[发明专利]一种基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统

权利要求书

1.一种基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统，其特征在于，包括：PEMFC单元、热管理单元、电力单元和控制单元，所述PEMFC单元包括质子交换膜燃料电池、为所述质子交换膜燃料电池提供燃料的氢气源和提供电化学反应所需空气的空气源、第一管路、第二管路；所述氢气源通过所述第一管路与所述质子交换膜燃料电池的阳极连通；所述空气源通过所述第二管路与所述质子交换膜燃料电池的阴极连通；所述热管理单元包括低温空气热源泵、相变蓄热器、第三管路、第四管路和第五管路，所述相变蓄热器用于提供生活热水和采暖季供暖负荷；所述低温空气热源泵的蒸发端通过所述第三管路与所述质子交换膜燃料电池的排气端连通；所述低温空气热源泵通过所述第四管路与所述相变蓄热器连通；所述质子交换膜燃料电池的冷却装置通过所述第五管路与所述相变蓄热器连通；所述电力单元包括储电模块、DC/DC转换模块和DC/AC转换模块，所述质子交换膜燃料电池通过DC/DC转换模块与所述储电模块电连接，所述储电模块、所述DC/DC转换模块通过所述DC/AC转换模块为用户提供电能；所述控制单元分别与所述PEMFC单元、所述热管理单元、所述电力单元电连接，用于对所述PEMFC单元、所述热管理单元、所述电力单元的实时控制。

2.根据权利要求1所述的基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统，其特征在于，所述第一管路包括循环管路和供气管路，所述循环管路分别与所述质子交换膜燃料电池的阳极氢气进口端、阳极氢气出口端连通；所述循环管路上设置有氢气循环泵、调节供气压力的第一调压阀和控制回路通断的第一电磁阀，所述第一调压阀设置于所述氢气循环泵与所述第一电磁阀之间，所述第一电磁阀设置于靠近所述阳极氢气出口端；所述供气管路的一端与所述氢气源连通，另一端与位于所述第一调压阀、所述第一电磁阀之间的所述循环管路连通；所述供气管路上设置有控制所述供气管路通断的第二电磁阀。

3.根据权利要求2所述的基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统，其特征在于，在所述循环管路上，所述第一电磁阀与所述第一调压阀之间设置有第一流量传感器、第一温度传感器，所述第一调压阀与所述氢气循环泵之间设置有第一压力传感器、第二流量传感器，所述氢气循环泵与所述阳极氢气进口端之间设置第二温度传感器；所述第二管路上依次设置有空气过滤器、阴极送风机、增湿器以及控制所述第二管路通断供气的第三电磁阀，其中，所述空气过滤器设置在靠近所述空气源的一端。

4.根据权利要求3所述的基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统，其特征在于，在所述第二管路上，所述第三电磁阀与所述质子交换膜燃料电池旳阴极进气端之间设置第三流量传感器、第三温度传感器；所述阴极送风机与所述增湿器之间设置有第二压力传感器；所述空气过滤器与所述空气源之间设置有第四温度传感器。

5.根据权利要求4所述的基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统，其特征在于，所述第三管路上设置有调节排气压力的第二调压阀；所述第四管路上设置有控制所述第四管路通断的第四电磁阀和用于气体循环的空气循环泵；其中，所述第四管路包括相变蓄热器进气管和相变蓄热器出气管，所述相变蓄热器进气管的一端与所述低温空气热源泵连通，另一端与所述相变蓄热器的进气口连通；所述相变蓄热器出气管的一端与所述低温空气热源泵连通，另一端与所述相变蓄热器的出气口连通；所述空气循环泵设置在所述相变蓄热器进气管上；所述第四电磁阀设置在所述相变蓄热器出气管上。

6.根据权利要求5所述的基于燃料电池的多能互补冷热电联产系统，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池的冷却装置包括冷却管路，所述冷却管路上依次设置有控制所述冷却管路通断的第五电磁阀、恒温阀、冷却器和冷却泵，所述冷却泵设置在靠近所述质子交换膜燃料电池的冷却液入口端；所述第五管路包括进液管和回液管，所述进液管的一端与所述恒温阀连通，另一端与所述相变蓄热器的散热器进液口连通；所述回液管的一端与所述相变蓄热器的散热器出液口连通，另一端与所述冷却泵的进液口连通。