[发明专利]一种氢燃料电池用氢气换热器及其使用方法

说明书

本发明涉及一种氢燃料电池用氢气换热器及其使用方法，换热器包括换热芯体，换热芯体包括若干间隔设置的压缩空气流道和冷却液流道，压缩空气流道两端分别连接压缩空气进口腔和压缩空气出口腔，压缩空气进口腔和压缩空气出口腔分别连接压缩空气进口和压缩空气出口，换热芯体位于冷却液流道两端分别连接冷却液进口腔和冷却液出口腔，冷却液进口腔和冷却液出口腔分别连接冷却液进口和冷却液出口，冷却液出口腔内安装氢气管道，氢气管道的进气口和出气口均穿过冷却液出口腔延伸到外侧，所述换热器及其使用方法，通过压缩空气加热冷却液，再通过冷却液将氢气加热至合适温度供氢燃料电池使用，且结构紧凑，换热效率高，使用安装方便。

技术领域

本发明涉及换热器，尤其涉及一种氢燃料电池用氢气换热器及其使用方法。

背景技术

氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同；

氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电，接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行，但需要源源不断得到温度与压力合适的氢气成为一个关键的步骤；

由于存储在储氢罐中的氢气温度在40℃，温度较低，无法满足燃料电池对氢气温度的要求，故要将氢气温度上升。经研究论证，氢气温度在60℃左右时，燃料电池的利用率达到最大化，但氢气本身具有可燃性，故对其采用加热的方式并不可取。

发明内容

本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种氢燃料电池用氢气换热器及其使用方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种氢燃料电池用氢气换热器，包括换热芯体，所述换热芯体包括若干间隔设置的压缩空气流道和冷却液流道，所述压缩空气流道两端分别连接压缩空气进口腔和压缩空气出口腔，所述压缩空气进口腔和压缩空气出口腔分别连接压缩空气进口和压缩空气出口，所述换热芯体位于冷却液流道两端分别连接冷却液进口腔和冷却液出口腔，所述冷却液进口腔和冷却液出口腔分别连接冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液出口腔内安装氢气管道，所述氢气管道的进气口和出气口均穿过冷却液出口腔延伸到外侧。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述换热芯体位于压缩空气流道和冷却液流道之间通过隔板分隔，所述换热芯体上、下连接上盖板和下盖板。

所述压缩空气流道内均包括压缩空气换热翅片以及压缩空气换热翅片两侧的短封条，所述冷却液流道内均包括冷却液换热翅片以及冷却液换热翅片两侧的长封条。

所述压缩空气换热翅片的高度为6mm，所述冷却液换热翅片的高度为2.5mm。

所述氢气管道包括U形管道，所述U形管道两端通过两根圆弧管分别连接进氢气管和出氢气管，所述进氢气管和出氢气管另一端均延伸到冷却液出口腔外侧。

一种氢燃料电池用氢气换热器的使用方法，包括以下步骤：

1)加热冷凝液：压缩空气从压缩空气进口腔的压缩空气进口进入，并送入压缩空气流道内，同时冷却液从冷却液进口腔的冷却液进口进入，并送入冷却液流道，冷却液流道内的冷却液与压缩空气流道内的压缩空气换热，加热冷却液，换热冷却后的压缩空气从压缩空气出口腔的压缩空气出口排出换热器，换热加热后的冷却液进入冷却液出口腔；

2)加热氢气：加热后的冷却液进入冷却液出口腔，同时，储氢罐内氢气通过进气口进入氢气管道，并送入氢气管道位于冷却液出口腔内部分，与冷却液出口腔内的冷却液换热，即可加热氢气至合适氢燃料电池燃烧使用的温度，加热后的氢气从氢气管道的出气口排出送入氢燃料电池，供氢燃料电池使用，换热冷却的冷却液从冷却液出口腔的冷却液出口排出。