一种电解水制氢系统的制作方法

本发明涉及电解，尤其涉及一种电解水制氢系统。

背景技术：

1、随着各国对新型绿色能源的逐渐重视，氢气由于燃烧后仅产生对环境无任何危害和污染的水而不产生任何的氮碳氧化物等温室气体而且单位质量的热值很高，已经成为最理想的新型能源，被誉为“绿电”。最近几年在电解水制氢领域，人类有了长足的技术进步，并通过近二十年以风力发电和光伏发电为主的新能源电力的不断发展，得以使得耗电能力较大的电解水制氢技术可以实现市场化大规模推广，电解水制氢成为制氢的发展新趋势。

2、电解水制氢由于技术的飞速发展和较好的经济成本，逐渐引起人们的关注，是各国研究的重点。电解水制氢系统是一种以电解液为原料通过电能对水的电解作用而产生氢气和氧气的装置，具有广阔的市场推广前景，其电解制氢的效率与温度有很大的关系，一般来说，随着温度的升高，电解液的电导率也会增加，从而提高了电解反应的速率和效率，使制氢效率提高。

3、在电解水制氢系统工作时，一般需要进行冷启动以使电解液达到适当的温度，以确保达到最佳的电解效果。但是，电解槽冷启动时长较长，效率较低，且加热频率单一。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电解水制氢系统，以使电解液的温度和电解槽本体的温度能够快速升温，提高了电解槽的电解效率，提高了电解水制氢系统的工作效率，实现了对可拆卸加热装置的加热速率的控制调节。

2、根据本发明的一方面，提供了一种电解水制氢系统，电解水制氢系统包括：

3、电解槽、循环泵、换热器、氢分离器、氧分离器、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、控制装置和可拆卸加热装置；

4、电解槽用于将电解液转化为氢气和氧气，电解槽的第一端与第一三通阀的第一端连接，第一三通阀的第二端与氢分离器的第一端连接，氢分离器用于接收电解槽产生的氢气混合物，并将氢气与高温电解液进行气液分离，氢分离器的第二端与换热器的第一端连接；

5、电解槽的第二端与第二三通阀的第一端连接，第二三通阀的第二端与氧分离器的第一端连接，氧分离器用于接收电解槽产生的氧气混合物，并将氧气与高温电解液进行气液分离，氧分离器的第二端与换热器的第一端连接；

6、换热器的第二端与循环泵的第一端连接，换热器用于调节管路内电解液的温度，并将调节后的电解液传给循环泵；循环泵的第二端与第三三通阀的第一端连接，第三三通阀的第二端与电解槽的第三端连接，循环泵用于将调节后的电解液传输给电解槽；

7、控制装置用于在可拆卸加热装置的输入端与第一三通阀的第三端和第二三通阀的第三端连接，同时在可拆卸加热装置的输出端与第三三通阀的第三端连接后，控制第一三通阀的第一端和第三端导通，控制第二三通阀的第一端和第三端导通，并控制第三三通阀的第二端和第三端导通；

8、可拆卸加热装置用于接收工作人员输入的加热时间和加热终止温度，并在可拆卸加热装置的输入端与第一三通阀的第三端和第二三通阀的第三端连接，同时在可拆卸加热装置的输出端与第三三通阀的第三端连接后，根据工作人员输入的加热时间和加热终止温度，对流入可拆卸加热装置的电解液进行加热；

9、控制装置还用于在可拆卸加热装置加热完成后，控制第一三通阀的第一端和第二端导通，控制第二三通阀的第一端和第二端导通，并控制第三三通阀的第一端和第二端导通，并控制电解槽、换热器和循环泵的工作状态。

10、进一步的，可拆卸加热装置包括加热模块、循环模块、智能控制模块和温度监控模块；

11、加热模块的第一端与第一三通阀的第三端和第二三通阀的第三端连接；加热模块的第二端与循环模块的第一端连接，循环模块的第二端与第三三通阀的第三端连接；

12、加热模块用于加热流入加热模块的电解液，并将加热后的电解液传给循环模块，循环模块用于将加热后的电解液传输给电解槽，温度监控模块用于实时检测电解液温度，并将电解液温度传输给智能控制模块；

13、智能控制模块用于接收工作人员输入的加热时间和加热终止温度，并根据接收到的电解液温度、加热时间和加热终止温度，对流入可拆卸加热装置的电解液进行加热。

14、进一步的，智能控制模块包括输入单元、控制单元和通讯单元；

15、输入单元与控制单元连接，输入单元用于接收工作人员输入的加热时间和加热终止温度，并将工作人员输入的加热时间和加热终止温度传给控制单元；

16、通讯单元与控制单元连接，通讯单元用于接收温度监控模块发送的电解液温度，并将温度监控模块发送的电解液温度发送给控制单元；

17、控制单元用于根据接收到的电解液温度、加热时间和加热终止温度，对流入可拆卸加热装置的电解液进行加热。

18、进一步的，控制单元用于：

19、将加热终止温度与电解液温度作差，确定第一温度差值；

20、并根据第一温度差值和加热时间确定加热模块的加热功率和循环模块的循环速度。

21、进一步的，控制单元用于：

22、将第一温度差值与控制单元内设定的温度区间组进行比较，根据比较结果确定加热模块的加热功率；

23、并将加热时间与控制单元内设定的时间区间组进行比较，根据比较结果确定循环模块的循环速度。

24、进一步的，智能控制模块还包括：报警单元；

25、报警单元与控制单元连接，用于在第一温度差值小于预设温度差值时，向工作人员发送报警信号。

26、进一步的，可拆卸加热装置还包括：运动机构；

27、运动机构用于带动可拆卸加热装置的其他模块移动。

28、进一步的，智能控制模块还包括：定位单元，定位单元与控制单元连接，定位单元用于定位可拆卸加热装置的位置，并将可拆卸加热装置的位置信息传送给控制单元；

29、控制单元与运动机构连接，控制单元用于根据可拆卸加热装置的位置信息和电解槽的位置信息控制运动机构工作，使可拆卸加热装置移动至与电解槽的位置信息对应的指定位置，并控制可拆卸加热装置与第一三通阀的第三端、第二三通阀的第三端和第三三通阀的第三端连接。

30、进一步的，运动机构包括传动机构和电机，控制单元与传动机构和电机连接；

31、控制单元用于根据可拆卸加热装置的位置信息和电解槽的位置信息控制电机打开工作，并控制传动机构的工作状态。

32、进一步的，输入单元包括显示面板，显示面板还用于在可拆卸加热装置启动后，显示每一电解槽的位置信息，并获取工作人员选择的电解槽的位置信息。

33、本发明实施例设计的电解水制氢系统包括电解槽、循环泵、换热器、氢分离器、氧分离器、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、控制装置和可拆卸加热装置，通过在电解槽与氢分离器的第一端之间加入第一三通阀，在电解槽与氧分离器的第一端之间加入第二三通阀，在循环泵的第二端与电解槽之间加入第三三通阀，在对电解槽内电解液进行加热前，将可拆卸加热装置的输入端与第一三通阀的第三端和第二三通阀的第三端连接，并将可拆卸加热装置的输出端与第三三通阀的第三端连接；在可拆卸加热装置的输入端与第一三通阀的第三端和第二三通阀的第三端连接，同时在可拆卸加热装置的输出端与第三三通阀的第三端连接后，控制模块控制第一三通阀的第一端和第三端导通，控制第二三通阀的第一端和第三端导通，并控制第三三通阀的第二端和第三端导通，形成电解槽与可拆卸加热装置的闭合回路，而现有技术中电解液需通过氢分离器和氧分离器后，再流入换热器进行加热，在加热过程中，氢分离器和氧分离器会耗散掉大部分的热量，使得电解槽的预热时间较长，本发明实施例设计的电解水制氢系统，使得可拆卸加热装置可以对电解槽内的电解液直接进行加热，由于电解液和电解槽直接接触，使得电解槽的温度能够快速升高，缩短了现有技术中电解槽的预热时间，提高了电解槽的电解效率，进而提高了电解水制氢系统的工作效率；而且可拆卸加热装置可根据工作人员输入的加热时间和加热终止温度，对流入可拆卸加热装置的电解液进行加热，进而实现了对可拆卸加热装置的加热速率的控制调节。

34、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。