[发明专利]一种燃料电池热电联供系统

说明书

本发明涉及一种燃料电池热电联供系统，该系统包括燃料电池电堆(41)、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统、余热回收子系统、电力子系统和辅助冷却子系统，所述的空气子系统、氢气子系统用于向燃料电池电堆(41)供应氧气和氢气，所述的冷却子系统用于与燃料电池电堆(41)进行冷热循环，所述的余热回收子系统连接冷却子系统，所述的余热回收子系统将燃料电池电堆(41)输出的热量进行存储和对外供热，所述的电力子系统连接燃料电池电堆(41)的电能输出端，所述的辅助冷却子系统连接电力子系统用于对电力子系统中的电器件进行降温。与现有技术相比，本发明系统功能丰富，具备储能和并网/离网多种模式。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池热电联供系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池是以氢气为燃料，以空气中的氧气为氧化剂的电化学发电装置。由于其无污染，能量转换率高和响应速度快等优点，被认为是最清洁和高效的新能源发电装置。

燃料电池热电联供系统是燃料电池固定式应用的一种，将燃料电池发出的电力和工作产生的热量结合利用，系统的综合能源利用效率可以超过90％。

在现有能源背景下氢能和燃料电池的应用场景需要持续扩展，以丰富能源体系。燃料电池热电联供可以用作小型独立和集中住宅、独立商户等一般民用场景提供电能和热能。同时通过匹配合适的逆变器可离网为其他偏远地区、孤岛、户外设备提供电能和热能。

现有的燃料电池热电联供系统的实际应用功能设计比较单一，并不具备储能和并网/离网多种模式。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池热电联供系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池热电联供系统，该系统包括燃料电池电堆、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统、余热回收子系统、电力子系统和辅助冷却子系统，所述的空气子系统、氢气子系统用于向燃料电池电堆供应氧气和氢气，所述的冷却子系统用于与燃料电池电堆进行冷热循环，所述的余热回收子系统连接冷却子系统，所述的余热回收子系统将燃料电池电堆输出的热量进行存储和对外供热，所述的电力子系统连接燃料电池电堆的电能输出端，所述的辅助冷却子系统连接电力子系统用于对电力子系统中的电器件进行降温。

优选地，所述的空气子系统包括依次连接的空气化学过滤器、空气流量计、空压机和增湿器，所述的增湿器连接燃料电池电堆的空气进出口，所述的增湿器连接用于调节电堆内空气压力的背压阀。

优选地，所述的氢气子系统包括供氢模块，所述的供氢模块输入端通过进氢电磁阀连接氢气入口，所述的供氢模块输出端连接燃料电池电堆的氢气入口，燃料电池电堆的氢气出口连接分水器，水分器的氢气分离出口通过氢气循环泵连接至供氢模块的输出端，水分器的液态水分离出口通过排氢阀将液态水排出系统，所述的供氢模块通过氢气入口是氢压传感器的变化控制氢气进入电堆的压力，分水器上设置液位传感器，控制排氢阀开启和关闭时长。

优选地，所述的冷却子系统包括用于将输入和输出燃料电池电堆的冷却液进行循环的水泵，所述的水泵输入端连接有补水水箱，所述的水泵的高温冷却液输出端通过电子三通阀连接余热回收子系统和主动降温子支路，所述的主动降温子支路的冷却液输出端连接燃料电池电堆的冷却液入口，所述的余热回收子系统的冷却液输出端也连接燃料电池电堆的冷却液入口。

优选地，所述的主动降温子支路包括散热器。

优选地，所述的余热回收子系统包括储热水箱，储热水箱内设有换热盘管，所述的换热管盘用于流通进行换热的冷却液，所述的储热水箱内还设有电加热器。