[发明专利]生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统

权利要求书

1.一种生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统，其特征在于，所述生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统包括依次连接的生物质气化子系统、燃料电池发电子系统与余热利用子系统；

其中，所述生物质气化子系统包括依次串联的生物质供给单元、生物质气化单元、换热反馈单元、合成气清洁装置；所述换热反馈单元上的冷流空气出口与所述生物质供给单元上的空气反馈口相连，所述换热反馈单元上的冷流水出口与所述生物质气化单元上的水蒸气反馈口相连，所述换热反馈单元上的冷流氧气出口与所述生物质气化单元上的氧气反馈口相连；

所述燃料电池发电子系统包括依次串联的预热换热单元、燃料电池和余热锅炉，所述合成气清洁装置的出口与所述预热换热单元的冷流进口相连，所述余热锅炉的出口与所述预热换热单元上的热流进口相连，所述预热换热单元上的冷流出口与所述燃料电池的进口相连；

所述余热利用子系统包括依次连接的热源换热单元和地源热泵，所述预热换热单元上的热流出口与所述热源换热单元的热流进口相连；

所述预热换热单元包括第三换热器和第四换热器，所述预热换热单元上的热流进口为所述第三换热器上的热流进口，所述预热换热单元上的热流出口为所述第四换热器上的热流出口，所述预热换热单元上的冷流进口为所述第三换热器上的冷流进口，所述第三换热器上的热流出口和所述第四换热器上的热流进口相连；所述第三换热器的冷流出口与所述燃料电池的阳极的进口连接，所述第四换热器的冷流出口与所述燃料电池的阴极的进口连接，所述燃料电池阳极的出口和所述燃料电池的阴极的出口均与所述余热锅炉的进口相连；所述第四换热器的冷流进口能够通入空气，所述燃料电池的阴极的出口还与所述第四换热器的冷流进口相连；

所述地源热泵包括地埋换热管和依次首尾相连的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述热源换热单元的热流出口与所述地埋换热管上的热流进口相连，所述地埋换热管上的冷流出口与所述蒸发器上的热源进口相连；

所述热源换热单元包括第五换热器和第六换热器，所述第五换热器的热流进口和第六换热器的热流进口均与所述第四换热器上的热流出口相连，所述第五换热器的热流出口和第六换热器的热流出口均与所述地埋换热管的热流进口相连；所述冷凝器上还设置有水流换热进口和水流换热出口，所述第五换热器上还设置有冷流进口和冷流出口，所述水流换热出口与所述第五换热器上的冷流进口相连；所述第六换热器上还设置有冷流进口和冷流出口。

2.如权利要求1所述的生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统，其特征在于：所述生物质供给单元包括干燥机和粉碎器，所述干燥机的出口与所述粉碎器的进口相连，所述粉碎器的出口与所述生物质气化单元的进口相连；所述生物质供给单元上的空气反馈口开设在所述干燥机上。

3.如权利要求2所述的生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统，其特征在于：所述生物质气化单元包括流化床气化炉和除尘装置，所述流化床气化炉的进口与所述粉碎器的出口相连，所述流化床气化炉的出口与所述除尘装置的进口相连，所述除尘装置的出口与所述换热反馈单元上的热流进口相连；所述生物质气化单元上的氧气反馈口和所述水蒸气反馈口开设在所述流化床气化炉上。

4.如权利要求3所述的生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统，其特征在于：所述换热反馈单元包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器上的热流进口与所述除尘装置的出口相连，所述第一换热器上的热流出口与所述第二换热器上的热流进口相连，所述第二换热器上的热流出口与所述合成气清洁装置上的进口相连；所述第一换热器上还开设有冷流氧气进口、所述冷流氧气出口、冷流空气出口和冷流空气进口，所述第二换热器上还开设有冷流水进口和所述冷流水出口。

5.如权利要求1所述的生物基固体氧化物燃料电池与地源热泵耦合系统，其特征在于：所述燃料电池与所述压缩机电连接。