[发明专利]一种制氢模块及热交换系统

说明书

本发明提供一种热交换系统，包括热交换装置本体，所述热交换装置本体内设置有热交换腔和相变腔，所述热交换腔和所述相变腔可直接相互导热，所述热交换装置本体上还设置有导热介质进口和导热介质出口，所述导热介质进口和所述导热介质出口皆与所述热交换腔相连通；所述相变腔内设置有相变材料；该热交换系统换热效果好，可以保证制氢模块能够在合适的温度范围内工作。

技术领域

本发明涉及制氢领域，特别涉及一种制氢模块及热交换系统。

背景技术

氢气作为一种清洁的无污染的二次能源被广泛应用于各行各业，如能源，汽车，化学化工等领域，获得氢气的方法有很多种，比如工业副产氢、天然气重组、甲醇裂解、氨分解、电解水等，但是工业副产氢、天然气重组、甲醇裂解、氨分解等方式获得的氢气不环保，有污染物产生，而水电解制氢被认为是绿色制氢的主流方式，在电化学方式下将水分解为氢气和氧气，无任何污染物产生。

氢气除了应用在能源，汽车，化学化工等领域外，还被广泛的应用于医疗健康等领域。自从日本太田成男教授在《自然医学》上发表氢气的医疗功效等相关文章以来，氢医学在日本、韩国、中国得到快速的发展，逐渐有富氢水机、吸氢机、富氢水杯、富氢水生产设备等产品问世，但是不管是在能源领域还是在氢医学领域，电解槽都是最为核心的部件。

电解槽在工作过程中，会伴随有热产生，热在短时间内无法快速散去，因此会造成电解槽内部温度升高，高温不仅会影响电解槽的工作效率、稳定性和可靠性，而且还会缩短电解槽的使用寿命。

另外，电解槽有其最佳工作温度范围，超过最佳温度范围，会影响效率、稳定性、寿命，低于最佳温度导致电解槽在短时间内无法正常启动，也会降低电解槽的效率。

现有的自然对流和强制风冷、水冷散热方式已经无法满足电解槽的散热需求，且存在温度调节慢，不准确等缺点。现有技术中，一般采用一种热交换系统来调节制氢模块的温度，但是，现有的热交换系统的热交换效率低，无法满足实际生产的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种制氢模块热交换效率高的热交换系统。

本发明提供一种热交换系统，包括热交换装置本体，所述热交换装置本体内设置有热交换腔和相变腔，所述热交换腔和所述相变腔可直接相互导热，所述热交换装置本体上还设置有导热介质进口和导热介质出口，所述导热介质进口和所述导热介质出口皆与所述热交换腔相连通；所述相变腔内设置有相变材料。

优选地，所述相变腔包括第一相变腔和第二相变腔，所述第一相变腔位于所述热交换腔和所述第二相变腔之间，所述第一相变腔与所述热交换腔可直接相互导热，所述第一相变腔和所述第二相变腔也可直接相互导热，所述第一相变腔和第二相变腔内分别设置有相变温度不同的相变材料；

所述第一相变腔与所述热交换腔可导热的部分在水平面上的投影面积为面积为0.01m2-50m2；和/或，

所述第一相变腔的垂直高度和所述第二相变腔垂直高度为0.5-300mm。

优选地，所述第一相变腔内设置有第一相变材料，所述第二相变腔内设置有第二相变材料，所述第一相变材料的相变温度小于所述第二相变材料的相变温度；所述第一相变材料的相变温度与所述第二相变材料的相变温度之比为：1:1.5-3.5。

优选地，所述第一相变材料为气液相变材料，所述第二相变材料为固液相变材料；或者；

所述第一相变材料为水、乙醇或者氟利昂中的一种或者多种的混合物；所述第二相变材料为相变金属材料、石蜡或者无机水合盐中的一种或者多种的混合物。

优选地，所述第一相变腔内的第一相变材料占所述第一相变腔容积的10％-100％，所述第二相变腔内的第二相变材料占所述第二相变腔容积的70％-100％；

所述第一相变腔为真空腔；