Chladiaci systém vodíkových palivových článkov

Systém tepelného manažmentu vodíkového palivového článku má odvádzať teplo generované reakciou reaktora von zo systému, aby sa reaktor udržal v prevádzke pri najvhodnejšej teplote. Typický cyklus tepelného manažmentu vodíkových palivových článkov zahŕňa hlavne: ① vodné čerpadlo, ② termostat, ③ deionizér, ④ medzichladič, ⑤ ohrev vody PTC, ⑥ chladiaci modul a ⑦ chladiace potrubie.

Pumpa:

     Vodné čerpadlo je „srdcom“ systému tepelného manažmentu vodíkových palivových článkov. Funguje tak, že chladiaca kvapalina systému cirkuluje chladiacu kvapalinu. Akonáhle je komín príliš horúci na to, aby sa sám vyslobodil, čerpadlo chladiacej vody zvýši prietok chladiacej kvapaliny na ochladenie komína. Aby sa teplo generované komínom dalo rýchlo a efektívne odviesť, malo by mať vysokú „kvalitu“ aj samotné vodné čerpadlo. Veľký prietok, vysoká dopravná výška, izolácia a vyššia EMC kapacita sú nevyhnutné. Okrem toho čerpadlo tiež potrebuje spätnú väzbu o aktuálnom prevádzkovom stave alebo poruchovom stave v reálnom čase.

Medzichladič:

  Funkciou medzichladiča je chladenie stlačeného vzduchu zo vzduchového kompresora. Znižuje teplotu stlačeného vzduchu prostredníctvom výmeny tepla medzi chladivom a vzduchom, takže teplota vzduchu vstupujúceho do reaktora je v rozumnom rozsahu. Hlavná konštrukcia sa skladá z jadra, hlavnej dosky, vodnej komory a vzduchovej komory. Intercooler sa vyznačuje veľkou kapacitou výmeny tepla, vysokými požiadavkami na čistotu a nízkou rýchlosťou uvoľňovania iónov.

Deionizér:

Počas prevádzky vodíkového palivového článku sa zvýši obsah iónov v chladive, čo zvýši jeho vodivosť a zníži izoláciu systému. Na zlepšenie tohto javu sa používa deionizér. Deionizér znižuje vodivosť chladiacej kvapaliny a udržuje systém na vysokej izolačnej úrovni tým, že absorbuje kladné a záporné ióny uvoľňované časťami v systéme riadenia tepla.

Pozitívny teplotný koeficient:

Keď je okolitá teplota nízka, palivové články čelia výzve nízkej teploty. Ohrievanie vody PTC sa používa na ohrev chladiva pri nízkoteplotnom studenom štarte reaktora tak, aby chladivo čo najskôr dosiahlo požadovanú teplotu a skrátil čas studeného štartu systému palivových článkov.

Termostat:

Termostat sa používa na riadenie cyklu veľkosti chladiaceho systému. Keď je teplota chladiacej kvapaliny nízka, aby sa čo najskôr dosiahla požadovaná teplota systému, termostat riadi smer prúdenia chladiacej kvapaliny tak, aby chladiaca kvapalina neprechádzala cez vonkajší chladič a ventilátor a nevytvárala malý cirkulačný prietok smer chladiacej kvapaliny. Keď teplota chladiacej kvapaliny neustále stúpa a prekračuje príslušnú teplotu požadovanú systémom, termostat sa pomaly otvorí, aby časť chladiacej kvapaliny prúdila cez vonkajší radiátor na rozptýlenie tepla, aby sa znížila teplota chladiacej kvapaliny.

Tepelné chladiče:

Chladič slúži na odvádzanie tepla. Odvádza teplo chladiacej kvapaliny do okolia a znižuje teplotu chladiacej kvapaliny. Teleso radiátora vyžaduje veľký odvod tepla, vysokú čistotu a nízku rýchlosť uvoľňovania iónov. Ventilátor chladiča vyžaduje veľký objem vzduchu, nízku hlučnosť a plynulú reguláciu otáčok a potrebuje spätnú väzbu na príslušný prevádzkový stav.

Chladiace potrubie:

Chladiace potrubie ako „krvná nádoba“ vodíkového palivového článku spája rôzne časti a vytvára tak úplnú cirkuláciu chladiacej kvapaliny. Ako všetky časti, aj chladiace potrubie vyžaduje izoláciu a vysokú čistotu.