一种燃料电池零部件测试系统加湿装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种燃料电池零部件测试系统加湿装置。


背景技术：

2.燃料电池技术主要通过电化学反应，将存储在氢气和氧气中的化学能转化为电能，发电过程真正实现了零排放，燃料电池清洁发电技术正越来越多地被应用于公共、家用动力系统领域。燃料电池系统进行氢氧反应的过程，发生在系统核心零部件电堆内部的质子交换膜材料上，为保证膜上的介质供给充足，保证反应能够充分高效进行，需要保证在膜上反应的氢气和空气介质均具备一定湿度，在进行燃料电池相关的测试时，需要使用加湿装置对入口介质进行预加湿。
3.目前存在的燃料电池加湿技术主要有鼓泡加湿、喷淋加湿和膜加湿。其中鼓泡加湿由于加湿液存在热容，因此升温降温过程比较慢，无法实现加湿后气体温度的快速调节。喷淋加湿方式，加湿后气体中含有液态水滴，可能会引起电堆水淹。使用膜加湿方式，湿度调节存在滞后。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对以上问题提供一种燃料电池零部件测试系统加湿装置，响应迅速、方便调节加湿气体的温度和湿度。
5.为达到上述目的，本实用新型公开了一种燃料电池零部件测试系统加湿装置，该燃料电池零部件测试系统加湿装置包括依次连通的混合器、控温析水装置、分水器及加热器，所述混合器连接有加湿装置，所述控温析水装置用于控制湿气的温度使湿气中多余的水析出，所述分水器用于将控温析水装置中产生的液态水分离出来，所述加热器内安装有加热装置。使用时，首先，干气通过干气入口进入混合器，加湿装置向混合器中输入水蒸气与干气混合；然后，前一步骤的产物进入控温析水装置，控温析水装置调节湿气的露点，将湿气中多余水分析出，达到目标露点；再然后，前一步骤的产物进入分水器，分水器将控温析水装置中产生的液态水分离出来；最后，前一步骤的产物进入加热器，加热装置对其进行加热，达到目标温湿度，获得合适湿度、合适温度的湿气。
6.选优的，所述加湿装置包括上部与混合器相连通的加湿水箱，所述加湿水箱内安装有第一加热模块。使用时，第一加热模块加热加湿水箱中的水，产生的水蒸气进入混合器中与干气混合。
7.选优的，所述加湿水箱连接有补水口，所述补水口上安装有单向阀。使用时，通过补水口向加湿水箱补水。
8.选优的，所述加湿水箱侧部安装有加湿水箱水位计。观察加湿水箱内的水位，方便及时补水。
9.选优的，所述控温析水装置包括析水管及循环液管，所述析水管中的湿气与循环液管中的循环液之间能够进行热量交换，所述循环液管一端连接有散热器， 所述散热器连
接有循环泵，所述循环泵连接有循环液加热箱，所述循环液加热箱内安装有第二加热模块，所述循环液加热箱与循环液管另一端连接。使用时，散热器的循环液通过循环泵进入循环液加热箱，通过控制散热器与第二加热模块使得循环液温度符合要求，温度符合要求的循环液进入循环液管，与析水管中的湿气进行热交换，通过控制湿气的温度使得湿气由不饱和变为过饱和从而析出多余的水分。
10.选优的，述循环液加热箱还连接有储液罐。储液罐用于储存循环液。
11.选优的，所述分水器内安装有竖直设置的分水滤芯，所述分水器下端安装有排水阀。使用时，湿气与分水滤芯接触，湿气中的液态水微粒聚集后落下，并由排水阀排出。
12.选优的，所述分水器侧部安装有分水器水位计。观察分水器内的水位，方便及时排水。
13.选优的，所述加热装置包括第三加热模块。第三加热模块用于将湿气控制到目标温度。
14.一种利用如上所述的燃料电池零部件测试系统加湿装置的燃料电池零部件加湿测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.s1、干气进入混合器，所述加湿装置向混合器中输入水蒸气与干气混合。
16.s2、步骤s1的产物进入析水管，所述循环液管调节析水管中湿气的温度，将湿气中多余水份析出，达到目标露点。
17.s3、步骤s2的产物进入分水器，所述分水器将析水管中产生的液态水分离出来。
18.s4、步骤s3的产物进入加热器，所述加热装置对其进行加热，达到目标温湿度。
19.综上所述，本实用新型的有益效果在于：使用时，首先，干气通过干气入口进入混合器，加湿装置向混合器中输入水蒸气与干气混合；然后，前一步骤的产物进入析水管，循环液管调节析水管中湿气的温度，将湿气中多余水分析出，达到目标露点；再然后，前一步骤的产物进入分水器，分水器将析水管中产生的液态水分离出来；最后，前一步骤的产物进入加热器，加热装置对其进行加热，达到目标温湿度，获得合适湿度、合适温度的湿气，响应迅速，方便调节。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例1中一种燃料电池零部件测试系统加湿装置的结构示意图;
21.图2是本实用新型实施例2中一种燃料电池零部件测试系统加湿装置的结构示意图;
22.图3是本实用新型实施例3中一种燃料电池零部件测试系统加湿装置的结构示意图。
23.图中：1、析水管；2、混合器；3、循环液管；4、分水器；5、加热器；6、分水器水位计；7、加湿水箱；8、补水口；9、单向阀；10、第一加热模块；11、散热器；12、循环泵；13、循环液加热箱；14、第二加热模块；15、储液罐；16、排水阀；17、第三加热模块；18、加湿水箱水位计；19、分水滤芯。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
25.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
26.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
29.实施例1，如图1所示，一种燃料电池零部件测试系统加湿装置，包括依次连通的混合器2、控温析水装置、分水器4及加热器5，混合器2连接有加湿装置，控温析水装置用于控制湿气的温度使湿气中多余的水析出，所述分水器4用于将控温析水装置中产生的液态水分离出来，加热器5内安装有加热装置。使用时，首先，干气通过干气入口进入混合器2，加湿装置向混合器2中输入水蒸气与干气混合；然后，前一步骤的产物进入控温析水装置，控温析水装置调节湿气的温度，将湿气中多余水分析出，达到目标露点；再然后，前一步骤的产物进入分水器4，分水器4将控温析水装置中产生的液态水分离出来；最后，前一步骤的产物进入加热器5，加热装置对其进行加热，达到目标温湿度，获得合适湿度、合适温度的湿气。响应迅速，方便调节。
30.加湿装置包括上部与混合器2相连通的加湿水箱7。加湿水箱7内安装有第一加热模块10，第一加热模块10采用现有技术，在此不再赘述。使用时，第一加热模块10加热加湿水箱7中的水，产生的水蒸气进入混合器2中与干气混合。
31.加湿水箱7连接有补水口8，补水口8上安装有单向阀9。使用时，通过补水口8向加湿水箱7补水。加湿水箱7侧部安装有加湿水箱水位计18。观察加湿水箱7内的水位，方便及时补水。
32.控温析水装置包括析水管1及循环液管3，析水管1中的湿气与循环液管3中的循环液之间能够进行热量交换，循环液管3内安装有第一温度传感器，循环液管3一端连接有散热器11，散热器上安装有散热风扇，根据循环液管3循环液的温度调节散热风扇的功率。散热器11连接有循环泵12，循环泵12连接有循环液加热箱13，循环液加热箱13内安装有第二加热模块14，循环液加热箱13与循环液管3另一端连接。使用时，流经散热器11的循环液通过循环泵12进入循环液加热箱13，通过控制散热器11与第二加热模块14使得循环液温度符合要求，温度符合要求的循环液进入循环液管3，与析水管1中的湿气进行热交换，通过控制
湿气的温度使得湿气由不饱和变为过饱和从而析出多余的水分。循环液加热箱13还连接有储液罐15。储液罐15用于储存循环液。
33.分水器4内安装有竖直设置的分水滤芯19，分水器4下端安装有排水阀16。使用时，湿气与分水滤芯19接触，湿气中的液态水微粒聚集后落下，并由排水阀16排出。分水器4侧部安装有分水器水位计6。观察分水器4内的水位，方便及时排水。
34.加热装置包括第三加热模块17，加热器5的出口处安装有第一湿度传感器及第二温度传感器。第三加热模块17用于将湿气控制到目标温度。
35.实施例2，如图2所示，一种燃料电池零部件测试系统加湿装置，包括依次连通的混合器2、控温析水装置、分水器4及加热器5，混合器2连接有加湿装置，控温析水装置用于控制湿气的温度使湿气中多余的水析出，所述分水器4用于将控温析水装置中产生的液态水分离出来，加热器5内安装有加热装置。控温析水装置包括析水管1及循环液管3，析水管1中的湿气与循环液管3中的循环液之间能够进行热量交换，选优的，控温析水装置采用管板式热交换器，析水管1的数量为多件，提高换热相率。
36.本实施例中其余特征与实施例1相同。
37.实施例3，如图3所示，一种燃料电池零部件测试系统加湿装置，包括依次连通的混合器2、控温析水装置、分水器4及加热器5，混合器2连接有加湿装置，控温析水装置用于控制湿气的温度使湿气中多余的水析出，所述分水器4用于将控温析水装置中产生的液态水分离出来，加热器5内安装有加热装置。控温析水装置包括析水管1及循环液管3，析水管1中的湿气与循环液管3中的循环液之间能够进行热量交换，选优的，析水管1的形状为螺旋形，提高换热相率。
38.本实施例中其余特征与实施例1相同。
39.实施例4，一种利用如实施例1到3所述的燃料电池零部件测试系统加湿装置的燃料电池零部件加湿测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
40.s1、干气进入混合器2，加湿装置向混合器2中输入水蒸气与干气混合，混合为湿气。其中加热功率根据第一湿度传感器反馈的湿度进行调节。
41.s2、步骤s1的产物进入控温析水装置，控温析水装置调节湿气的温度，将湿气中多余水分析出，达到目标露点，其中循环液的温度维持在目标露点附近，其中目标露点是基于目标温度及目标湿度。
42.s3、步骤s2的产物进入分水器4，分水器4将控温析水装置中产生的液态水分离出来，使得气体中的含水量与目标温湿度对应的含水量相同。
43.s4、步骤s3的产物进入加热器5，加热装置对其进行加热，达到目标温湿度，第三加热模块17的加热功率根据第二温度传感器反馈的温度进行调节。
44.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。