基于氢燃料电池余热的蒸汽系统的制作方法

本技术涉及氢燃料电池系统的余热利用领域，尤其是涉及一种基于氢燃料电池余热的蒸汽系统。

背景技术：

1、近两年，随着“双碳”目标的推进，各行各业对以可再生能源为主的新型能源体系越来越重视。氢气是以氢能作为长周期储能的合适介质，它是由电能通过电解水转化为氢能，再由氢能通过燃料电池转化为电能。然而，两次转化的效率仅为40%左右，转化效率低导致氢能成本更加高昂，在一定程度上限制了氢能的大规模发展。另外，在氢能通过燃料电池转化为电能时往往伴随着大量的余热，现有大多利用水吸收余热以确保燃料电池的正常工作，在产生电能的同时，回收得到可回收70℃左右的热水。然而，在非采暖季或者非采暖地区，70℃左右的热水是无法大规模利用的，这在一定程度上又限制了氢能的规模化普及。

2、在工业领域，终端能源的利用形式有50%左右是以热能的形式消耗的，这些热能大多是通过锅炉得到。然而，锅炉制汽大多以燃烧石化燃料为主，需要消耗大量的能源，且燃料在燃烧过程中也往往伴随着大量的二氧化碳。因而，如何将氢能燃料电池产生的余热进行合理的应用以得到工业生产所需的高温蒸汽对氢能燃料电池的规模化发展和降低工业生产能耗具有重要的意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种基于氢燃料电池余热的蒸汽系统，将氢燃料电池工作产生的热量回收利用，并得到温度。

2、为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

3、本实用新型所述的基于氢燃料电池余热的蒸汽系统，包括用于吸收氢燃料电池余热的余热回收单元，还包括与所述余热回收单元进行热交换的热传递单元和与所述热传递单元进行热交换的蒸汽供气单元；其中，

4、所述余热回收单元为由余热回收换热器的第一通道、循环泵和燃料电池的冷却管道通过管路依次连接而成的第一循环回路；

5、所述热传递单元为由所述余热回收换热器的第二通道、压缩机、冷凝器的第一通道和膨胀阀通过热泵工质管道依次连接而成的第二循环回路；

6、所述蒸汽供气单元包括给水管道和蒸汽管道，所述给水管道的进口与水箱连接且其出口与所述冷凝器的第二通道的进口连接，靠近所述水箱处的给水管道上还设置有给水泵；所述蒸汽管道的进口与冷凝器的第二通道的出口连接。

7、在上述技术方案中，本实用新型利用余热回收单元吸收氢燃料电池工作过程中产生的余热，余热将循环水加热并通过余热回收换热器与热传递单元的热泵工质进行热交换，将热量传递给热泵工质；吸收热量后的热泵工质和流经冷凝器内的低温水进行热交换，将低温水加热成高温蒸汽，提高了氢能的利用率。

8、在本实用新型的优选实施方式中，所述循环泵的进口和所述水箱分别与软化水管路连接；当第一循环回路中的水不足时，可通过软化水管路向第一循环回路补充循环水；所述水箱内设置有浮动球阀。

9、在本实用新型的优选实施方式中，所述水箱内还设置有溢水管路。

10、本实用新型优点在于利用循环水吸收氢燃料电池产生的余热，得到70℃左右的热水并作为低位热源，通过热传递单元（即高温热泵单元）的提升，最终可得到120~150℃的蒸汽，可以作为工业生产的热能，不仅实现了氢能的转化，还实现了余热的充分利用，提高了氢能的利用效率和使用场景。

技术特征：

1.一种基于氢燃料电池余热的蒸汽系统，包括用于吸收氢燃料电池余热的余热回收单元，其特征在于：还包括与所述余热回收单元进行热交换的热传递单元和与所述热传递单元进行热交换的蒸汽供气单元；其中，

2.根据权利要求1所述的基于氢燃料电池余热的蒸汽系统，其特征在于：所述循环泵的进口和所述水箱分别与软化水管路连接；所述水箱内设置有浮动球阀。

3.根据权利要求1所述的基于氢燃料电池余热的蒸汽系统，其特征在于：所述水箱内还设置有溢水管路。

技术总结本技术公开了一种基于氢燃料电池余热的蒸汽系统，包括余热回收单元、热传递单元和蒸汽供气单元；余热回收单元为由余热回收换热器的第一通道、循环泵和燃料电池的冷却管道通过管路依次连接而成的第一循环回路；热传递单元为由余热回收换热器的第二通道、压缩机、冷凝器的第一通道和膨胀阀连接而成的第二循环回路；蒸汽供气单元包括给水管道和蒸汽管道，给水管道与冷凝器的第二通道的进口连接；蒸汽管道与冷凝器的第二通道的出口连接。本技术利用循环水吸收氢燃料电池产生的余热，得到70℃左右的热水并作为低位热源，通过热传递单元的提升，最终可得到120~150℃的蒸汽，可作为工业生产的热能，提高了氢能的利用效率和使用场景。技术研发人员：贺世开,刘勇,刘波,王永军,郑梦星受保护的技术使用者：机械工业第六设计研究院有限公司技术研发日：20230210技术公布日：2024/1/13