一种制氢碱水冷却装置的制作方法

1.本发明涉及冷却装置技术领域，尤其涉及一种制氢碱水冷却装置。


背景技术：

2.为了减少电能的浪费，国网发展氢电项目，具体的，将富余的电能用于电解制氢，在用电高峰期的时候氢燃料电池利用氢气发电供人们使用。目前国网利用制氢系统制氢，制氢系统包括电解罐、空压机和储氢罐，电解罐电解碱水生成氢气，碱水一般采用氢氧化钾溶液，氢气经过空压机的压缩而进入储氢罐，用电高峰期氢燃料电池利用储氢罐内的氢气发电。电解罐在电解碱水的过程中，碱水会温度升高，碱水电解的适宜的温度一般为七十摄氏度左右，为了防止碱水的温度继续升高，制氢系统需要设置冷却装置以降低碱水的温度，现有的电解罐为了用电安全起见往往设置在室内，而冷却装置现在一般采用的是液冷，具体的，电解罐通过管路将电解罐内的碱水流动至冷却装置，冷却装置通过冷却水冷却管路，从而降低管路内的碱水，碱水降温后经过管路回流至电解罐，为了冷却装置的散热通风，冷却装置一般设置在室外，一方面冷却装置设置在室外将导致占用额外的土地，另一方面，为了使得碱水流动至冷却装置，需要设置长度很长的管路，增加了施工的成本，也增加了维护的成本。


技术实现要素：

3.本发明为了解决现有的制冷方式占用土地较多，并且施工和维护成本较多的缺点，提出一种制氢碱水冷却装置，占用土地少并且施工和维护成本较少。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种制氢碱水冷却装置，包括和电解罐连接的输出管、设置在输出管上的缓冲罐、设置在缓冲罐的下侧的储液罐，电解罐、储液罐和缓冲罐均设置在建筑内，电解罐通过进液管和储液罐连接，电解罐通过出液管和储液罐连接，进液管设置有水泵，制氢碱水冷却装置还包括压缩泵、膨胀阀、吸热管、散热管，散热管至少部分设置在缓冲罐内，且压缩泵通过散热管和膨胀阀连接，吸热管至少部分设置在储液罐内，且压缩泵通过吸热管和膨胀阀连接，吸热管、压缩泵、散热管、膨胀阀之间构成回路，回路内设置有制冷剂。
5.通过上述设置，减少土地的占用，并且减少施工的成本。具体的，制氢时，电解罐电解碱水而生成氢气，氢气源源不断的从输出管输出，氢气经过缓冲罐从而使得氢气的压力更加稳定，通过缓冲罐的体积比较大，从而便于容纳散热管，电解罐的碱水在水泵的作用下通过进液管进入储液罐，然后碱水经过吸热管后经过出液管回到电解罐。冷却碱水的过程为：制冷剂经过压缩泵变成高温高压的气体，制冷剂随着散热管运动进入缓冲罐，制冷剂经过散热管将热量传递给氢气，源源不断的氢气经过缓冲罐吸收散热管上的热量，从而使得制冷剂的温度降低，进而使得制冷剂变成液体，当制冷剂运动至膨胀阀后，膨胀阀将液体的制冷剂扩散而变成低温低压的气体的制冷剂，低温低压的制冷剂沿着吸热管运动进入储液罐并吸收碱水的热量，使得碱水的温度降低，循环往复下，即可将碱水的热量源源不断的传
递给氢气，从而可将碱水维持在一定的温度范围。其中，制冷剂采用高温制冷剂，如氟利昂，参考现有的高温空调，氟利昂适用于高温环境下工作，可将热量传递至温度高达八十摄氏度的环境的大气中，本技术中通过制冷剂可将热量传递至氢气中，从而降低碱水的温度。吸收热量的氢气最后运动至建筑外并被储存在室外，室外通风性好，最终氢气的热量逐渐散发至大气，氢气的温度逐渐降低。本技术利用压缩泵和制冷剂降温，所以不需要像现有的冷却装置那样的通风环境，本技术是将热量传递给氢气，并通过氢气将热量散发至室外大气，所以只需要将储液罐、压缩泵、膨胀阀、散热管、吸热管设置在建筑内即可，减少了室外的占地，同时，储液罐和电解罐之间的距离比较小，所以进液管和出液管的长度大大缩短，减少了施工成本和维护成本。
6.进一步的，建筑的外侧设置有空压机和储氢罐，空压机和输出管连接，空压机通过压缩管和储氢罐连接。
7.通过上述设置，氢气利用储氢罐和压缩管的较大的表面积快速将热量散发至大气中。输出管输出氢气后，氢气经过空压机的压缩然后经过压缩管进入储氢罐，储氢罐用于保存氢气，现场的储氢罐体积很大，长度超过二十米，直径超过四米，即储氢罐的表面积很大，另外现场的压缩管的距离也很长，即压缩管的表面积也很大，所以温度较高的氢气能很快速的将热量通过压缩管和储氢罐的表面散发至大气中。
8.进一步的，吸热管包括和压缩泵连接的第一分段、和膨胀阀连接的第二分段、位于储液罐内的第一螺旋段，第一分段的一端和膨胀阀连接，第一分段的另一端穿过储液罐的上侧并和第一螺旋段连接，第二分段的一端和压缩泵连接，第二分段的另一端穿过储液罐的上侧并和第一螺旋段连接。
9.通过上述设置，从膨胀阀输出的制冷剂经过第一分段、第一螺旋段、第二分段运动至压缩泵，第一螺旋段呈螺旋状，从而使得第一螺旋段的表面积较大，从而使得碱水和第一螺旋段有较大的接触面积，有利于碱水的热交换。
10.进一步的，散热管包括和压缩泵连接的第三分段、和膨胀阀连接的第四分段、设置在缓冲罐内的第二螺旋段，第三分段穿过缓冲罐的下侧并和第二螺旋段连接，第四分段穿过缓冲罐的下侧并和第二螺旋段连接。
11.通过上述设置，从压缩泵输出的制冷剂经过第三分段、第二螺旋段、第四分段运动至膨胀阀，第二螺旋段成螺旋状，从而使得氢气和第二螺旋段的接触面积较大，有利于氢气的热交换。
12.进一步的，制冷剂设置为氟利昂。
附图说明
13.图1为实施例的示意图。
14.图2为实施例的原理图。
具体实施方式
15.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
16.参见图1至图2，一种制氢碱水冷却装置，包括和电解罐11连接的输出管12、设置在输出管12上的缓冲罐13、设置在缓冲罐13的下侧的储液罐14，电解罐11、储液罐14和缓冲罐
13均设置在建筑21内，电解罐11通过进液管111和储液罐14连接，电解罐11通过出液管112和储液罐14连接，进液管111设置有水泵113，制氢碱水冷却装置还包括压缩泵15、膨胀阀16、吸热管17、散热管18，散热管18至少部分设置在缓冲罐13内，且压缩泵15通过散热管18和膨胀阀16连接，吸热管17至少部分设置在储液罐14内，且压缩泵15通过吸热管17和膨胀阀16连接，吸热管17、压缩泵15、散热管18、膨胀阀16之间构成回路，回路内设置有制冷剂。
17.通过上述设置，减少土地的占用，并且减少施工的成本。具体的，制氢时，电解罐11电解碱水而生成氢气，氢气源源不断的从输出管12输出，氢气经过缓冲罐13从而使得氢气的压力更加稳定，通过缓冲罐13的体积比较大，从而便于容纳散热管18，电解罐11的碱水在水泵113的作用下通过进液管111进入储液罐14，然后碱水经过吸热管17后经过出液管112回到电解罐11。冷却碱水的过程为：制冷剂经过压缩泵15变成高温高压的气体，制冷剂随着散热管18运动进入缓冲罐13，制冷剂经过散热管18将热量传递给氢气，源源不断的氢气经过缓冲罐13吸收散热管18上的热量，从而使得制冷剂的温度降低，进而使得制冷剂变成液体，当制冷剂运动至膨胀阀16后，膨胀阀16将液体的制冷剂扩散而变成低温低压的气体的制冷剂，低温低压的制冷剂沿着吸热管17运动进入储液罐14并吸收碱水的热量，使得碱水的温度降低，循环往复下，即可将碱水的热量源源不断的传递给氢气，从而可将碱水维持在一定的温度范围。其中，制冷剂采用高温制冷剂，如氟利昂，参考现有的高温空调，氟利昂适用于高温环境下工作，可将热量传递至温度高达八十摄氏度的环境的大气中，本技术中通过制冷剂可将热量传递至氢气中，从而降低碱水的温度。吸收热量的氢气最后运动至建筑21外并被储存在室外，室外通风性好，最终氢气的热量逐渐散发至大气，氢气的温度逐渐降低。本技术利用压缩泵15和制冷剂降温，所以不需要像现有的冷却装置那样的通风环境，本技术是将热量传递给氢气，并通过氢气将热量散发至室外大气，所以只需要将储液罐14、压缩泵15、膨胀阀16、散热管18、吸热管17设置在建筑21内即可，减少了室外的占地，同时，储液罐14和电解罐11之间的距离比较小，所以进液管111和出液管112的长度大大缩短，减少了施工成本和维护成本。
18.作为一种实现方式，建筑21的外侧设置有空压机22和储氢罐23，空压机22和输出管12连接，空压机22通过压缩管24和储氢罐23连接。
19.通过上述设置，氢气利用储氢罐23和压缩管的较大的表面积快速将热量散发至大气中。输出管12输出氢气后，氢气经过空压机22的压缩然后经过压缩管进入储氢罐23，储氢罐23用于保存氢气，现场的储氢罐23体积很大，长度超过二十米，直径超过四米，即储氢罐23的表面积很大，另外现场的压缩管的距离也很长，即压缩管的表面积也很大，所以温度较高的氢气能很快速的将热量通过压缩管和储氢罐23的表面散发至大气中。
20.作为一种实现方式，吸热管17包括和压缩泵15连接的第一分段171、和膨胀阀16连接的第二分段172、位于储液罐14内的第一螺旋段173，第一分段171的一端和膨胀阀16连接，第一分段171的另一端穿过储液罐14的上侧并和第一螺旋段173连接，第二分段172的一端和压缩泵15连接，第二分段172的另一端穿过储液罐14的上侧并和第一螺旋段173连接。
21.通过上述设置，从膨胀阀16输出的制冷剂经过第一分段171、第一螺旋段173、第二分段172运动至压缩泵15，第一螺旋段173呈螺旋状，从而使得第一螺旋段173的表面积较大，从而使得碱水和第一螺旋段173有较大的接触面积，有利于碱水的热交换。
22.作为一种实现方式，散热管18包括和压缩泵15连接的第三分段181、和膨胀阀16连
接的第四分段182、设置在缓冲罐13内的第二螺旋段183，第三分段181穿过缓冲罐13的下侧并和第二螺旋段183连接，第四分段182穿过缓冲罐13的下侧并和第二螺旋段183连接。
23.通过上述设置，从压缩泵15输出的制冷剂经过第三分段181、第二螺旋段183、第四分段182运动至膨胀阀16，第二螺旋段183成螺旋状，从而使得氢气和第二螺旋段183的接触面积较大，有利于氢气的热交换。
24.作为一种实现方式，制冷剂设置为氟利昂。
25.应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。