[发明专利]一种用于大功率PEM燃料电池测试台的湿化技术和湿化系统

权利要求书

1.一种用于大功率PEM燃料电池测试台的湿化系统，包括去离子水槽1，泵水泵2，换热器3，带液位控制的补水加热器4，喷淋水循环泵5，反应剂气体流量测定及控制6，换热器7，高效填料喷淋塔8，除沫器9，过热器10，电堆入口传感器接口11，凝结水槽12。

2.权利要求1所述的去离子水槽，其特征在于：由液位计控制电磁阀对其进行补水。

3.权利要求1所述的补水泵，其特征在于：根据测试台的系统压力，该补水泵可以是蠕动泵、隔膜泵或者离心泵。

4.权利要求1所述的补水加热槽，其特征在于：在该补水加热槽上配有温度传感器，通过精密的温度控制器将喷淋用的热去离子水的温度保持在由控制系统给定的设定温度下，控制精度可以达到±0.2℃。

5.权利要求1所述的补水加热槽，其特征在于：该补水加热槽上还配有高低液位报警和连锁，确保喷淋水系统在正确的操作条件下运行。

6.权利要求1所述的喷淋水循环泵，其特征在于：采用交流变频调速电机调节和控制循环泵的流量，确保喷淋塔内的气液比在规定的范围内。

7.权利要求1所述的反应剂气体流量测定和控制模块，其特征在于：该反应剂气体流量测定和控制模块，能测量和控制氧反应剂气体的流量，同时还能测量其压力和温度。

8.权利要求1所述的凝结水槽，其特征在于：该凝结水槽接收换热器3和换热器7冷凝生成的凝结水，经液位计和电磁阀控制排出系统。

9.权利要求1所述的高效填料喷淋塔，其特征在于：该喷淋塔为主要的湿化设备，利用循环泵的流量和循环水的水温来控制反应剂气体的湿化饱和温度。

10.权利要求9所述的喷淋塔中的高效填料，其特征在于：该高效填料的比表面积为700～2000M²/M³，增大了气液交换面积，使喷淋塔内气液相分布均匀，极大地提高了气液交换的效率；使被加湿气体在尽可能小的塔高内达到充分饱和，降低了对喷淋塔塔高的要求。

11.权利要求1所述的除沫器，其特征在于：该除沫器带有电加热保温，并精确控制温度，除去饱和饱和的反应剂气体中有可能夹带的雾滴。

12.权利要求1所述的过热器。其特征在于：过热器中装有强化传热的高效填料，提高传热面积，减少因为过热器壁面温度不恰当而造成的温度过调和温度失调。

13.权利要求12所述的过热器的加热功率，其特征在于：采用反应剂气体进堆温度和喷淋塔出口温度之间的温差来控制过热器的加热功率，进而调节进入燃料电池电堆反应剂气体的相对湿度。

14.湿化系统采用两级或三级热交换器使电堆出口气体与新鲜反应剂气体、补充的去离子水换热，充分利用燃料电池电堆出口气体的潜热、降低测试台的加热功率，达到节能与减少对周边环境造成污染的目的。