CN216639658U - 一种兼顾蓄热和供热功能的制氢*** - Google Patents
一种兼顾蓄热和供热功能的制氢*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种兼顾蓄热和供热功能的制氢***,制氢***包括电解液储存装置、换热器、预热器、电解槽、梯级蓄热装置和冷却装置,电解液储存装置、换热器的热侧、预热器的冷侧和电解槽相连通组成反应回路;梯级蓄热装置包括至少两个放热侧,放热侧之间的输出温度不同,其中一个放热侧与预热器的热侧相连通组成预热回路,其余放热侧一一对应地接入所述加热回路;换热器的冷侧和蓄热装置的蓄热侧相连通组成蓄热回路。本实用新型提供的制氢***对反应过程散发的大量无效废热进行有效储存,实现低品质热能的回收利用,并利用回收的热量对电解液进行预热,转“冷启动”为“热启动”,缩短了启动时间,提升了制氢速度和效率,节能降耗。
Description
技术领域
本申请涉及电解水制氢技术领域,具体涉及一种兼顾蓄热和供热功能的制氢***。
背景技术
目前,常用的电解水制氢方式有碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢。碱性电解水制氢技术相对简单,成本较低,但存在制氢效率低,氢气纯度低等问题,且电解质为碱性物质,整体存在安全隐患。固体氧化物电解水制氢需要较高温度才可进行电解,能耗较高,热能损失较大。质子交换膜电解水制氢技术因其高电流密度、高产氢量、效率高、***安全等优点而成为最常用的制取氢气的技术路线。
然而,实际工程应用中,质子交换膜电解水制氢***存在以下技术难题:第一,***冷启动时冷水直接进入电解槽,依赖直流电将电解液加热,不仅反应速率慢,催化活性和制氢效率低,而且启动时间长,较难维持电解槽的恒温状态;第二,电解将产生大量需要疏散的废热,而这些废热无法有效回收利用,一方面,若不及时疏散废热,将产生膜电极过热、催化剂脱落、电极性能衰减等严重问题,另一方面,目前的热量疏散往往通过冷却塔或冷水机组设备实现,未进行废热回收,不符合节能降耗的要求。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本实用新型的实施例提出一种兼顾蓄热和供热功能的制氢***。
本实用新型实施例提供的制氢***包括:电解液储存装置、换热器、预热器、电解槽和蓄热装置,所述电解液储存装置、所述换热器的热侧、所述预热器的冷侧和所述电解槽相连通组成反应回路,所述预热器位于所述换热器的下游,所述电解液储存装置输出的电解液在输入所述电解槽之前在所述换热器释放热量以降温或者在所述预热器吸收热量以升温;所述蓄热装置的放热侧与所述预热器的热侧相连通组成预热回路,通过所述预热回路,所述蓄热装置释放热量以加热所述预热器冷侧的电解液;所述换热器的冷侧和所述蓄热装置的蓄热侧相连通组成蓄热回路,通过所述蓄热回路,所述换热器热侧释放的热量储存于所述蓄热装置中。
本实用新型提供的制氢***对电解液进行预热,转“冷启动”为“热启动”,缩短了启动时间,提升了制氢速度和效率,节能降耗,降低运行成本,还对制氢***散发的大量无效废热进行有效储存,并实现低品质热能的回收利用。
在一些实施例中,制氢***还包括冷却装置,所述冷却装置连接于所述蓄热回路中,所述冷却装置用于释放所述蓄热回路中多余的热量。
在一些实施例中,制氢***还包括至少一个加热回路,所述蓄热装置为梯级蓄热装置,所述梯级蓄热装置包括至少两个放热侧,所述放热侧之间的输出温度不同,其中一个放热侧接入所述预热回路,其余放热侧一一对应地接入所述加热回路。
在一些实施例中,所述梯级蓄热装置包括至少两个蓄热区和热水管,所述蓄热区中分别填充有相变温度不同的相变材料,所述热水管贯穿每一个所述蓄热区,所述热水管中的高温介质释放热量以使所述相变材料相变蓄热,所述梯级蓄热装置的放热侧与所述蓄热区一一对应。
在一些实施例中,位于上游的所述蓄热区中的相变材料的相变温度高于位于下游的所述蓄热区中的相变材料的相变温度。
在一些实施例中,接入所述预热回路的放热侧对应的所述蓄热区中的相变材料的相变温度在50℃-60℃之间。
在一些实施例中,所述加热回路用于与生活用水***换热以加热生活用水,接入所述加热回路中的所述放热侧对应的蓄热区中的相变材料的相变温度在30℃-50℃之间。
在一些实施例中,所述预热器位于所述换热器的下游,所述预热器包括电解液管和预热盘管,所述电解液管接入所述反应回路中,所述预热盘管接入所述预热回路中,所述电解液管为蛇形管,所述预热盘管包括若干直管段和若干连通管,所述直管段套设所述电解液管的一部分,若干所述直管段相互平行,所述连通管连通相邻两个所述直管段。
在一些实施例中,制氢***包括控制器和若干温度检测器,所述控制器用于根据所述温度检测器的温度检测信号,控制所述预热回路、所述加热回路、所述蓄热回路的启闭。
附图说明
图1是本实用新型实施例中供热阶段的制氢***的结构示意图。
图2是本实用新型实施例中蓄热阶段的制氢***的结构示意图。
图3是本实用新型实施例中预热器的结构示意图。
图4是本实用新型实施例中梯级蓄热装置的结构示意图。
附图标记:
1、电解液储存装置;2、换热器;3、预热器;31、电解液管;32、预热盘管;321、直管段;322、连通管;4、电解槽;5、梯级蓄热装置;50、肋片;51、第一蓄热区;511、第一充注口;512、第一排出口;52、第二蓄热区;521、第二充注口;522、第二排出口;53、热水管;54、外壳;55、内壳;56、绝热分隔板;571、第一流通区;572、第二流通区;581、第一出水口;582、第一进水口;591、第二出水口;592、第二进水口;6、冷却塔;7、循环水泵;8、冷却水泵;91、第一调节阀;92、第二调节阀;101、第一热电阻;102、第二热电阻;103、第三热电阻;11、控制器;12、变频器;13、超纯水机。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面根据图1-图4描述本实用新型实施例提供的制氢***。如图1和图2所示,本实用新型实施例提供的制氢***包括电解液储存装置1、换热器2、预热器3、电解槽4和蓄热装置。
电解液储存装置1、换热器2的热侧、预热器3的冷侧和电解槽4相连通组成反应回路。电解液储存装置1输出的电解液在输入电解槽4之前在换热器2释放热量以降温或者在预热器3吸收热量以升温。蓄热装置的放热侧与预热器3的热侧相连通组成预热回路,通过预热回路,蓄热装置释放热量以加热预热器3冷侧的电解液。换热器2的冷侧和蓄热装置的蓄热侧相连通组成蓄热回路,通过蓄热回路,换热器2热侧释放的热量储存于蓄热装置中。
电解液储存装置1用于储存电解液,电解液储存装置1通过反应回路向电解槽4输送电解液,以及回收电解槽4反应后输出的高温电解液。换热器2用于在制氢***正常运行时,电解槽4输出的高温电解液与蓄热回路中的介质之间的热交换,换热器2的热侧,即释放热量的一侧的热量来源为反应回路中的高温电解液,换热器2的冷侧,即吸收热量的一侧为蓄热回路中的换热介质,热侧将热量交换给冷侧,通过换热器2,高温水中的热量间接储存到蓄热装置中。
预热器3用于在制氢***冷启动阶段,预热回路中的介质对反应回路中的电解液进行预热,预热器3的热侧的热量来源于蓄热装置中储存的热量,热侧将热量交换给冷侧,预热器3的冷侧为启动阶段的低温电解液,通过预热器3,蓄热装置中储存的热量交换给电解液。电解槽4用于水的电解和氢气的制备,电解槽4中产生的氢气接入后处理装置进行收集处理。蓄热装置(本实施例中为梯级蓄热装置5)用于通过蓄热回路回收储存制氢***的高温水的废热,还用于通过预热装置将储存的废热提供给预热器3。
在制氢***启动阶段,电解液储存装置1输出的电解液的温度较低,开启预热回路,在输入电解槽4进行反应之前,在预热器3中吸收热量从而提升温度,经过预热的电解液进入电解槽4中进行反应,转“冷启动”为“热启动”,缩短了启动时间,提升了制氢速度和效率,起到了节能降耗的目的。
在制氢***正常运行阶段,关闭预热回路,开启蓄热回路,电解后的高温电解液沿反应回路从电解槽4中输入电解液储存装置1中,从电解液储存装置1中输出后,通过换热器2释放热量,即将热量交换给换热器2的冷侧,通过蓄热回路将热量储存在蓄热装置中,同时电解液的温度适当降低实现冷却。
也就是说,蓄热装置具有供热阶段和蓄热阶段,在供热阶段,蓄热装置中储存的热量通过预热回路交换给电解液以使其升温预热,在蓄热阶段,高温电解液中的热量通过蓄热回路储存在蓄热装置中。
本实用新型提供的制氢***对电解液进行预热,转“冷启动”为“热启动”,缩短了启动时间,提升了制氢速度和效率,节能降耗,降低运行成本,还对制氢***散发的大量无效废热进行有效储存,并实现低品质热能的回收利用。
下面以图1-图4为例描述本实用新型提供的一个具体实施例。
本实施例的制氢装置包括电解液储存装置1、换热器2、预热器3、电解槽4、梯级蓄热装置5、冷却塔6、超纯水机13、循环水泵7。电解液为超纯水,电解液储存装置1为超纯水储存箱。可选地,换热器2为板式换热器。
超纯水机13用于市政给水的离子去除和净化,通过管道将超纯水输送至电解液储存装置1。循环水泵7位于反应回路中,用于为电解液储存装置1内的超纯水提供输配动力,并将超纯水输送至换热器2中。
冷却塔6位于蓄热回路中,用于释放蓄热回路中多余的热量。也就是说,在制氢***的正常运行阶段,蓄热回路开启且梯级蓄热装置5蓄热达到上限,又需要对反应回路中的高温电解水进行冷却,冷却塔6则起到及时疏散废热的作用,用于保护制氢***,延长使用寿命。在其他实施例中,可用其他起到冷却作用的冷却装置替代冷却塔。
发明人发现,相关技术中的制氢***无法有效匹配厂区及周边建筑的用热需求。制氢***所在的工业园区内有员工洗浴、生活热水的用热需求,同时周边小区等也有生活热水和供暖需求,因此有必要采用蓄热等热回收技术实现厂区自身或周边建筑的供热,变废为宝,产生巨大的经济效益。并且,不同用热末端的温度需求也不同,例如电解质预热的最佳温度是50-60℃,生活用水(例如洗浴)的最佳温度是35-40℃。传统技术中的蓄热装置普遍是单一温度出水,无法满足不同用热末端的温度需求。
如图1和图2所示,本实施例中的制氢***采用梯级蓄热装置5作为蓄热装置,制氢***还包括一个加热回路。梯级蓄热装置5包括两个放热侧,放热侧之间的输出温度不同,其中一个放热侧接入预热回路,另一个放热侧接入加热回路。因此梯级蓄热装置5可以将储存的废热通过预热回路提供给预热器3,也可以通过加热回路提供给其他需要热量的区域。在本实施例中,加热回路用于加热生活用水***,以便提供厂区内及周边建筑的洗浴和生活热水等。
梯级蓄热装置5的原理是通过蓄热式换热器及内部封装的相变材料,利用相变材料的不同相变温度,为不同的用热末端提供“温度对口,梯级利用”的能量。如图4所示,梯级蓄热装置5包括第一蓄热区51和第二蓄热区52,还包括热水管53。第一蓄热区51中填充有第一相变材料,第二蓄热区52中填充有第二相变材料。热水管53贯穿第一蓄热区51和第二蓄热区52,热水管53中的高温介质作为梯级蓄热装置5的蓄热侧释放热量以使相变材料相变蓄热,梯级蓄热装置5的两个放热侧的介质分别与第一蓄热区51和第二蓄热区52对应并从中吸取热量,随后吸收的热量分别输入预热回路和加热回路。本领域的技术人员可知,放热侧的输出温度等于相变材料的相变温度,由于两个蓄热区中的相变材料的相变温度不同,因此两个放热侧之间的输出温度不同。根据不同用热末端的温度需求选择相变材料,可以实现为不同的用热末端提供“温度对口,梯级利用”的能量。
如图4所示,梯级蓄热装置5为圆柱形结构,包括外壳54和内壳55,内壳55位于外壳54内部,热水管53沿轴向贯穿梯级蓄热装置5,内壳55套设热水管53,内壳55与热水管53同轴并与热水管53之间限定出蓄热区,外壳54和内壳55之间限定于用于流通放热侧的换热介质的流通区。绝热分隔板56位于梯级蓄热装置5中部将蓄热区分割为第一蓄热区51和第二蓄热区52,将流通区分割为第一流通区571和第二流通区572。第一流通区571接入预热回路中,第二流通区572接入加热回路中。外壳54上设有用于向第一蓄热区51充注第一相变材料的第一充注口511,用于从第一蓄热区51排出第一相变材料的第一排出口512,用于向第二蓄热区52充注第二相变材料的第二充注口521,用于从第二蓄热区52排出第二相变材料的第二排出口522。外壳54上还设有与第一流通区571连通的第一出水口581和第一进水口582,以及与第二流通区572连通的第二出水口591和第二进水口592。
进一步地,梯级蓄热装置5还包括多个设在流通区内的肋片50,用于辅助导热。本梯级蓄热装置采用一体化结构,相变材料封装区分隔简单,通过几个接口便可完成预热和生活热水的连接。
热水管53的进水口靠近第一蓄热区51。也可以说,第一蓄热区51位于第二蓄热区52的上游。第一蓄热区51的相变材料的温度可以高于第二蓄热区的52的相变材料的温度。也就是说,在本申请的实施例中,位于上游的蓄热区中的相变材料的相变温度高于位于下游的蓄热区中的相变材料的相变温度。
这是由于,相比生活用水***,预热器3对温度的需求更高,因此预热回路对应的第一蓄热区51优先对接热水管53的进水侧,并通过相变温度较高的第一相变材料实现蓄热。对于热水温度需求较低的生活热水侧,通过相变温度较低的第二相变材料实现蓄热。
可选地,接入预热回路的放热侧对应的蓄热区(第一蓄热区51)中的相变材料(第一相变材料)的相变温度在50℃-60℃之间,接入加热回路中的放热侧对应的蓄热区(第二蓄热区52)中的相变材料(第二相变材料)的相变温度在30℃-50℃之间。进一步可选地,第二相变材料的相变温度在35℃-40℃之间。
可选地,第一相变材料为石蜡C24,相变温度51.5℃,第二相变材料可采用石蜡C20,相变温度36.7℃。
本实用新型所选择的第一相变材料和第二相变材料具有特殊性,主要体现在以下三点:其一,相变材料的选择取决于换热器2的回水温度、电解槽4的最佳电解温度和生活热水的需求温度;其二,两种相变材料的封装区域相邻,热物性及吸热和释热的速率较为接近,避免了相互之间的影响;其三,本***针对的是低温余热相变回收,故相变材料的价格低廉。相变材料不局限于上述提到的C24和C20,对于能够达到同样效果的相变材料,均处于本实用新型保护范围内。
需要说明的是,在其他实施例中,若有三个以上对温度需求不同的用热末端,加热回路可以设置有多个,梯级蓄热装置5设置有至少三个放热侧,其中一个放热侧接入预热回路,其余放热侧一一对应地接入加热回路中。梯级蓄热装置5内也设置有与放热侧一一对应的多个蓄热区,蓄热区中分别填充有相变温度不同的相变材料,热水管53贯穿每一个蓄热区。
如图1-3所示,预热器3位于换热器2的下游,预热器3包括电解液管31和预热盘管32,电解液管31接入反应回路中,预热盘管32接入预热回路中。电解液管31为蛇形管,预热盘管32包括若干直管段321和若干连通管322,直管段321套设电解液管31的一部分,若干直管段321相互平行,连通管322连通相邻两个直管段321。在制氢***启动阶段,热水进入预热盘管32,与电解液管31中的低温电解液进行热交换,释放热量对进入电解槽4中的电解液进行预热,将冷启动阶段的电解液加热至电解所需的最佳温度。如上所述,预热盘管32中的热水的温度与第一相变材料的相变温度有关,50℃-60℃为制氢装置热启动的理想温度。制氢***在这个温度下进行启动,能够有效地缩短制氢***的启动时间,提升制氢的速度和效率,降低能量消耗。图3所示的套筒式预热器充分利用了垂直空间,减少了水平占地面积,集成化程度高。
本实施例提供的制氢***包括控制器11和若干温度检测器,控制器11用于根据温度检测器的温度检测信号,控制预热回路、加热回路、蓄热回路的启闭。
具体地,如图1和图2所示,制氢***包括冷却水泵8、第一调节阀91、第二调节阀92、第一热电阻101、第二热电阻102、第三热电阻103、变频器12。冷却水泵8位于蓄热水路中,接在换热器2和冷却塔6之间,用于蓄热回路的动力输配。变频器12用于控制冷却水泵8的转速和流量,实现变流量和运行节能,控制器11通过控制变频器12对冷却水泵8进行流量控制。
第一调节阀91位于预热回路中,第二调节阀92位于加热回路中。控制器11控制第一调节阀91的启停实现预热回路的启停,通过控制第二调节阀92的启停实现加热回路的启停。控制器11通过控制第一调节阀91和第二调节阀92的启停,同时还实现控制梯级蓄热装置5在蓄热和供热两种工况的切换。
第一热电阻101用于监测梯级蓄热装置5的第一出水口581的温度,即监测梯级蓄热装置5向预热器3中的供水温度。第二热电阻102用于监测梯级蓄热装置5的第二出水口591处的温度,即监测梯级蓄热装置5向生活用水***供热的供水温度。第三热电阻103用于监测预热器3的电解液出口处温度,即进入电解槽4的电解液的温度。
控制器11根据温度检测信号,控制各个调节阀和冷却水泵以控制预热回路、加热回路、蓄热回路的启闭的过程如下:
(1)梯级蓄热装置5的供热阶段:
如图1所示,梯级蓄热装置5的供热阶段具体包括预热器3的预热阶段和生活热水***的加热阶段。
A.在制氢***刚开始启动时,由于电解液温度较低,第三热电阻103采集的温度低于设定值,控制器11根据第三热电阻103采集的温度检测信号判断电解槽4的进水温度过低,关闭冷却水泵8和变频器12,开启第一调节阀91和梯级蓄热装置5,预热回路开启且梯级蓄热装置5进入供热阶段,第一蓄热区51中的第一相变材料释放大量潜热,通过预热回路对预热器3进行等温放热。预热器3冷侧的电解液受热后温度上升,从而实现进入电解槽4的电解液温度的提升和恒定,完成电解液的预热过程;
B.当热用户如厂区内的洗浴、生活热水的用水点,或厂区周边建筑的用水点产生用热需求时,控制器11开启第二调节阀92和梯级蓄热装置5,加热回路开启且梯级蓄热装置5进入供热阶段,第二蓄热区52中的第二相变材料释放大量潜热,通过加热回路对用户侧的生活热水进行加热,完成生活热水的供应。
(2)梯级蓄热装置5的蓄热阶段:
梯级蓄热装置5的蓄热阶段实为梯级蓄热装置5蓄热量用尽重新蓄热阶段。第一热电阻101采集的温度低于其设定值且第二热电阻102采集的温度低于其设定值,控制器11根据判断梯级蓄热装置5的蓄热量用尽,具体流程如下:
如图2所示,制氢***正常运行时电解后的高温热水从电解槽4返回到电解液储存装置1,并在循环水泵7的作用下,通过换热器2开始与蓄热回路换热。
控制器11控制第一调节阀91和第二调节阀92的关闭,开启冷却水泵8和梯级蓄热装置5,蓄热回路从换热器2吸收的热量储存在梯级蓄热装置5中,对电解的无效废热进行回收和存储。
综上所述,本实用新型实施例提供的制氢***具有以下效果:
(1)提高电解水制氢速度和效率,节约用电降低成本。利用梯级蓄热装置加热冷启动时的电解液,转“冷启动”为“热启动”,缩短启动时间,提升制氢速度和效率,起到了节能降耗的目的。
(2)最大限度的发挥低品质能源的价值。提高相变蓄热、梯级回收的技术,充分回收电解水***散发的废热,提高了低品质热能的利用率;同时运用套筒式预热器,强化水-水换热的传热效果,提高了低品质热能的利用效率,减少了高品质能源浪费。
(3)热源安全、稳定、持续、经济。由于蓄热材料相变时温度恒定,所供热水温度安全、恒定;同时相变时释放的是潜热,回收热能巨大且放热时间长,几乎不受外界影响。故本***可提供安全、稳定、持续、经济的热源。
(4)经济效益明显。回收的废热用途多样,经济价值明显。一方面可为***自身的冷启动阶段的预热,另一方面可为厂区、周边建筑的洗浴、生活热水使用。同时,本***无额外的运行成本,经济价值十分明显。
(5)***简单,占地面积小。本***中的梯级蓄热装置采用一体化结构,相变材料封装区分隔简单,通过几个接口便可完成预热和生活热水的连接;采用的套筒式预热器充分利用了垂直空间,减少了水平占地面积。本***节约占地面积,集成化程度高。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实用新型中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种兼顾蓄热和供热功能的制氢***,其特征在于,包括:电解液储存装置、换热器、预热器、电解槽和蓄热装置,
所述电解液储存装置、所述换热器的热侧、所述预热器的冷侧和所述电解槽相连通组成反应回路,所述预热器位于所述换热器的下游,所述电解液储存装置输出的电解液在输入所述电解槽之前在所述换热器释放热量以降温或者在所述预热器吸收热量以升温;
所述蓄热装置的放热侧与所述预热器的热侧相连通组成预热回路,通过所述预热回路,所述蓄热装置释放热量以加热所述预热器冷侧的电解液;
所述换热器的冷侧和所述蓄热装置的蓄热侧相连通组成蓄热回路,通过所述蓄热回路,所述换热器热侧释放的热量储存于所述蓄热装置中。
2.根据权利要求1所述的制氢***,其特征在于,还包括冷却装置,所述冷却装置连接于所述蓄热回路中,所述冷却装置用于释放所述蓄热回路中多余的热量。
3.根据权利要求1所述的制氢***,其特征在于,还包括至少一个加热回路,所述蓄热装置为梯级蓄热装置,所述梯级蓄热装置包括至少两个放热侧,所述放热侧之间的输出温度不同,其中一个放热侧接入所述预热回路,其余放热侧一一对应地接入所述加热回路。
4.根据权利要求3所述的制氢***,其特征在于,所述梯级蓄热装置包括至少两个蓄热区和热水管,所述蓄热区中分别填充有相变温度不同的相变材料,所述热水管贯穿每一个所述蓄热区,所述热水管中的高温介质释放热量以使所述相变材料相变蓄热,所述梯级蓄热装置的放热侧与所述蓄热区一一对应。
5.根据权利要求4所述的制氢***,其特征在于,位于上游的所述蓄热区中的相变材料的相变温度高于位于下游的所述蓄热区中的相变材料的相变温度。
6.根据权利要求4或5所述的制氢***,其特征在于,接入所述预热回路的放热侧对应的所述蓄热区中的相变材料的相变温度在50℃-60℃之间。
7.根据权利要求4或5中任一项所述的制氢***,其特征在于,所述加热回路用于加热生活用水,接入所述加热回路中的所述放热侧对应的蓄热区中的相变材料的相变温度在30℃-50℃之间。
8.根据权利要求1所述的制氢***,其特征在于,所述预热器位于所述换热器的下游,所述预热器包括电解液管和预热盘管,所述电解液管接入所述反应回路中,所述预热盘管接入所述预热回路中,所述电解液管为蛇形管,所述预热盘管包括若干直管段和若干连通管,所述直管段套设所述电解液管的一部分,若干所述直管段相互平行,所述连通管连通相邻两个所述直管段。
9.根据权利要求3所述的制氢***,其特征在于,包括控制器和若干温度检测器,所述控制器用于根据所述温度检测器的温度检测信号,控制所述预热回路、所述加热回路、所述蓄热回路的启闭。
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CN115029718A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-09 | 阳光氢能科技有限公司 | 制氢***及其控制方法 |
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