基于余热利用的燃料电池空气供给系统

摘要

本发明提供了一种基于余热利用的燃料电池空气供给系统，其包括：有机工质泵，连通外部的有机工质储液罐；第一换热器；膨胀机；冷凝器；空气压缩机；增湿器。有机工质储液罐、有机工质泵、第一换热器、膨胀机、冷凝器形成基于有机朗肯循环的余热回收循环回路；空气压缩机、第一换热器、增湿器形成增压空气供给路径；有机工质泵将有机工质储液罐中的液态有机工质泵出输送给第一换热器；第一换热器接收有机工质泵输送的液态有机工质；经过第一换热器后的液态有机工质再与燃料电池进行热交换，以吸收燃料电池的余热并蒸发为气态有机工质，气态有机工质进入膨胀机、驱动膨胀机做功，做功后的乏气进入冷凝器并冷却成液态被输送到有机工质储液罐。

主权项

一种基于余热利用的燃料电池空气供给系统，其特征在于，包括：有机工质泵(11)，连通外部的有机工质储液罐；第一换热器(12)，设置在有机工质泵(11)的下游并受控连通有机工质泵(11)；膨胀机(13)，设置在第一换热器(12)的下游并受控连通第一换热器(12)；冷凝器(14)，设置在膨胀机(13)的下游并受控连通膨胀机(13)且受控连通所述外部的有机工质储液罐；空气压缩机(15)，一侧受控连通外部空气而另一侧连通于第一换热器(12)且同轴连接于膨胀机(13)；以及增湿器(16)，一端连通于第一换热器(12)而另一端连通于燃料电池(C)；其中，外部的有机工质储液罐、有机工质泵(11)、第一换热器(12)、膨胀机(13)、冷凝器(14)形成基于有机朗肯循环的余热回收循环回路；空气压缩机(15)、第一换热器(12)以及增湿器(16)形成增压空气供给路径；有机工质泵(11)将有机工质储液罐中的液态有机工质泵出输送给第一换热器(12)；第一换热器(12)接收有机工质泵(11)输送的液态有机工质；经过第一换热器(12)后的液态有机工质再与燃料电池(C)进行热交换，以吸收燃料电池(C)的余热并蒸发为气态有机工质，随后气态有机工质进入膨胀机(13)、驱动膨胀机(13)做功，做功后的乏气进入冷凝器(14)并冷却成液态且输送到有机工质储液罐；膨胀机(13)做功驱动与其同轴的空气压缩机(15)对进入空气压缩机(15)内的空气进行压缩并向第一换热器(12)输送压缩空气，且当第一换热器(12)中同时流经液态有机工质和压缩空气时，流经第一换热器(12)的压缩空气与液态有机工质进行热交换，压缩空气放热并降温而液态有机工质吸热而升温，降温后的压缩空气经由增湿器(16)增加湿度后输送到燃料电池(C)中进行电化学反应。