專利名稱：燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法(heating system for fuel cell and control method thereof)，通過本發(fā)明燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法，可以利用轉(zhuǎn)化裝置排出的氣體進行制熱以及溫水供應(yīng)，或者啟動水分供應(yīng)裝置向轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分。
背景技術(shù)：
一般，燃料電池是指將燃料所具有的能量直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。一般在電池組(stack)的內(nèi)部，在高分子電解質(zhì)膜兩邊設(shè)置多孔質(zhì)的陽極(anode)和陰極(cathode)，向上述陽極(氧化電極或者燃料極)供應(yīng)氫氣或者含有氫氣的燃料氣體，向上述陰極(還原電極或者空氣極)供應(yīng)含有氧氣的氧化氣體。在上述過程中，在上述陽極，作為燃料的氫氣產(chǎn)生電化學還原反應(yīng)；在上述陰極，作為氧化劑的氧氣產(chǎn)生電化學氧化反應(yīng)；這時通過生成的電子的移動，產(chǎn)生電和熱量。
在上述燃料電池中，上述電池組的電解質(zhì)膜變得干燥之后，氫氣離子(H+)的傳導率將下降；另外電解質(zhì)膜收縮之后，會增加膜和電極的接觸阻抗，降低上述電池組的性能。所以一般向上述電池組供應(yīng)燃料或者空氣時，總是將水轉(zhuǎn)換成水蒸氣狀態(tài)一起供應(yīng)。
另外，轉(zhuǎn)化裝置用于向上述電池組供應(yīng)氫氣，燃料流入到形成在上述轉(zhuǎn)化裝置內(nèi)部的反應(yīng)爐內(nèi)。同時上述轉(zhuǎn)化裝置的噴燈啟動產(chǎn)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，通過上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成的氫氣也供應(yīng)到上述電池組。下面對上述轉(zhuǎn)化裝置的反應(yīng)機制(mechanism)進行更詳細的說明。
------(1)------(2)如上述反應(yīng)式(1)所示，將甲烷(methane)，也就是液化天然氣(LNG)的主成分，供應(yīng)到上述轉(zhuǎn)化裝置，則供應(yīng)的甲烷分為兩部分，一部分甲烷用于產(chǎn)生氫氣，但是上述反應(yīng)式在600度以上的高溫條件下才能成立，為了滿足上述600度以上的高溫狀態(tài)，另一部分甲烷作為燃料供應(yīng)給安裝在上述轉(zhuǎn)化裝置內(nèi)部的噴燈(burner)。水(H2O)與用于產(chǎn)生上述氫氣的燃料進行反應(yīng)，上述水(H2O)以高溫的氣體狀態(tài)進行供應(yīng)。
另外，在上述反應(yīng)式(1)中生成的一氧化碳(CO)會導致上述燃料電池催化劑的活性下降，成為其性能降低的原因，所以必須除去一氧化碳(CO)。如反應(yīng)式(2)所示，除去一氧化碳(CO)的過程是將一氧化碳(CO)與水(H2O)進行反應(yīng)，除去上述一氧化碳(CO)，同時生成氫氣(H2)。
另外，在上述反應(yīng)式中(2)式中，在800度條件下執(zhí)行一次反應(yīng)，在200度條件下執(zhí)行二次反應(yīng)，使上述轉(zhuǎn)化裝置內(nèi)部溫度上升的噴燈產(chǎn)生熱量，在轉(zhuǎn)化反應(yīng)之后，將含有高溫燃燒熱的氣體排出到外部。
但是，在具有上述結(jié)構(gòu)的已有技術(shù)燃料電池中，上述轉(zhuǎn)化裝置排出的氣體含有高溫燃燒熱，就直接排出到外部，沒有有效利用上述熱量，所以導致了能源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題的提出，本發(fā)明的目的是提供一種能夠帶來如下效果的燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法通過有效利用轉(zhuǎn)化裝置排出的排出氣體中所包含的熱量，提高能源的利用效率。
為了實現(xiàn)上述本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種燃料電池的熱利用系統(tǒng)，其特征在于大體上包括轉(zhuǎn)化裝置、電池組、主排氣線、支排氣線和開閉閥門。上述轉(zhuǎn)化裝置利用供應(yīng)的燃料生成氫氣；在上述電池組中，在電解質(zhì)兩側(cè)分別設(shè)置有陽極和陰極，向上述陽極供應(yīng)上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的氫氣或者含有氫氣的燃料，向上述陰極供應(yīng)氧氣或者含有氧氣的氧化劑，通過氫氣和氧氣的電化學反應(yīng)產(chǎn)生電和熱量；上述主排氣線引導上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體，上述主排氣線上安裝有溫水發(fā)生裝置，上述溫水發(fā)生裝置利用上述排出氣體對水進行加熱；上述支排氣線從上述主排氣線分支形成，用于引導排出氣體，上述支排氣線上安裝有水分供應(yīng)裝置，上述水分供應(yīng)裝置利用上述排出氣體向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；上述開閉閥門用于選擇性地將上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體引導向上述主排氣線和支排氣線。
本發(fā)明還提供包括一種燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法，其特征在于，包括如下四個階段第一階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量在設(shè)定流量以上時，向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；第二階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量不在設(shè)定流量以上時，向上述儲水罐供應(yīng)水的同時向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；第三階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度不在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量在設(shè)定流量以上時，對儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水進行加熱；第四階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度不在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量不在設(shè)定流量以上時，向上述儲水罐供應(yīng)水的同時對該水進行加熱。
通過上述對本發(fā)明的說明，可以了解到本發(fā)明燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法可以帶來如下效果首先，轉(zhuǎn)化裝置向生成電和熱量的電池組供應(yīng)氧氣，利用上述轉(zhuǎn)化裝置排出的氣體啟動溫水發(fā)生裝置的熱交換機，通過上述熱交換機的啟動對儲藏在儲水罐內(nèi)的水進行加熱；或者利用上述排出氣體啟動水分供應(yīng)裝置的蒸汽發(fā)生器和加濕裝置，通過上述蒸汽發(fā)生器和加濕裝置的啟動，向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分，提高了上述燃料電池的能源利用效率。
另外，測定儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水的溫度和流量，感知熱量，通過上述感知信號啟動開閉閥門，通過上述開閉閥門選擇性地啟動上述溫水發(fā)生裝置和水分供應(yīng)裝置，實現(xiàn)了燃料電池的自動化并提高了能源利用效率。


圖1顯示出本發(fā)明實施例的燃料電池熱利用系統(tǒng)的示意圖。
圖2顯示出上述圖1的燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法執(zhí)行過程的流程圖。
主要部件附圖標記說明1燃料罐 2電池組3電解質(zhì)膜 4燃料極5空氣極 6燃料供應(yīng)線10轉(zhuǎn)化裝置10a反應(yīng)爐10b噴燈 11主排氣線12支排氣線13開閉閥門20溫水發(fā)生裝置 21儲水罐22溫水循環(huán)流路23熱交換機24泵 25上水道補充流路25a上水道調(diào)節(jié)閥門 30水分供應(yīng)裝置31蒸汽發(fā)生器 32加濕裝置
具體實施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明實施例的燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法進行更詳細的說明。
圖1顯示出本發(fā)明實施例的燃料電池的熱利用系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，燃料電池的熱利用系統(tǒng)大體上包括燃料罐1、轉(zhuǎn)化裝置(Reformer)10和電池組(Stack)2。上述燃料罐1內(nèi)裝有汽油或者其他碳氫氣體(LNG，LPG，CH3OH...)系列的燃料；上述轉(zhuǎn)化裝置10連結(jié)在上述燃料罐1上，能使燃料生成氫氣；上述電池組2連結(jié)在上述轉(zhuǎn)化裝置10上，上述轉(zhuǎn)化裝置10生成的氫氣在上述電池組2上產(chǎn)生還原反應(yīng)，單獨供應(yīng)的氧氣在上述電池組2上產(chǎn)生還原反應(yīng)，從而生成電和熱量。在上述電池組2中，在電解質(zhì)膜3兩側(cè)分別形成燃料極(陽極)4和空氣極(陰極)5。向上述燃料極4供應(yīng)氫氣或者含有氫氣的燃料物質(zhì)；向上述空氣極5供應(yīng)有含有氧氣的氧化劑。
上述轉(zhuǎn)化裝置10大體上包括主排氣線11、支排氣線12和開閉閥門13。在上述轉(zhuǎn)化裝置10內(nèi)部安裝有反應(yīng)爐10a和噴燈10b。上述主排氣線11用于引導上述轉(zhuǎn)化裝置10生成的排出氣體，上述主排氣線11上設(shè)置有溫水發(fā)生裝置20，上述溫水發(fā)生裝置20利用被引導的上述排出氣體對水進行加熱；上述支排氣線12從上述主排氣線11分出，上述支排氣線12也引導排出氣體，上述支排氣線12上設(shè)置有水分供應(yīng)裝置30，上述水分供應(yīng)裝置30利用被引導的上述排出氣體向上述轉(zhuǎn)化裝置10和電池組2供應(yīng)水分；上述開閉閥門13安裝在上述主排氣線11與上述支排氣線12的分支點上，上述開閉閥門13用于選擇性地引導在上述轉(zhuǎn)化裝置10產(chǎn)生的排出氣體供應(yīng)給上述主排氣線11和支排氣線12。
上述溫水發(fā)生裝置20大體上包括儲水罐21、溫水循環(huán)流路22和熱交換機23。上述儲水罐21上安裝有溫度傳感器21a和液位計(level gage)21b，上述溫度傳感器21a用于向上述開閉閥門13提供控制信號；上述溫水循環(huán)流路22與上述儲水罐21相連通，使得上述儲水罐21內(nèi)的水向外部流動；上述熱交換機23連接上述溫水循環(huán)流路22的一端。上述熱交換機23安裝在上述主排氣線11上，利用上述排出氣體對上述溫水循環(huán)流路22的水進行加熱。上述溫水循環(huán)流路22的中間位置設(shè)置有泵24和上水道補充流路25。上述泵24對通過上述溫水循環(huán)流路22循環(huán)的水施加流動力；上述上水道補充流路25向上述儲水罐21供應(yīng)上水，在上述上水道補充流路25上設(shè)置有上水道調(diào)節(jié)閥門25a。
上述水分供應(yīng)裝置30由蒸汽發(fā)生器(steam generator)31和加濕裝置32串聯(lián)在上述支排氣線12上。上述蒸汽發(fā)生器31利用上述排出氣體向上述轉(zhuǎn)化裝置10供應(yīng)水蒸氣；上述加濕裝置32利用上述排出氣體向上述電池組2供應(yīng)水分。
下面對具有上述結(jié)構(gòu)的燃料電池的熱利用系統(tǒng)的作用效果和系統(tǒng)控制方法進行說明。
在上述燃料電池中，從裝有汽油或者其他碳氫氣體(LNG，LPG，CH3OH...)系列燃料的上述燃料罐1供應(yīng)的燃料液與水和空氣混合，通過上述燃料供應(yīng)線6流入到上述轉(zhuǎn)化裝置10內(nèi)。其中，上述燃料液的一部分流入到上述轉(zhuǎn)化裝置10的噴燈10b內(nèi)進行燃燒，其余部分流入到上述反應(yīng)爐10a內(nèi)，經(jīng)過脫硫反應(yīng)和轉(zhuǎn)化反應(yīng)以及氫氣精制反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。上述氫氣供應(yīng)給上述電池組2的燃料極4，與供應(yīng)給上述空氣極5的氧氣一起經(jīng)過電化學反應(yīng)產(chǎn)生電和熱量。其中，上述電經(jīng)過電力轉(zhuǎn)換器(附圖中沒有顯示出)將電供應(yīng)給各個電子產(chǎn)品，成為電源。
這時，上述轉(zhuǎn)化裝置10的噴燈10b產(chǎn)生的燃燒熱含在排出氣體內(nèi)，利用上述排出氣體的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法大體上包括如下四個階段。第一階段如圖2所示，通過安裝在上述儲水罐21上的溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度，如果測定溫度T高于設(shè)定溫度T0，則通過安裝在上述儲水罐21上的液位計21b測定水的流量L，上述測定流量L高于設(shè)定流量L0時，向上述轉(zhuǎn)化裝置10和電池組2供應(yīng)水分；第二階段通過安裝在上述儲水罐21上的溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度，如果測定溫度T在設(shè)定溫度T0以上，通過安裝在上述儲水罐21上的液位計21b測定出的水的流量L不在設(shè)定流量L0以上時，則向上述儲水罐21供應(yīng)水的同時，向上述轉(zhuǎn)化裝置10和電池組2供應(yīng)水分；第三階段通過安裝在上述儲水罐21上的溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度，如果溫度T不在設(shè)定溫度T0以上，通過安裝在上述儲水罐21上的液位計21b測定出的水的流量L在設(shè)定流量L0以上時，對儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水進行加熱；第四階段通過安裝在上述儲水罐21上的溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度，如果測定溫度T不在設(shè)定溫度T0以上，通過安裝在上述儲水罐21上的液位計21b測定出的水的流量L不在設(shè)定流量L0以上時，向上述儲水罐21供應(yīng)水的同時，對該水進行加熱。
上述第一階段包括判斷水溫的階段、供應(yīng)排出氣體階段、判斷水的流量階段和調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段。
判斷水溫的階段利用上述溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度之后，判斷水的溫度T是否在設(shè)定溫度T0以上。供應(yīng)排出氣體階段如果上述水的溫度T在設(shè)定溫度T0以上時，啟動上述開閉閥門13，向上述支排氣線12供應(yīng)排出氣體。判斷水的流量階段利用上述液位計21b測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的流量之后，判斷水的流量L是否在設(shè)定流量L0以上。調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段利用向上述支排氣線12供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述支排氣線12上的蒸汽發(fā)生器31，向上述轉(zhuǎn)化裝置10供應(yīng)水分；同時啟動上述加濕裝置32，向上述電池組2添加水分。當上述水的流量L在設(shè)定流量L0以上時，關(guān)閉上述上水道補充流路25的上水道調(diào)節(jié)閥門25a，中斷上水補充；中斷上述泵24的工作，中斷水循環(huán)到溫水循環(huán)流路22內(nèi)部被加熱。
上述第二階段包括判斷水溫的階段、供應(yīng)排出氣體階段、判斷水的流量階段和調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段。判斷水溫的階段利用上述溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度之后，判斷水的溫度T是否在設(shè)定溫度T0以上。供應(yīng)排出氣體階段如果上述水的溫度T在設(shè)定溫度T0以上時，啟動上述開閉閥門13，向上述支排氣線12供應(yīng)排出氣體。判斷水的流量階段利用上述液位計21b測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的流量之后，判斷水的流量L是否在設(shè)定流量L0以上。調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段利用向上述支排氣線12供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述支排氣線12上的蒸汽發(fā)生器31，向上述轉(zhuǎn)化裝置10供應(yīng)水分；同時啟動上述加濕裝置32，向上述電池組2添加水分。當上述水的流量L不在設(shè)定流量L0以上時，中斷上述泵24的工作，中斷水循環(huán)到上述溫水循環(huán)流路22內(nèi)部被加熱；打開上述上水道調(diào)節(jié)閥門25a，通過上述上水道補充流路25向上述儲水罐21補充上水。
上述第三階段包括判斷水溫的階段、供應(yīng)排出氣體階段、判斷水的流量階段和調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段。判斷水溫的階段利用上述溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度之后，判斷水的溫度T是否在設(shè)定溫度T0以上。供應(yīng)排出氣體階段如果上述水的溫度T不在設(shè)定溫度T0以上時，啟動上述開閉閥門13，向上述主排氣線11供應(yīng)排出氣體。判斷水的流量階段利用上述液位計21b測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的流量之后，判斷水的流量L是否在設(shè)定流量L0以上。調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段利用向上述主排氣線11供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述主排氣線11上的熱交換機23，對上述溫水循環(huán)流路22內(nèi)的水進行加熱。如果上述水的流量L在設(shè)定流量L0以上時，啟動上述泵25將儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水進行循環(huán)加熱；關(guān)閉上述上水道調(diào)節(jié)閥門25a，中斷通過上述上水道補充流路25供應(yīng)上水。
上述第四階段包括判斷水溫的階段、供應(yīng)排出氣體階段、判斷水的流量階段和調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段。判斷水溫的階段利用上述溫度傳感器21a測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的溫度之后，判斷水的溫度T是否在設(shè)定溫度T0以上。供應(yīng)排出氣體階段如果上述水的溫度T不在設(shè)定溫度T0以上時，啟動上述開閉閥門13，向上述主排氣線11供應(yīng)排出氣體。判斷水的流量階段利用上述液位計21b測定儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水的流量之后，判斷水的流量L是否在設(shè)定流量L0以上。調(diào)節(jié)上水道調(diào)節(jié)閥門25a和泵24的階段利用向上述主排氣線11供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述主排氣線11上的熱交換機23，對上述溫水循環(huán)流路22內(nèi)的水進行加熱。如果上述水的流量L不在設(shè)定流量L0以上時，中斷上述泵24的工作，中斷儲藏在上述儲水罐21內(nèi)的水通過上述溫水循環(huán)流路22進行循環(huán)；打開上述上水道調(diào)節(jié)閥門25a，使得向上述上水道補充流路25供應(yīng)的上水通過上述熱交換機23被加熱，儲藏在上述儲水罐21內(nèi)。
綜上所述，通過本發(fā)明的燃料電池的熱利用系統(tǒng)以及其控制方法可以帶來如下效果利用上述轉(zhuǎn)化裝置排出的排出氣體啟動上述溫水發(fā)生裝置，或者啟動上述水分供應(yīng)裝置，提高了燃料電池的能源利用效率。
到目前為止，雖然以本發(fā)明的實施例為中心進行了詳細的說明，但是在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般知識的人員在本發(fā)明的基本技術(shù)思想范圍內(nèi)可以提出很多變形。本發(fā)明的基本技術(shù)思想體現(xiàn)在專利請求保護范圍內(nèi)，與之同等范圍內(nèi)的所有差異點都應(yīng)該解釋為屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池的熱利用系統(tǒng)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)化裝置、電池組、主排氣線、支排氣線和開閉閥門；上述轉(zhuǎn)化裝置利用供應(yīng)的燃料生成氫氣；在上述電池組中，在電解質(zhì)兩側(cè)分別設(shè)置有陽極和陰極，向上述陽極供應(yīng)上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的氫氣或者含有氫氣的燃料，向上述陰極供應(yīng)氧氣或者含有氧氣的氧化劑，通過上述氫氣和氧氣的電化學反應(yīng)產(chǎn)生電和熱量；上述主排氣線引導上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體，上述主排氣線安裝有溫水發(fā)生裝置，上述溫水發(fā)生裝置利用上述排出氣體對水進行加熱；上述支排氣線從上述主排氣線分支形成，用于引導排出氣體，上述支排氣線上安裝有水分供應(yīng)裝置，上述水分供應(yīng)裝置利用上述排出氣體向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；上述開閉閥門用于選擇性地將上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體引導向上述主排氣線和支排氣線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)，其特征在于上述溫水發(fā)生裝置大體上包括儲水罐、溫水循環(huán)流路和熱交換機；上述儲水罐上安裝有溫度傳感器和液位計，上述溫度傳感器用于向上述開閉閥門提供控制信號；上述溫水循環(huán)流路與上述儲水罐相連通，使得上述儲水罐內(nèi)的水向外部流動；上述熱交換機連接上述溫水循環(huán)流路的一端，上述熱交換機安裝在上述主排氣線上，利用上述排出氣體對上述溫水循環(huán)流路的水進行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)，其特征在于上述溫水循環(huán)流路上設(shè)置有泵和上水道補充流路；上述泵對通過上述溫水循環(huán)流路循環(huán)的水施加流動力；上述上水道補充流路向上述儲水罐供應(yīng)上水，在上述上水道補充流路上設(shè)置有上水道調(diào)節(jié)閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)，其特征在于上述水分供應(yīng)裝置由蒸汽發(fā)生器和加濕裝置串聯(lián)在上述支排氣線上；上述蒸汽發(fā)生器利用上述排出氣體向上述轉(zhuǎn)化裝置供應(yīng)水蒸氣；上述加濕裝置利用上述排出氣體向上述電池組供應(yīng)水分。
5.一種燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法，其特征在于，包括如下四個階段第一階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量在設(shè)定流量以上時，向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；第二階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量不在設(shè)定流量以上時，向上述儲水罐供應(yīng)水的同時向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；第三階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度不在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量在設(shè)定流量以上時，對儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水進行加熱；第四階段測定上述儲水罐的溫度，如果測定溫度不在設(shè)定溫度以上，上述儲水罐的流量不在設(shè)定流量以上時，向上述儲水罐供應(yīng)水的同時對該水進行加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法，其特征在于上述第一階段包括測定水溫的階段、排出氣體供應(yīng)階段、測定流量的階段和循環(huán)水和上水控制階段；測定水溫的階段利用安裝在上述儲水罐上的溫度傳感器測定儲藏在儲水罐內(nèi)的水的溫度；排出氣體供應(yīng)階段在上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體向主排氣線排出，在上述主排氣線與支排氣線分開的分支點上安裝有開閉閥門，上述開閉閥門根據(jù)上述溫度傳感器測定出的溫度進行啟動，向上述支排氣線供應(yīng)上述排出氣體；測定流量的階段利用安裝在上述儲水罐上的液位計測定儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水的流量；循環(huán)水和上水控制階段利用向上述支排氣線供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述支排氣線上的水分供應(yīng)裝置，向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分的同時，根據(jù)上述液位計測定出的水的流量，中斷用于加熱上述儲水罐內(nèi)的水的循環(huán)和上水補充。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法，其特征在于上述第二階段包括測定水溫的階段、排出氣體供應(yīng)階段、測定流量的階段和循環(huán)水和上水控制階段；測定水溫的階段利用安裝在上述儲水罐上的溫度傳感器測定儲藏在儲水罐內(nèi)的水的溫度；排出氣體供應(yīng)階段上述開閉閥門根據(jù)上述溫度傳感器測定出的溫度進行啟動，向上述支排氣線供應(yīng)上述排出氣體；測定流量的階段利用安裝在上述儲水罐上的液位計測定儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水的流量；循環(huán)水和上水控制階段利用向上述支排氣線供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述支排氣線上的水分供應(yīng)裝置，向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分的同時，根據(jù)上述液位計測定出的水的流量，中斷向上述儲水罐循環(huán)用于加熱的水，并補充上水。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法，其特征在于上述第三階段包括測定水溫的階段、排出氣體供應(yīng)階段、測定流量的階段和循環(huán)水和上水控制階段；測定水溫的階段利用安裝在上述儲水罐上的溫度傳感器測定儲藏在儲水罐內(nèi)的水的溫度；排出氣體供應(yīng)階段上述開閉閥門根據(jù)上述溫度傳感器測定出的溫度進行啟動，向上述主排氣線供應(yīng)上述排出氣體；測定流量的階段利用安裝在上述儲水罐上的液位計測定儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水的流量；循環(huán)水和上水控制階段利用向上述主排氣線供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述主排氣線上的溫水發(fā)生裝置，向儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水進行加熱的同時，根據(jù)上述液位計測定出的水的流量，向上述儲水罐內(nèi)循環(huán)用于加熱的水，并中斷上水補充。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的熱利用系統(tǒng)控制方法，其特征在于上述第四階段包括測定水溫的階段、排出氣體供應(yīng)階段、測定流量的階段和循環(huán)水和上水控制階段；測定水溫的階段利用安裝在上述儲水罐上的溫度傳感器測定儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水的溫度；排出氣體供應(yīng)階段上述開閉閥門根據(jù)上述溫度傳感器測定出的溫度進行啟動，向上述主排氣線供應(yīng)上述排出氣體；測定流量的階段利用安裝在上述儲水罐上的液位計測定儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水的流量；循環(huán)水和上水控制階段利用向上述主排氣線供應(yīng)的排出氣體，啟動安裝在上述主排氣線上的溫水發(fā)生裝置，向儲藏在上述儲水罐內(nèi)的水進行加熱的同時，根據(jù)上述液位計測定出的水的流量，對補充到上述儲水罐的上水進行加熱，并中斷上述儲水罐內(nèi)的水向外部循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供的燃料電池的熱利用系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)化裝置利用供應(yīng)的燃料生成氫氣；在電池組中，設(shè)置有陽極和陰極，向上述陽極供應(yīng)氫氣或者含有氫氣的燃料，向上述陰極供應(yīng)氧氣或者含有氧氣的氧化劑，通過電化學反應(yīng)產(chǎn)生電和熱量；主排氣線引導上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體，上述主排氣線上安裝有溫水發(fā)生裝置，上述溫水發(fā)生裝置利用上述排出氣體對水進行加熱；支排氣線從上述主排氣線分支形成，引導排出氣體，上述支排氣線上安裝有水分供應(yīng)裝置，水分供應(yīng)裝置利用上述排出氣體向上述轉(zhuǎn)化裝置和電池組供應(yīng)水分；開閉閥門用于選擇性地將上述轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的排出氣體引導向上述主排氣線和支排氣線。通過上述本發(fā)明，提高了燃料電池的能源利用效率。
文檔編號H01M8/00GK1532973SQ0312100
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者黃龍俊, 高承兌, 張昌龍, 許成根, 金仁奎, 樸明碩, 李成煥 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司