一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)及控制方法，所述冰箱系統(tǒng)包括：制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、冰箱設(shè)備，制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行；所述冰箱設(shè)備為移動式冰箱設(shè)備。本發(fā)明提出的甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)及其控制方法，無需額外電源，即可啟動冰箱系統(tǒng)，便于在沒有電源的戶外使用冰箱。
【專利說明】一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冰箱制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種冰箱系統(tǒng)，尤其涉及一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)；同時，本發(fā)明還涉及一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冰箱已成為人們工作、生活中不可或缺的電器，現(xiàn)有冰箱通常需要有外加電源才可以工作，而對于沒有電源的地方，則無法工作。
[0003]而近年來出現(xiàn)的車載冰箱通常也需要利用汽車發(fā)出的電能工作，離開汽車的電源則不能保鮮、冷藏。車載冰箱大致有3類。第一類是比較早期的產(chǎn)品，叫它冰箱可能不太合適，因為它不具備制冷功能，只有保溫功能，使用的時候必須把要冷藏的物品放冰箱里冷凍后放入保溫箱里，有冰袋的話放入冰袋，這樣一來就能在短時間內(nèi)保持冰凍，這種冰箱的優(yōu)點是不耗電，要知道汽車上的電都是油換來的，價格也比較低廉，缺點是不能長時間保溫，而且空間較小。第二類是半導(dǎo)體車載冰箱。制冷溫度范圍為-5至65度。這種方法的優(yōu)點是既能制冷又能制熱，容量較小。第三類為壓縮機車載冰箱，體積大，是未來車載冰箱發(fā)展的主流方向；缺點是重量較重，比較耗電，國內(nèi)高檔壓縮機汽車冰箱的壓縮機主要是德國的，質(zhì)量較好。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計一種新的冰箱系統(tǒng)，以便克服現(xiàn)有冰箱系統(tǒng)的上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，無需額外電源，即可啟動冰箱系統(tǒng)。
[0006]此外，本發(fā)明還提供一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)的控制方法，無需額外電源，即可啟動冰箱系統(tǒng)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，所述冰箱系統(tǒng)包括:小型制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、冰箱設(shè)備，小型制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行；
[0009]所述小型制氫設(shè)備包括:液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路；
[0010]所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部；
[0011]所述液體儲存容器與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0012]所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I?2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0013]所述制氫裝置啟動后，制氫裝置通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；
[0014]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C?420°C ；
[0015]所述重整室上部的溫度為400°C?570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0016]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；
[0017]所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強；
[0018]所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；
[0019]所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ；
[0020]所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0021]所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時能斷開原料輸送裝置的開關(guān)；
[0022]所述輸送泵的開關(guān)包括接觸段及三個端口，三個端口分別為第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口 ；所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時，能控制輸送泵工作；所述第三端口連接報警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時，能控制輸送泵不工作，同時報警發(fā)送裝置發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端；
[0023]所述發(fā)電設(shè)備包括氫燃料電池，氫燃料電池通過小型制氫設(shè)備制備的氫氣、空氣中的氧氣，將氫和氧分別供給氫燃料電池的陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，產(chǎn)生電能；
[0024]所述冰箱設(shè)備為移動式冰箱設(shè)備；
[0025]所述冰箱系統(tǒng)包括第一殼體、第二殼體；第一殼體內(nèi)設(shè)有隔板，形成兩個空間，分別放置小型制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備；第二殼體內(nèi)設(shè)有冰箱設(shè)備。
[0026]一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，所述冰箱系統(tǒng)包括:制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、冰箱設(shè)備，制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行。[0027]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述小型制氫設(shè)備包括:液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路；
[0028]所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部；
[0029]所述液體儲存容器與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0030]所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I?2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0031]所述制氫裝置啟動后，制氫裝置通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；
[0032]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C?420°C ；
[0033]所述重整室上部的溫度為400°C?570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0034]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；
[0035]所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強；
[0036]所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；
[0037]所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ；
[0038]所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0039]所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時能斷開原料輸送裝置的開關(guān)；
[0040]所述輸送泵的開關(guān)包括接觸段及三個端口，三個端口分別為第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口 ；所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時，能控制輸送泵工作；所述第三端口連接報警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時，能控制輸送泵不工作，同時報警發(fā)送裝置發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
[0041]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述發(fā)電設(shè)備包括氫燃料電池，氫燃料電池通過小型制氫設(shè)備制備的氫氣、空氣中的氧氣，將氫和氧分別供給氫燃料電池的陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，產(chǎn)生電能。
[0042]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述冰箱設(shè)備為移動式冰箱設(shè)備。
[0043]一種上述甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括如下步驟:
[0044]制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣；
[0045]制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電；
[0046]發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行。
[0047]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述制氫設(shè)備制備氫氣具體包括如下步驟:
[0048]步驟S11、快速啟動步驟；所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；具體包括:
[0049]加熱機構(gòu)通電設(shè)定時間，待加熱機構(gòu)達到設(shè)定溫度后向氣化管路通入甲醇；由于氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上，甲醇溫度逐步升高；氣化管路輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；
[0050]氣化的甲醇通過燃燒放熱，為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0051]步驟S12、制氫設(shè)備啟動后，制氫設(shè)備通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；待制氫設(shè)備運行制得足夠的氫氣，關(guān)閉快速啟動裝置，由制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；制氫過程具體包括:
[0052]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至制氫裝置的換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化齊U，重整室下部及中部溫度為300°c?420°C ；
[0053]所述重整室上部的溫度為400°C?570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0054]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強；所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0055]步驟S13、所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；
[0056]步驟S14、當(dāng)氫氣輸送管路中的壓力過大時機械安全閥的彈起端彈起，從而斷開原料輸送裝置或和制氫裝置的開關(guān)；或者，通過彈起端彈起接收模塊接收彈起端彈起信息，接收到彈起信息后發(fā)送控制命令至制氫設(shè)備的控制中心，控制原料輸送裝置或/和制氫裝置不工作；[0057]機械安全閥的彈起端彈起后,通過彈起端彈起接收模塊接收彈起端彈起信息,接收到彈起信息后發(fā)送控制命令至制氫設(shè)備的控制中心，并由控制中心發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
[0058]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)及其控制方法，無需額外電源，即可啟動冰箱系統(tǒng)，便于在沒有電源的戶外使用冰箱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]圖1為本發(fā)明甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)的組成示意圖。
[0060]圖2為本發(fā)明冰箱系統(tǒng)中小型制氣設(shè)備的組成不意圖。
【具體實施方式】
[0061]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0062]實施例一
[0063]請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，所述冰箱系統(tǒng)包括:小型制氫設(shè)備100、發(fā)電設(shè)備300、冰箱設(shè)備400。小型制氫設(shè)備100通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣通過傳輸管路實時輸送至發(fā)電設(shè)備300，所述傳輸管路設(shè)有氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)200，用于調(diào)整傳輸管路中的氣壓；發(fā)電設(shè)備300利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備400運行。
[0064]如圖1所示，所述氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)200包括微處理器21、氣體壓力傳感器22、閥門控制器23、出氣閥24、出氣管路25。所述氣體壓力傳感器22設(shè)置于傳輸管路中，用以感應(yīng)傳輸管路中的氣壓數(shù)據(jù)，并將感應(yīng)的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送至微處理器21 ;所述微處理器21將從氣體壓力傳感器22接收的該氣壓數(shù)據(jù)與設(shè)定閾值區(qū)間進行比對，并以此控制出氣閥24的開關(guān)。當(dāng)接收到的壓力數(shù)據(jù)高于設(shè)定閾值區(qū)間的最大值，微處理器21控制閥門控制器23打開出氣閥設(shè)定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設(shè)定范圍.優(yōu)選地，出氣管路25的一端連接出氣閥24，另一端連接所述小型制氫設(shè)備100，通過燃燒為小型制氫設(shè)備100的需加熱設(shè)備(如重整室)進行加熱；當(dāng)接收到的壓力數(shù)據(jù)低于設(shè)定閾值區(qū)間的最小值，微處理器21控制所述小型制氫設(shè)備100加快原料的輸送速度，從而提高制氫速度。
[0065]請參閱圖2，所述小型制氫設(shè)備100利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器40、液體儲存容器10、原料輸送裝置50、制氫設(shè)備20、膜分離裝置30。
[0066]所述固態(tài)氫氣儲存容器40、液體儲存容器10分別與制氫設(shè)備20連接；液體儲存容器10中儲存有液態(tài)的甲醇和水，所述固態(tài)氫氣儲存容器40中儲存固態(tài)氫氣。
[0067]當(dāng)制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣儲存容器40中的固態(tài)氫氣轉(zhuǎn)換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱，為制氫設(shè)備20提供啟動熱能，作為制氫設(shè)備20的啟動能源。當(dāng)然，固態(tài)氫氣儲存容器40不是本發(fā)明的必要設(shè)備，可以通過其他能源啟動制氫設(shè)備20。
[0068]所述原料輸送裝置50提供動力，將液體儲存容器10中的原料輸送至制氫設(shè)備20 ；所述原料輸送裝置50向原料提供0.15?5M Pa的壓強(如提供0.2M Pa或1.1M Pa或1.2MPa或1.5M Pa或5M Pa的壓強)，使得制氫設(shè)備20制得的氫氣具有足夠的壓強。所述制氫設(shè)備20啟動制氫后，制氫設(shè)備20制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設(shè)備20運行(當(dāng)然，制氫設(shè)備20的運行還可以通過其他能源)。
[0069]所述制氫設(shè)備20制得的氫氣輸送至膜分離裝置30進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置30的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa (如膜分離裝置30的內(nèi)外壓強為0.7M Pa或 1.1M Pa 或 1.2M Pa 或 1.5M Pa 或 5M Pa)。
[0070]本實施例中，所述膜分離裝置30為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25%。所述膜分離裝置30的制備工藝包括如下步驟:
[0071]步驟Al、將多孔陶瓷設(shè)置于磁控濺射裝置的真空室內(nèi)；
[0072]步驟A2、利用磁控濺射裝置的磁場產(chǎn)生機構(gòu)產(chǎn)生磁場，使得金屬靶產(chǎn)生偏差電流，金屬靶作為負極，從而使多孔陶瓷表面帶有磁層體；所述金屬靶的材料為濺射貴重金屬，所述貴重金屬為鈀銀合金，質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0073]步驟A3、在金屬靶產(chǎn)生偏差電流的同時，對磁控濺射裝置的真空室進行加熱，溫度控制在350°C?800°C ；
[0074]步驟A4、抽出真空室內(nèi)的氣體，當(dāng)真空室內(nèi)的真空度小于10_2Pa時，向真空室內(nèi)充入設(shè)定濃度的氬氣；
[0075]步驟A5、向金屬靶通入電流，進行濺射鍍膜；金屬靶產(chǎn)生的離子在電場的作用下加速飛向多孔陶瓷表面的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向多孔陶瓷表面；氬離子在電場的作用下加速轟擊金屬靶，濺射出大量的金屬靶靶材原子或分子，呈中性的靶原子或分子沉積在多孔陶瓷表面上，形成I?15 μ m的貴重金屬薄膜；
[0076]其中，在濺射鍍膜的過程中還包括氬氣濃度檢測步驟；實時或者以設(shè)定時間間隔檢測真空室內(nèi)的氬氣濃度，當(dāng)氬氣濃度低于設(shè)定閾值時自動打開氬氣充氣閥門，向真空室內(nèi)充入氬氣，直至真空室內(nèi)的氬氣濃度符合設(shè)定閾值范圍；
[0077]在濺射鍍膜的過程中還包括氣壓檢測步驟；實時或者以設(shè)定時間間隔檢測真空室內(nèi)的氣壓，當(dāng)真空室內(nèi)的氣壓不在設(shè)定閾值區(qū)間，調(diào)整真空室內(nèi)的氣壓至設(shè)定閾值區(qū)間；
[0078]步驟A6、向真空室內(nèi)通入大氣，取出工件。
[0079]優(yōu)選地，所述制氫設(shè)備包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室的上部。
[0080]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為350°C?409°C;所述重整室上部的溫度為400°C?570°C;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為400°C?5700C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。
[0081]所述發(fā)電設(shè)備300包括氫燃料電池，氫燃料電池通過小型制氫設(shè)備制備的氫氣、空氣中的氧氣，將氫和氧分別供給氫燃料電池的陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，產(chǎn)生電能。
[0082]所述冰箱設(shè)備400為移動式冰箱設(shè)備。
[0083]本發(fā)明還揭示一種上述甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)的控制方法,所述方法包括如下步驟:
[0084]【步驟SI】制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣；
[0085]所述制氫設(shè)備制備氫氣具體包括如下步驟:
[0086]步驟S11、快速啟動步驟；所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；具體包括:
[0087]加熱機構(gòu)通電設(shè)定時間，待加熱機構(gòu)達到設(shè)定溫度后向氣化管路通入甲醇；由于氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上，甲醇溫度逐步升高；氣化管路輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；
[0088]氣化的甲醇通過燃燒放熱，為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0089]步驟S12、制氫設(shè)備啟動后，制氫設(shè)備通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；待制氫設(shè)備運行制得足夠的氫氣，關(guān)閉快速啟動裝置，由制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；制氫過程具體包括:
[0090]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至制氫裝置的換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C~420°C ；
[0091]所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0092]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C~570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15~5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強；所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%~78%，銀占22%~25%。
[0093]步驟S13、所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行。
[0094]步驟S14、當(dāng)氫氣輸送管路中的壓力過大時機械安全閥的彈起端彈起，從而斷開原料輸送裝置或和制氫裝置的開關(guān)；或者，通過彈起端彈起接收模塊接收彈起端彈起信息，接收到彈起信息后發(fā)送控制命令至制氫設(shè)備的控制中心，控制原料輸送裝置或/和制氫裝置不工作。
[0095]機械安全閥的彈起端彈起后，通過彈起端彈起接收模塊接收彈起端彈起信息，接收到彈起信息后發(fā)送控制命令至制氫設(shè)備的控制中心，并由控制中心發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
[0096]【步驟S2】發(fā)電設(shè)備利用接收的氫氣發(fā)電。
[0097] 【步驟S3】發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行。[0098]實施例二
[0099]本實施例中，甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)包括:制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、冰箱設(shè)備，制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行。所述冰箱設(shè)備為移動式冰箱設(shè)備。
[0100]所述發(fā)電設(shè)備包括氫燃料電池，氫燃料電池通過小型制氫設(shè)備制備的氫氣、空氣中的氧氣，將氫和氧分別供給氫燃料電池的陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，產(chǎn)生電能。
[0101]綜上所述，本發(fā)明提出的甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)及其控制方法，無需額外電源，即可啟動冰箱系統(tǒng)。
[0102]這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，其特征在于，所述冰箱系統(tǒng)包括:小型制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、冰箱設(shè)備，小型制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行； 所述小型制氫設(shè)備包括:液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路； 所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部； 所述液體儲存容器與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水； 所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I~2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱； 所述制氫裝置啟動后，制氫裝置通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C~420°C ； 所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C~570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣； 所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15~5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強； 所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行； 所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ； 所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%~78%，銀占22%~25% ； 所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時能斷開原料輸送裝置的開關(guān)； 所述輸送泵的開關(guān)包括接觸段及三個端口，三個端口分別為第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口 ；所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時，能控制輸送泵工作；所述第三端口連接報警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時，能控制輸送泵不工作，同時報警發(fā)送裝置發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端； 所述發(fā)電設(shè)備包括氫燃料電池，氫燃料電池通過小型制氫設(shè)備制備的氫氣、空氣中的氧氣，將氫和氧分別供給氫燃料電池的陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，產(chǎn)生電能； 所述冰箱設(shè)備為移動式冰箱設(shè)備； 所述冰箱系統(tǒng)包括第一殼體、第二殼體；第一殼體內(nèi)設(shè)有隔板，形成兩個空間，分別放置小型制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備；第二殼體內(nèi)設(shè)有冰箱設(shè)備。
2.—種甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，其特征在于，所述冰箱系統(tǒng)包括:制氫設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、冰箱設(shè)備，制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣，制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電，發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，其特征在于: 所述小型制氫設(shè)備包括:液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路； 所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部； 所述液體儲存容器與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水； 所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I~2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱； 所述制氫裝置啟動后，制氫裝置通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C~420°C ； 所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C~570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣； 所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15~5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強； 所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行； 所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ； 所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%~78%，銀占22%~25% ； 所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時能斷開原料輸送裝置的開關(guān)； 所述輸送泵的開關(guān)包括接觸段及三個端口，三個端口分別為第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口 ；所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時，能控制輸送泵工作；所述第三端口連接報警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時，能控制輸送泵不工作，同時報警發(fā)送裝置發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，其特征在于: 所述發(fā)電設(shè)備包括氫燃料電池，氫燃料電池通過小型制氫設(shè)備制備的氫氣、空氣中的氧氣，將氫和氧分別供給氫燃料電池的陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，產(chǎn)生電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)，其特征在于: 所述冰箱設(shè)備為移動式冰箱設(shè)備。
6.一種權(quán)利要求1至5之一所述甲醇水重整發(fā)電冰箱系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 制氫設(shè)備通過甲醇水重整制備氫氣； 制得的氫氣輸送至發(fā)電設(shè)備發(fā)電； 發(fā)出的電能供冰箱設(shè)備運行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于: 所述制氫設(shè)備制備氫氣具體包括如下步驟: 步驟S11、快速啟動步驟；所述制氫設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；具體包括: 加熱機構(gòu)通電設(shè)定時間，待加熱機構(gòu)達到設(shè)定溫度后向氣化管路通入甲醇；由于氣化管路緊密地纏繞于加熱機構(gòu)上，甲醇溫度逐步升高；氣化管路輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構(gòu)點火燃燒；或者，氣化管路輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達到自燃點，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃； 氣化的甲醇通過燃燒放熱，為制氫裝置提供啟動能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱； 步驟S12、制氫設(shè)備啟動后，制氫設(shè)備通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；待制氫設(shè)備運行制得足夠的氫氣，關(guān)閉快速啟動裝置，由制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；制氫過程具體包括: 所述液體儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至制氫裝置的換熱器換熱，換熱后進入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C~420°C ； 所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近； 所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C~570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15~5MPa的壓強，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強；所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%~78%，銀占22%~25% ；步驟S13、所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行； 步驟S14、當(dāng)氫氣輸送管路中的壓力過大時機械安全閥的彈起端彈起，從而斷開原料輸送裝置或和制氫裝置的開關(guān)；或者，通過彈起端彈起接收模塊接收彈起端彈起信息，接收到彈起信息后發(fā)送控制命令至制氫設(shè)備的控制中心，控制原料輸送裝置或/和制氫裝置不工作； 機械安全閥的彈起端彈起后，通過彈起端彈起接收模塊接收彈起端彈起信息，接收到彈起信息后發(fā)送控制命令至制氫設(shè)備的控制中心，并由控制中心發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
【文檔編號】C01B3/32GK103940185SQ201410141196
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】向華, 向得夫, 孫婧菁 申請人:上海合既得動氫機器有限公司