[发明专利]一种氢气压力能综合利用系统

说明书

本发明公开一种氢气压力能综合利用系统，包括氢气储罐、喷嘴、换热器、叶轮、第一风机、燃料电池、燃料电池DCDC交换器，氢气储罐连接喷嘴，喷嘴朝向叶轮，氢气经过叶轮后输送至燃料电池，叶轮驱动连接第一风机，换热器的管道缠绕在喷嘴外侧，换热器中的介质经第一风机后进入燃料电池DCDC交换器，后循环至换热器中。本发明的有益效果：通过将氢气压力能转化为氢气动能，驱动叶轮转动，将氢气动能转换为叶轮机械能；且同时在氢气膨胀过程中，会吸收热量，通过换热器、第一风机、燃料电池DCDC交换器构成闭式循环结构，用以冷却燃料电池DCDC交换器，从而实现了氢气压力能的综合利用。

技术领域

本发明涉及一种压力能利用系统，尤其涉及的是一种氢气压力能综合利用系统。

背景技术

目前燃料电池系统在运行时需要进行冷却。小功率燃料电池使用风机提供的冷却空气进行冷却。大功率的燃料电池使用循环水泵提供的冷却水进行冷却。使用风机或循环水泵需要额外的电能，这降低了氢燃料电池系统的综合效率。储罐中氢气为高压形态，但燃料电池所需的氢气压力较低，这个压力差使得氢气蕴含着大量压力能。目前的燃料电池系统使用减压阀将氢气从高压降低到燃料电池所需的低压，在这个过程中氢气的压力能耗散损失了。

申请号：CN201720557257.6，一种氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置，包括：高压氢气罐，压力能回收系统，所述压力能回收系统由膨胀机和换热器串联而成，高压氢气从高压氢气罐流出，经过膨胀机膨胀降压，将高压氢气压力能转换为膨胀功对外输出，再流入换热器吸热升温，提高膨胀机进气温度使其膨胀过程接近等温过程回收更多的膨胀功，其特征是：本发明的压力能回收系统由一级或多级膨胀机与换热器串联而成。该回收利用系统为了实现压力能回收，可回收效率低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决目前氢气储罐压力能没有得到充分利用的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种氢气压力能综合利用系统，包括氢气储罐、喷嘴、换热器、叶轮、第一风机、燃料电池、燃料电池DCDC交换器，氢气储罐连接喷嘴，喷嘴朝向叶轮，氢气经过叶轮后输送至燃料电池，叶轮驱动连接第一风机，换热器的管道缠绕在喷嘴外侧，换热器中的介质经第一风机后进入燃料电池DCDC交换器，后循环至换热器中，换热器、第一风机、燃料电池DCDC交换器构成闭式循环结构。

本发明通过氢气储罐中的高压氢气由喷嘴喷出后，将氢气压力能转化为氢气动能，驱动叶轮转动，叶轮驱动第一风机转动，将氢气动能转换为叶轮机械能，叶轮机械能可用于驱动第一风机；且同时在氢气膨胀过程中，会吸收热量，通过换热器、第一风机、燃料电池DCDC交换器构成闭式循环结构，用以冷却燃料电池DCDC交换器，从而实现了氢气压力能的综合利用。

优选的，所述燃料电池上设有用于将空气输送至燃料电池的空气输送管道，还包括将空气导入燃料电池的第二风机，第二风机设置在空气输送管道上，叶轮驱动连接第二风机。

叶轮机械能还可用于驱动第二风机。

优选的，所述第一风机与第二风机安装在同一旋转轴上，叶轮通过旋转轴驱动连接第一风机与第二风机。

优选的，还包括用于过滤进入燃料电池的空气的过滤器，所述过滤器设置在用于将空气输送至燃料电池的空气输送管道。

过滤器与第二风机配合，用于导入新鲜空气，并滤除空气中的颗粒粉尘以及其他不利于燃料电池的有害物质。

优选的，还包括阀门，阀门设置在氢气储罐与喷嘴之间的管道上。

优选的，所述阀门为电磁阀或气动阀。