[发明专利]燃料电池热电联供系统中的供热系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池热电联供系统中的供热系统，包括：电堆和重整器，电堆与重整器之间的第一换热器上的第一冷却出水管连接至电堆，电堆的电堆冷却水出水管连接至第二换热器的加热介质进口，第二换热器的加热介质出口与第一换热器的第一冷却进水管相连接；第二换热器的被加热介质的进口和出口分别连接有第二换热器进水管和第二换热器出水管，第二换热器进水管与第三换热器的出水口连接，第二换热器出水管连接至储热水罐，储热水罐上的加热水管连接至第三换热器的进水口，加热水管上设置有加热水泵；重整器的废气输出管与第三加热器；储热水罐上设置有补水管和热水输出管。本发明的优点在于：充分利用热能，从而很好地为用户服务。

技术领域

本发明涉及燃料电池的热电联供系统技术领域，具体涉及燃料电池热电联供系统中的供热系统。

背景技术

燃料电池的热电联供系统，通常包括：电堆以及重整器，重整器将含氢的化合物转化成富含氢气的重整气供电堆发电使用，重整气中的氢气在电堆中与空气中的氧气发生电化学反应，从而将化学能转化成电能输出给用户。燃料在重整器中燃烧供热，燃烧产生的废气从重整器中排出。燃料电池热电联供系统中的供热系统主要利用重整器输出的重整气的热量和电堆工作时内部产生的热量，从而产生热水供用户使用。

目前，燃料电池热电联供系统中的存在以下问题：一、热能利用率有待进一步提高。二、供热功率无法超出燃料电池电堆的满负荷工作时的最大负载热功率，因此不能更好地满足用户需求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种燃料电池热电联供系统中的供热系统，其能充分利用重整气的热量以及与电堆的热量，热能利用率高；供热功率能超出电堆的满负荷工作时的最大负载热功率，从而能更好地满足用户需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：燃料电池热电联供系统中的供热系统，包括：电堆和重整器，电堆与重整器之间设置有重整气输送管，重整气输送管上设置有用于对重整气进行降温的第一换热器；第一换热器上设置有第一冷却进水管和第一冷却出水管，第一冷却出水管连接至电堆的电堆冷却水进口，电堆的冷却水出口连接有电堆冷却水出水管，电堆冷却水出水管连接至第二换热器的加热介质进口，第二换热器的加热介质出口与第一冷却进水管相连接，所述的第一冷却进水管上连接有带阀的第一进水管；第二换热器的被加热介质进口和被加热介质出口分别连接有第二换热器进水管和第二换热器出水管，第二换热器进水管与第三换热器的出水口连接，第二换热器出水管连接至储热水罐，储热水罐上设置有加热水管，所述的加热水管连接至第三换热器的进水口，加热水管上设置有能不断将水向第三换热器泵送的加热水泵；重整器的废气输出管与第三加热器的加热介质进口连接，第三加热器的加热介质出口连接有废气排出管；储热水罐上设置有补水管和热水输出管。

进一步地，前述的燃料电池热电联供系统中的供热系统，其中，电堆冷却水出水管上设置有第一流量比例控制三通阀，第一流量比例控制三通阀上连接有第一连接管，第一连接管与第一冷却进水管相连接；储热水罐与第二换热器之间的第二换热器出水管上设置有第二流量比例控制三通阀，第二流量比例控制三通阀上连接有第二连接管，第二连接管与第二换热器进水管相连接。

更进一步地，前述的燃料电池热电联供系统中的供热系统，其中，第二流量比例控制三通阀与第二换热器之间的第二换热器出水管上设置有电加热器，所述的电加热器与电堆的电能输出端之间电连接，电加热器所需的电能由电堆提供；电堆以最大负载电功率输出时，且其中的一部分电能给电加热器供电，电加热器对经过的水进一步加热。

更进一步地，前述的燃料电池热电联供系统中的供热系统，其中，重整气输送管上还连接有储存输送管，储存输送管上设置有压缩机和重整气储罐，重整气输送管中的重整气能在压缩机的作用下存储在重整气储罐中；重整气储罐的输出端与电堆的阳极输入端连接，重整气储罐中的重整气能输送至电堆。

再进一步地，前述的燃料电池热电联供系统中的供热系统，其中，电堆的电能输出端设置有锂电池，电堆产生的电能可以储存在锂电池中，锂电池能向外输出电能或为燃料电池热电联供系统提供电能。