[实用新型]一种质子交换膜燃料电池高温供热系统

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池高温供热系统，其特征在于，包括质子交换膜燃料电池系统、散热系统和高温热泵系统，所述高温热泵系统包括直流制冷压缩机、冷凝装置、节流元件和蒸发器，所述直流制冷压缩机、冷凝装置、节流元件和蒸发器依次连接构成制冷剂回路，所述质子交换膜燃料电池系统生成直流电，所述直流电被转换成稳定直流电，所述稳定直流电驱动直流制冷压缩机运转，所述散热系统、质子交换膜燃料电池系统和蒸发器依次连通构成冷却水回路，所述散热系统向质子交换膜燃料电池系统供应冷却水，冷却水吸收质子交换膜燃料电池系统的反应热而升温，吸收了质子交换膜燃料电池系统反应热的冷却水从质子交换膜燃料电池系统中流出，并流入蒸发器，在蒸发器中冷却水向制冷剂回路放热，放热后的冷却水再流回散热系统被进一步冷却到质子交换膜燃料电池系统的反应温度以下，从而再次具备冷却质子交换膜燃料电池系统的能力。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统,其特征在于，所述质子交换膜燃料电池系统包括氢气供应回路、空气供应回路、质子交换膜燃料电池电堆和直流-直流变换器，所述氢气供应回路和空气供应回路均连接质子交换膜燃料电池电堆，所述氢气供应回路供应氢气，所述空气供应回路供应空气，氢气和空气中的氧气在质子交换膜燃料电池电堆中发生反应生成直流电，所述直流-直流变换器将直流电转换成稳定直流电，反应后剩余的微量氢气排放到空气中，反应后的空气乏气排放到空气中。

3.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统,其特征在于，所述氢气供应回路包括高压储氢容器、减压阀、单向阀、手动截止阀和防爆电磁阀，所述高压储氢容器、减压阀、单向阀、手动截止阀和防爆电磁阀依次连接，氢气从高压储氢容器出来，依次经过减压阀、单向阀、手动截止阀和防爆电磁阀进入质子交换膜燃料电池电堆。

4.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统,其特征在于，所述空气供应回路包括空气滤清器、消音器和空气压缩机，所述空气滤清器、消音器和空气压缩机依次连接，空气经过空气滤清器、消音器处理后进入空气压缩机，所述空气压缩机将空气升压，并送入质子交换膜燃料电池电堆。

5.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统，其特征在于，所述冷凝装置包括冷凝器和冷凝风机，所述冷凝风机驱动空气流过冷凝器，所述直流制冷压缩机将制冷剂气体压缩为高温高压气体，所述高温高压气体进入冷凝器，所述冷凝器与冷凝器外侧的空气进行换热，得到用于供热的高温空气，同时，所述高温高压气体冷凝成高温高压液体，所述高温高压液体流经节流元件变为低温低压的气液混合物，所述气液混合物流入蒸发器，所述气液混合物在蒸发器中吸收冷却水的热量，吸收冷却水热量的气液混合物再次蒸发为制冷剂气体，所述直流制冷压缩机的吸气口将制冷剂气体吸入直流制冷压缩机内，制冷剂气体在直流制冷压缩机内再次被压缩。

6.根据权利要求5所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统，其特征在于，所述冷凝器为冷媒—空气换热器，所述蒸发器为冷媒—水换热器。

7.根据权利要求5所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统，其特征在于，所述冷凝器为翅片管式换热器或微通道平行流式冷凝器，所述蒸发器为板式换热器、壳管式换热器或套管式换热器。

8.根据权利要求5所述的质子交换膜燃料电池高温供热系统，其特征在于，所述制冷剂为高温工质，所述制冷剂的蒸发温度为45-65℃，所述制冷剂的冷凝温度为85-105℃；所述高温热泵系统还包括干燥过滤器和气液分离器，所述干燥过滤器设在冷凝装置和节流元件之间，所述气液分离器设在蒸发器和直流制冷压缩机之间，所述干燥过滤器过滤高温高压液体中的杂质和水分，所述气液分离器将未蒸发的气液混合物进行分离。