合循环制热系统。

背景技术

铝-空气燃料电池是一种以铝合金为负极，碱性或中性水溶液为电解液、空气电极为正极的化学电源。其最大的特点是能量密度大、重量轻，单位能量密度可以达到300-600Wh/kg，可作为高能量的便携式电源。同时，铝-空燃料电池具有成本低廉、安全性高和绿色环保等优点，是未来电池发展的一大趋势。但铝-空燃料电池在使用过程中会释放巨大的热量，导致电池过热而发生热失控，是目前阻碍其广泛应用的主要原因。

因此，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型提出了一种铝-空燃料电池与热泵系统相结合的装置，利用热泵系统吸收铝-空燃料电池工作过程中产生的热量，既确保电池的稳定运行，又能有效利用其产生的废热，同时，铝-空燃料电池可为热泵系统提供电能，确保系统的正常运转。该装置为如何利用铝-空燃料电池使用过程中释放的热量提供了新的解决方案。

本实用新型提供一种便携式铝-空燃料电池和热泵耦合循环制热系统，包括铝-空燃料电池循环系统和热泵系统；

所述热泵系统包括压缩机、冷凝器、风扇、节流阀和蒸发器；

所述铝-空燃料电池循环系统包括铝-空燃料电池模组、蒸发器和水泵；

所述压缩机的出口与冷凝器的进口连接；冷凝器的出口经过节流阀与蒸发器的制冷工质管道进口连接；蒸发器的制冷工质出口与压缩机的进口连接；

所述冷凝器上设置有风扇；

所述铝-空燃料电池模组的出口与水泵进口连接，水泵出口与蒸发器的换热介质管道进口连接，蒸发器的管道出口与铝-空燃料电池模组的进口连接，

所述铝-空燃料电池模组的电极分别与压缩机和风扇连接。

作为对本实用新型一种便携式铝-空燃料电池和热泵耦合循环制热系统的改进：

所述热泵系统中的工质是制冷剂，铝-空燃料电池循环系统中的工质是电解液。

作为对本实用新型一种便携式铝-空燃料电池和热泵耦合循环制热系统的改进：

所述制冷剂为R134a；所述电解液为盐溶液或碱溶液。

作为对本实用新型一种便携式铝-空燃料电池和热泵耦合循环制热系统的改进：

所述蒸发器为板式换热器。

本实用新型一种便携式铝-空燃料电池和热泵耦合循环制热系统的技术优势为：

热泵系统是利用逆卡诺循环原理，从低温热源进行吸热，并向高温热源进行放热，实现低品位热能向高品位热能的转换。在该装置中，热泵将以电池放电产生的废热为低温热源从中吸取热量，由冷凝器将热量带至室内，达到室内取暖目的。此系统中热泵在工作时，需要对风扇和压缩机进行供电，该电能由铝-空燃料电池提供。同时，热泵将电池放电产生的有害热量带走，确保铝-空燃料电池能够持续稳定工作，故而两个系统相辅相成。