[发明专利]一种燃料电池有轨电车热量综合利用方法及其装置

权利要求书

1.一种燃料电池有轨电车热量综合利用装置，包括燃料电池的冷却系统和车厢的空调供暖系统，其特征在于：燃料电池(15)的冷却液出口管路与冷却循环泵相连，冷却循环泵出口管路与散热器组的冷却液入口连接，散热器组的冷却液出口通过管路与燃料电池(15)的冷却液入口相连；新风过滤器(2)与回风道(7)之间设有新风预热器(3)，车厢(13)内两侧车壁下方或回风道(7)与通风机(5)之间的风管内设有供暖散热器(10)，车厢(13)顶部的排风扇(11)与排风口(12)的通道之间设有排风道散热器(14)；新风预热器(3)、供暖散热器(10)、排风道散热器(14)和主散热器(18)的分支管路上均设有阀门；燃料电池(15)的冷却液入口设有燃料电池入口温度传感器(23)，排风道散热器(14)冷却液出口设有排风道散热器出口温度传感器(25)，新风预热器(3)与回风道(7)之间设有预热后新风温度传感器(26)，以及车厢(13)空气环境中设有车厢环境温度传感器(27)，所有温度传感器都通过导线与控制器(24)相连。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池有轨电车热量综合利用装置，其特征在于：所述的散热器组由新风预热器(3)、供暖散热器(10)、排风道散热器(14)与主散热器(18)构成，该散热器组通过管道连接，其连接拓扑为：所有散热器冷却液入口与出口分别以并联方式连接或者新风预热器(3)、供暖散热器(10)和排风道散热器(14)并联之后再与主散热器(18)串联。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池有轨电车热量综合利用装置，其特征在于：所述的主散热器的散热气流组织结构为吸入式。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池有轨电车热量综合利用装置，其特征在于：所述冷却循环泵分别为一台变速泵(16)和一台定速泵(17)，并联设置。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池有轨电车热量综合利用装置，其特征在于：所述的阀门均为电控阀，分别为新风预热器阀门(21)、供暖散热器阀门(20)、排风道散热器阀门(19)和主散热器阀门(22)。

6.一种燃料电池有轨电车热量综合利用方法，其特征在于：

一、根据不同的季节需要，开启或关闭所述的新风预热器(3)、供暖散热器(10)和排风道散热器(14)使其运行或退出运行；冬季由燃料电池(15)的余热通过新风预热器(3)和供暖散热器(10)为车厢(13)供暖；夏季利用车厢(13)内排风道排出的废冷排风通过排风道散热器(14)为燃料电池(15)辅助散热，实现燃料电池(15)与空调供暖系统的热量综合管理；

二、在冬季工况下，关闭空调制冷系统，开启通风机(5)送风系统，同时开启供暖散热器阀门(20)和新风预热器阀门(21)，关闭排风道散热器阀门(19)；调节新风预热器阀门(21)开度，使得新风预热后达到预设的温度；调节供暖散热器阀门(20)开度，使得车厢内温度传感器(27)达到预设值；在新风预热器阀门(21)和供暖散热器阀门(20)的开度设定后，通过控制主散热器(18)风扇转速，使得燃料电池(15)冷却液入口温度位于55～63℃范围内；

三、在夏季工况下，开启空调制冷系统，开启通风机(5)送风系统，同时开启排风道散热器阀门(19)和主散热器阀门(22)，关闭供暖散热器阀门(20)和新风预热器阀门(21)，其中，当排风道散热器(14)与主散热器(18)并联时，调节排风道散热器阀门(19)开度，使得排风道散热器(14)出口冷却液温度位于55～63℃范围内；当排风道散热器(14)与主散热器(18)串联时，排风道散热器阀门(19)全开；排风道散热器阀门(19)确定后，不论主散热器(18)与排风道散热器(14)是串联还是并联，均通过控制主散热器(18)风扇转速，使得燃料电池(15)冷却液入口温度位于55～63℃范围内；

四、在过渡季节工况下，关闭空调系统，开启新风系统和通风机(5)送风系统，关闭供暖散热器阀门(20)、新风预热器阀门(21)和排风道散热器阀门(19)，通过控制主散热器(18)风扇转速，使得燃料电池(15)冷却液入口温度位于55～63℃范围内。