【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及燃料電池，具體涉及一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)及電站。
技術介紹
1、燃料電池具有工作噪音小、環(huán)境無污染、能量轉換效率及功率密度高等特點，因此被廣泛使用于固定式發(fā)電、交通、船舶等領域。
2、溫度對燃料電池的性能影響較大，較低的溫度會使得系統(tǒng)效率很低，甚至導致燃料電池電堆內部發(fā)生水淹故障，溫度過高則可能導致燃料電池膜損壞，因此，需要對燃料電池進行熱管理控制；同時燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率在40％～50％之間，有將近一半的能量會變成熱能散失，因此利用廢熱回收技術對這部分熱能進行全面有效的回收利用是提高系統(tǒng)整體效率的重要手段，固定式電站場景為燃料電池的應用提出了新的場景需求，區(qū)別于交通領域的燃料電池(車、船)中對高電效率的要求，燃料電池熱電聯供系統(tǒng)對外輸出的綜合效率才是該場景的終極目標。
3、目前，現有的燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)中大部分都是將回收的熱量儲存或是供給外部供暖使用，并未將回收的熱量應用在燃料電池熱電聯產本身當中，導致廢熱利用效率不高，因此如何全面有效的回收利用系統(tǒng)中的廢熱進而提高系統(tǒng)的綜合效率成為一個亟待解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，有必要提供一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)及電站，用以解決現有燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)對廢熱回收利用效率低的技術問題。
2、一方面，本專利技術提供了一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，包括燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)和第一級水熱復用系統(tǒng)；
3、所
4、所述燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)用于通過冷卻水循環(huán)對燃料電池電堆進行降溫，并將所述冷卻水循環(huán)中的熱量轉換為高溫熱水并進行存儲；
5、所述第一級水熱復用系統(tǒng)用于對所述燃料電池電堆輸送空氣；
6、所述水管用于將所述高溫熱水輸送至所述第一級水熱復用系統(tǒng)，通過所述高溫熱水對所述空氣進行加熱。
7、可選的，所述電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)包括第一梯度逆流板式換熱器、緩沖罐、儲液罐、第一循環(huán)水泵、第二循環(huán)水泵、第一三通閥、第一溫度傳感器至第四溫度傳感器；
8、所述第一循環(huán)水泵設置在所述儲液罐的出口處并通過水管連接至燃料電池電堆的冷卻水入口，所述燃料電池電堆的冷卻水出口通過水管連接至所述第一梯度逆流板式換熱器的第一入水口，所述第一梯度逆流板式換熱器的第一出水口通過水管連接至所述儲液罐的入口，所述第二循環(huán)水泵設置在所述緩沖罐的出口處并通過水管連接至所述第一梯度逆流板式換熱器的第二入水口，所述第一梯度逆流板式換熱器的第二出水口通過管道和所述第一三通閥連接至所述緩沖罐的入口，所述第一溫度傳感器設置在所述冷卻水出口處，第二溫度傳感器設置在所述冷卻水入口處，第三溫度傳感器設置在所述第一梯度逆流板式換熱器的所述第二入水口處，所述第四溫度傳感器設置在所述緩沖罐的入口處。
9、可選的，還包括溫度控制器；
10、所述溫度控制器分別與所述第一循環(huán)水泵、所述第二循環(huán)水泵、所述第一溫度傳感器至第四溫度傳感器電連接；
11、所述溫度控制器用于根據所述第一溫度傳感器至第四溫度傳感器上傳的所述冷卻水入口和所述冷卻水出口的溫度值對所述第一循環(huán)水泵和所述第二循環(huán)水泵進行流速控制，以使所述燃料電池電堆的溫度保持穩(wěn)定。
12、可選的，所述電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)還包括廢熱回收裝置；
13、所述廢熱回收裝置分別與所述燃料電池電堆和所述緩沖罐連接，用于將所述燃料電池電堆產生的廢氣熱量轉換為所述高溫熱水后輸入所述緩沖罐。
14、可選的，所述第一級水熱復用系統(tǒng)包括鼓風機、第二梯度逆流板式換熱器、第三循環(huán)水泵、第五溫度傳感器和第六溫度傳感器；
15、所述第二梯度逆流板式換熱器的入水口通過水管與所述緩沖罐的入口連接，所述第二梯度逆流板式換熱器的出水口通過所述第三循環(huán)水泵和水管連接至所述第一三通閥，所述第五溫度傳感器和所述第六溫度傳感器分別設置在所述第二梯度逆流板式換熱器的入水口處和出水口處，所述鼓風機通過空氣管道連接至所述第二梯度逆流板式換熱器；
16、通過從所述第一三通閥處引入所述高溫熱水，采用所述第二梯度逆流板式換熱器對所述鼓風機引入的所述空氣進行加熱后送入燃料電池加濕器中。
17、可選的，還包括第二級水熱復用系統(tǒng)；
18、所述第二級水熱復用系統(tǒng)通過水管連接至所述第一三通閥，用于引入所述高溫熱水對所述燃料電池加濕器中的所述空氣進行二次加熱。
19、可選的，所述第二級水熱復用系統(tǒng)包括第四循環(huán)水泵、第七溫度傳感器和第八溫度傳感器；
20、所述第七溫度傳感器和所述第八溫度傳感器分別設置在所述加濕器的入水口和出水口，所述加濕器的出水口通過水管連接至所述緩沖罐的入口，所述加濕器的入水口通過水管和所述第四循環(huán)水泵連接至所述第一三通閥。
21、可選的，還包括第三級水熱復用系統(tǒng)；
22、所述第三級水熱復用系統(tǒng)通過水管連接至所述緩沖罐，用于將所述緩沖罐中未被所述第一級水熱復用系統(tǒng)和所述第二級水熱復用系統(tǒng)利用的所述高溫熱水引出并進行存儲，以供其他設備使用或對外供暖。
23、可選的，所述第三級水熱復用系統(tǒng)包括儲熱罐、第五循環(huán)水泵、第九溫度傳感器、第十溫度傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥；
24、所述儲熱罐通過不同的管道分別與所述緩沖罐和外部水源連接，所述第九溫度傳感器和所述第五循環(huán)水泵設置在所述儲熱罐與所述緩沖罐的連接管道中，所述第十溫度傳感器設置在所述外部水源與所述緩沖罐的連接管道中，所述第一電磁閥和所述第二電磁閥分別設置在所述緩沖罐和所述儲熱罐的補充水入口處，所述補充水入口為所述外部水源輸入補充水的入口。
25、另一方面，本專利技術還提供了一種電站，電站包括上述的一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)。
26、本專利技術的有益效果是：本專利技術提供的一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，包括燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)和第一級水熱復用系統(tǒng)，燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)與第一級水熱復用系統(tǒng)通過水管連接，燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)用于通過冷卻水循環(huán)對燃料電池電堆進行降溫，并將冷卻水循環(huán)中的熱量轉換為高溫熱水并進行存儲，第一級水熱復用系統(tǒng)用于對燃料電池電堆輸送空氣，水管用于將高溫熱水輸送至第一級水熱復用系統(tǒng)，通過高溫熱水對空氣進行加熱。本專利技術通過燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)對燃料電池電堆產生的廢熱進行回收的同時將回收的廢熱利用在對空氣進行加熱上，避免了回收的廢熱在存儲過程中的損耗，提高了熱電聯產的綜合效率。
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1.一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，包括燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)和第一級水熱復用系統(tǒng)；
2.根據權利要求1所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)包括第一梯度逆流板式換熱器、緩沖罐、儲液罐、第一循環(huán)水泵、第二循環(huán)水泵、第一三通閥、第一溫度傳感器至第四溫度傳感器；
3.根據權利要求2所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度控制器；
4.根據權利要求3所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)還包括廢熱回收裝置；
5.根據權利要求3所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一級水熱復用系統(tǒng)包括鼓風機、第二梯度逆流板式換熱器、第三循環(huán)水泵、第五溫度傳感器和第六溫度傳感器；
6.根據權利要求5所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二級水熱復用系統(tǒng)；
7.根據權利要求6所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述第二級水熱復用系
8.根據權利要求7所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三級水熱復用系統(tǒng)；
9.根據權利要求8所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述第三級水熱復用系統(tǒng)包括儲熱罐、第五循環(huán)水泵、第九溫度傳感器、第十溫度傳感器、第一電磁閥和第二電磁閥；
10.一種電站，其特征在于，包括如權利要求1-9任一項所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)。
...【技術特征摘要】
1.一種低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，包括燃料電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)和第一級水熱復用系統(tǒng)；
2.根據權利要求1所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)包括第一梯度逆流板式換熱器、緩沖罐、儲液罐、第一循環(huán)水泵、第二循環(huán)水泵、第一三通閥、第一溫度傳感器至第四溫度傳感器；
3.根據權利要求2所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度控制器；
4.根據權利要求3所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述電池熱電聯產熱回收系統(tǒng)還包括廢熱回收裝置；
5.根據權利要求3所述的低壓燃料電池熱電聯產多級水熱復用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一級水熱復用系統(tǒng)包括鼓風機、第二梯度逆流板式換熱器、第三循...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：謝長君，王新明，杜幫華，朱文超，楊揚，王瀚，王喆偉，楊文龍，章雷其，趙波，吳啟亮，周賢翼，曹俊輝，李梓豪，李熙志，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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