CN1929179A - 具备温度-湿度控制器的燃料电池 - Google Patents
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Abstract
一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其包含:燃料供应单元,其用于提供一定流速的燃料;电池组单元,其通过氧和所述的燃料供应单元所提供的燃料之间进行的电化学反应产生电能和热能;热交换器,其用于将所述的电池组单元生成的副产品分离成为以被再循环的气体和液体;以及温度-湿度控制器,其通过将所述的热交换器所分离出的气体引入室内区域来对室内的温度和湿度进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,更具体的,涉及一种具备温度-湿度控制器的,且其能够通过控制室内温度(加热)和湿度这两者来提高用户使用的便捷性的燃料电池。
背景技术
图1所示为现有技术的燃料电池的结构的示意图。
如图1所示,现有技术的燃料电池包括:燃料供应单元10,其用于提供一定量的燃料;重整器20,其通过从所述的燃料供应单元10接收燃料来产生一种包含热能和氢气的含氢混合气(hydrogen containinggas);电池组单元30,其通过独立提供的氧气和重整器20产生的氢气之间进行的电化学反应产生电能和热能;以及水槽(或者水箱)40,其通过使用电池组30产生的热能提供热水。
所述的重整器20包括:脱硫反应器21,其用于引入水和空气以及从燃料供应单元10所提供的燃料,进而去除燃料中所含的硫;蒸汽重整器22,其用于将燃料结合蒸汽进行反应;高温蒸汽反应器23,其用于将一氧化碳结合蒸汽进行反应;低温蒸汽反应器24,其用于将一氧化碳转化为二氧化碳;部分氧化反应器25,其用于将未氧化的一氧化碳转化成二氧化碳;反应炉26,其用于通过重整工艺和精炼氢工艺从所述的燃料中生成氢;以及燃烧器27,其通过被接触式连接于所述反应炉26来提供反应炉26所需的热能。
所述的电池组单元30是通过堆叠多个单元电池来实现的,并且其包括阳极31,电解质隔膜32,以及阴极33。
安装可使水槽40中的水通过其流入或流出的连接管线50,以便于连接所述电池组单元30的较低端部分和所述水槽40的较低端部分,进而能够通过使用由电池组单元30所生成的热能对容纳在水槽40中的水进行加热。通过将所述的连接管线50连接至所述的水槽40的较低端部分,根据水的对流性,相对较冷的水会置留在水槽40的较低侧,而相对较热的水会置留在水槽40的较高侧,从而减少了对水进行加热所用的时间。
所述的水槽40连接于锅炉60,其中加热后的水被引入该锅炉60,以便于加热室内区域和提供热水。
在根据具备如此构造的本发明的实施例的现有技术的燃料电池中,当所述的燃料供应单元10向所述的重整器20提供水和燃料(例如,甲醇,液化天然气,汽油,或者其他类似的燃料)时,在重整器20中混合进行蒸汽重整以及部分氧化,从而生成一种包含氢气,反应热,和水的含氢混合气。
在已接收所述的含氢混合气的电池组单元30中,氢气H2被供应到所述的阳极31的一侧以产生电化学氧化反应。然后,该氢气H2被离子化成为氢离子H+和电子e-进而被氧化。该离子化的氢离子H+经由所述的电解质隔膜32被移向所述的阴极33,该电子e-经由所述的电解质隔膜32被移向所述的阳极31,因此产生电能和热能。
由所述的电池组单元30所产生的电被转换成交流电进而被提供至每个房屋。从该电池组单元30所产生的热被用于对水槽40中的水进行加热。被加热的水流入所述的锅炉60被用于加热室内区域或者被用于向室内区域提供热水。
然而,对于现有技术的燃料电池,虽然可以通过将水槽40中的被加热后的水提供至锅炉60从而控制室内温度,但是却未提供用于控制室内湿度的分立的设备。因此,当增加室内温度而使室内空气变干燥时需要一种分立的家用电器诸如加湿器。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其能够通过控制室内温度(加热)和湿度这两者改善用户使用的便捷性。
为实现这些和其他优点,并根据本发明的目的,如在此所具体实施和广泛描述的,提供一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其包括:燃料供应单元,其用于提供一定流速的燃料;电池组单元,其通过氧和从所述的燃料供应单元所提供的燃料两者之间所进行的电化学反应,生成电能和热能;热交换器,其用于将电池组单元生成的副产品分离成为以被再循环的气体和液体;以及温度-湿度控制器,其通过将热交换器所分离的气体引入室内区域以对室内区域的温度和湿度进行控制。
本发明的前述的以及其他的目的,特性,方面和优点,通过本发明如下的详细说明并结合附图,将更容易了解。
附图说明
各附图被包含用于提供对本发明的进一步地理解,其被包含并构成本说明书的一部分,描述本发明的实施例,并结合说明部分共同用于解释本发明的原理。
在附图中:
图1所示为现有技术的燃料电池的结构的示意图;
图2所示为根据本发明的实施例的具备温度-湿度控制器的燃料电池的结构的示意图;
图3所示为见于图2中的该燃料电池的运行过程的流程图。
具体实施方式
以下,将参考附图,对发明进行详细说明。
本发明提供了一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其包括:燃料供应单元,其用于提供一定流速的燃料;电池组单元,其通过氧和从燃料供应单元所提供的燃料之间进行的电化学反应生成电能和热能;热交换器,其用于将所述的电池组单元所生成的副产品分离成为以被再循环的液体和气体;以及温度-湿度控制器,其通过将热交换器所分离的气体引入室内区域来控制室内区域的温度和湿度。
在下文中,将根据本发明对本发明进行详细解释。
图2所示是根据本发明的实施例的一种具备温度-湿度控制器的燃料电池的示意图;以及图3所示为图2中的燃料电池的运行过程的流程图。
如图2及图3所示,根据本发明的实施例的一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其包括:燃料供应单元100,其用于提供一定流速的燃料;重整器200,其通过从所述的燃料供应单元100接收燃料以生成包含氢气的含氢混合气;电池组300,其通过独立提供的氧和由所述的重整器200生成的包含氢气的含氢混合气这两者之间的电化学反应生成电能和热能;连接于所述的电池组单元300的一侧的水槽400,其用于通过使用该电池组单元300生成的热能对容纳于水槽中的水进行加热;热交换器700,其用于将该电池组单元300生成的副产品分离成为以被再循环的气体和液体;以及温度-湿度控制器800,其用于通过将由所述的热交换器700所分离的气体引入室内区域以对室内区域的温度和湿度进行控制。
所述的重整器200包括:脱硫反应器210,其用于引入水,空气以及由所述的燃料供应单元100提供的燃料,进而去除该燃料中所含的硫;蒸汽重整器220,其用于将该燃料和蒸汽进行反应;高温蒸汽反应器230,其用于将一氧化碳与蒸汽进行反应;低温蒸汽反应器240,其用于将一氧化碳转化为二氧化碳;部分氧化反应器250,其用于将未氧化的一氧化碳转化成二氧化碳;反应炉260,用于通过重整工艺和精炼氢工艺从所述的燃料中生成氢;以及燃烧器270,其通过被接触式连接于所述的反应炉260来提供该反应炉260所需的热能。
所述的电池组单元300是通过堆叠多个单元电池来实现的,并且其包含阳极310,电解质隔膜320,以及阴极330。
安装可使水槽400中的水经其流入或者流出的连接管线500,以便于连接所述电池组单元300的较低端部分和所述水槽400的较低端部分,从而可以通过使用该电池组单元300所生成的热能对容纳于该水槽400中的水进行加热。通过将该连接管线500连接至所述水槽400的较低端部分,根据水的对流性,相对较冷的水会置留在该水槽400的较低一侧,而相对较热的水会置留在较高一侧,从而减少了对水进行加热所用的时间。
所述的水槽400被连接于锅炉600,而被加热后的水被引入该锅炉600,从而加热室内区域和提供热水。
所述的热交换器700,从另一方面讲,是指一种用于将所述的电池组单元300生成的副产品分离成为气体和液体的设备,其中,被分离的气体被重新提供至所述的重整器200,而液体被重新提供至所述的电池组单元300以被随后循环。该热交换器700的一侧被连接于所述的重整器200,而另一侧被连接至所述的电池组单元300。
所述的温度-湿度控制器800装备有引导管线810和引导阀820,其中所述的引导管线810被沿着所述的热交换器700的高度方向连接于该热交换器的较高部分的一侧,以便于将该热交换器700生成的气体引入室内区域;而所述的引导阀820被安置于所述的引导管线810的一侧,以便于选择性的控制所述的气体的引导(流入)。
另外,在所述的引导管线810的一侧可进一步地装备温度-湿度探测感应器830,从而通过感应室内温度和湿度对所述的引导阀820的开通和关闭进行控制。
在根据具备如此构造的本发明的实施例的具有温度-湿度控制器的燃料电池中,当所述的燃料供应单元100向所述的重整器200提供水和燃料(例如,甲醛,液化天然气(即LNG),汽油,或其他类似的燃料)时,在该重整器200内混合进行蒸汽重整和部分氧化,并因此生成包含氢气,反应热和水的含氢混合气。
在已接收所述的含氢混合气的所述的电池组单元300中,氢气H2被提供至所述的阳极310的一侧以产生电化学氧化反应。然后,该氢气H2被离子化成为氢离子H+和电子e-进而被氧化。该离子化的氢离子H+经由所述的电解质隔膜320被移向所述的阴极330,而该电子e-经由电解质隔膜320被移向所述的阳极310,因此生成电能和热能。
由所述的电池组单元30生成的电被转换成交流电以提供至各个房间。由所述的电池组单元30生成的热能被用于对所述的水槽40中的水进行加热。被加热的水流入所述的锅炉60,以被用于加热室内区域或者向室内区域提供热水。
所述的电池组单元300生成的副产品被提供至所述的热交换器700,并随后被分离为气体和液体。被分离出的液体被提供至所述的电池组单元300以供使用,而被分离出的气体被重新供应至所述的重整器200以供使用。同时,安置于所述的引导管线810的一侧的所述的探测感应器830感应室内湿度。如果,感应到室内区域需要增加湿度(即,室内湿度>=探测感应器830的设定值),则该引导阀820被开启,以提供包含大量水分的空气至室内区域,从而增加室内湿度。
当室内区域基本符合用户所希望的湿度情况的时候,该探测感应器830感应该湿度并且关闭该引导阀820。因此,不会再引导湿气至室内区域。该气体仅被重新提供至重整器200以被随后使用。
正如本发明在未偏离其基本特征或原理的情况下以若干形式所实施,同样也应该理解即以上所述的各实施例并非限制于前述的任意具体说明,除非另有具体规定的,其均应被广泛地理解为落入所附的权利要求书所限定的精神和范围,并基于此,所有落入权利要求书的界限和范围内的修改和变化,或者此类界限和范围内的等效物均被认为是包含于所附的权利要求书之中。
Claims (4)
1.一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其包含:
燃料供应单元,其用于提供一定流速的燃料;
电池组单元,其通过氧和所述的燃料供应单元所提供的燃料之间进行的电化学反应生成电能和热能;
热交换器,其用于将所述电池组单元生成的副产品分离成为以被再循环的气体和液体;以及
温度-湿度控制器,其通过将热交换器内分离的气体引入室内区域来对室内区域的温度和湿度进行控制。
2.如权利要求1所述的燃料电池,其中该温度-湿度控制器包含:
引导管线,其沿着所述的热交换器的高度方向被连接于该热交换器的较高部分的一侧,以便于将该热交换器生成的气体引入室内区域;以及
引导阀,其被安置于所述的引导管线的一侧,以便于选择性的控制该气体的引导或者流入。
3.如权利要求2所述的燃料电池,其中在所述的引导管线的一侧进一步地安置温度-湿度探测感应器,进而通过感应室内温度和湿度对所述的引导阀的开启和关闭进行控制。
4.一种具备温度-湿度控制器的燃料电池,其包含:
燃料供应单元,其用于提供一定流速的燃料;
电池组单元,其通过氧和所述的燃料供应单元所提供的燃料之间进行的电化学反应生成电能和热能;
热交换器,其用于将所述的电池组单元生成的副产品分离成为以被再循环的气体和液体;
温度-湿度控制器,其包括引导管线和引导阀,其中所述的引导管线被沿着所述的热交换器的高度方向连接于该热交换器的较高部分的一侧,以便于将该热交换器生成的气体引入室内区域;所述的引导阀被安置在所述的引导管线的一侧,以便于选择性的控制所述的气体的引导或者流入;以及
温度-湿度探测感应器,其被安置在所述的引导管线的一侧,以通过感应室内温度和湿度控制所述引导阀的开启和关闭。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |