一種水氫取暖器的制造方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種水氫取暖器，所述取暖器包括：取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接；所述取暖器本體包括框架、發(fā)熱體、反射面、控制面板，發(fā)熱體靠近反射面設置；所述甲醇制氫系統(tǒng)利用甲醇水蒸氣重整制備氫氣，氫氣通過鍍有鈀銀合金的膜分離裝置獲得高純度的氫氣，獲取的氫氣通過氫氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，發(fā)出的電能供取暖器本體工作。本實用新型提出的水氫取暖器，可利用甲醇制得氫氣發(fā)電作為取暖器的能源，可以將取暖器用于沒有交流電的場所。
【專利說明】
一種水氫取暖器
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于日常用品技術領域，涉及一種取暖器，尤其涉及一種水氫取暖器。
【背景技術】
[0002]取暖器是比較常用的家用電器，利用交流電帶動發(fā)熱體發(fā)熱，將室內的溫度變高，為人們取暖。
[0003]現有的取暖器需要插上交流電才能工作。而在很多情況下，人們希望在野外也能使用取暖器?，F有的取暖器無法完成該工作。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的取暖器，以便克服現有取暖器存在的上述缺陷。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種水氫取暖器，可利用甲醇制得氫氣發(fā)電作為取暖器的能源，可以將取暖器用于沒有交流電的場所。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]—種水氫取暖器，所述取暖器包括:取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接;所述取暖器本體包括框架、發(fā)熱體、反射面、控制面板，發(fā)熱體靠近反射面設置;取暖器本體設有連接線纜，連接線纜與氫氣發(fā)電系統(tǒng)連接；
[0008]所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)，制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)依次連接；
[0009]所述制氫子系統(tǒng)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、液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫設備、膜分離裝置；
[0010]所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室;膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的里面;所述固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫設備連接;液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0011]所述快速啟動裝置為制氫設備提供啟動能源;所述快速啟動裝置包括第一啟動裝置、第二啟動裝置;所述第一啟動裝置包括第一加熱機構、第一氣化管路，第一氣化管路的內徑為I?2mm，第一氣化管路緊密地纏繞于第一加熱機構上;所述第一氣化管路的一端連接液體儲存容器，通過原料輸送裝置將甲醇送入第一氣化管路中；第一氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構點火燃燒;或者，第一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，甲醇從第一氣化管路輸出后直接自燃;所述第二啟動裝置包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設置于所述重整室內，第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇氣化;所述重整室內壁設有加熱管路，加熱管路內放有催化劑;所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱;所述制氫系統(tǒng)啟動后，制氫系統(tǒng)通過制氫設備制得的氫氣提供運行所需的能源；
[0012 ]所述快速啟動裝置的初始啟動能源為若干太陽能啟動模塊，太陽能啟動模塊包括依次連接的太陽能電池板、太陽能電能轉換電路、太陽能電池;太陽能啟動模塊為第一加熱機構提供電能;或者，所述快速啟動裝置的初始啟動能源為手動發(fā)電機，手動發(fā)電機將發(fā)出的電能存儲于電池中；
[0013]所述催化劑包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物;其中，貴金屬Pt含量占催化劑總質量的0.6%?1.8%，Pd含量占催化劑總質量的1.1 %?4 %，Cu的氧化物占催化劑總質量的6 %?12 %，Fe的氧化物占催化劑總質量的3%?8%，Zn的氧化物占催化劑總質量的8%?20%，稀土金屬氧化物占催化劑總質量的6%?40%，其余為過渡金屬氧化物；
[0014]或者，所述催化劑為銅基催化劑，包括物質及其質量份數為:3-17份的CuO，3-18份的 ZnO，0.5-3 份的 ZrO，55-80份的 Al2O3，1-3 份的 CeO2，1-3 份的 La2O3 ；
[0015]所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣，當制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣轉換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱，為制氫設備提供啟動熱能，作為制氫設備的啟動能源；
[0016]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，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為3000C?4200C ；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;所述分離室內的溫度設定為350°C?570°C ；分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣；
[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設備;所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強，使得制氫設備制得的氫氣具有足夠的壓強；
[0018]所述制氫設備啟動制氫后，制氫設備制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設備運行；
[0019]所述制氫設備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，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0020]所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng);所述傳輸管路設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓;所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電；
[0021]所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路;所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數據，并將感應的氣壓數據發(fā)送至微處理器;所述微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數據與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數據高于設定閾值區(qū)間的最大值，微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數據低于設定閾值區(qū)間的最小值，微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度；
[0022]所述收集利用子系統(tǒng)連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)的排氣通道出口，從排出的氣體中分別收集氫氣、氧氣、水，利用收集到的氫氣、氧氣供制氫子系統(tǒng)或/和氫氣發(fā)電系統(tǒng)使用，收集到的水作為制氫子系統(tǒng)的原料，從而循環(huán)使用；
[0023]所述收集利用子系統(tǒng)包括氫氧分離器、氫水分離器、氫氣止回閥、氧水分離器、氧氣止回閥，將氫氣與氧氣分離，而后分別將氫氣與水分離、氧氣與水分離；
[0024]所述制氫設備還包括電能估算模塊、氫氣制備檢測模塊、電能存儲模塊;所述電能估算模塊用以估算氫氣發(fā)電裝置實時發(fā)出的電能是否能滿足重整、分離時需要消耗的電能;如果滿足，則關閉快速啟動裝置；
[0025]氫氣制備檢測模塊用來檢測制氫設備實時制備的氫氣是否穩(wěn)定;若制氫設備制備的氫氣不穩(wěn)定，則控制快速啟動裝置再次啟動，并將得到的電能部分存儲于電能存儲模塊，當電能不足以提供制氫設備的消耗時使用；
[0026]所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)為燃料電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)包括:氣體供給裝置、電堆;所述氣體供給裝置利用壓縮的氣體作為動力，自動輸送至電堆中；所述電堆包括若干子燃料電池模塊，各個子燃料電池模塊包括至少一個超級電容；
[0027]所述燃料電池系統(tǒng)還包括空氣進氣管路、出氣管路;所述壓縮的氣體主要為氧氣；空氣與氧氣在混合容器混合后進入電堆；
[0028]所述燃料電池系統(tǒng)還包括氣體調節(jié)系統(tǒng);所述氣體調節(jié)系統(tǒng)包括閥門調節(jié)控制裝置，以及氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器；
[0029]所述氧氣含量傳感器用以感應混合容器中混合的空氣與氧氣中氧氣的含量，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置；
[0030]所述壓縮氣體壓縮比傳感器用以感應壓縮氧氣的壓縮比，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置；
[0031]所述閥門調節(jié)控制裝置根據氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器的感應結果調節(jié)氧氣輸送閥門、空氣輸送閥門，控制壓縮氧氣、空氣的輸送比例;壓縮氧氣進入混合容器后產生的動力將混合氣體推送至電堆反應；
[0032]所述燃料電池系統(tǒng)還包括濕化系統(tǒng)，濕化系統(tǒng)包括濕度交換容器、濕度交換管路，濕度交換管路為空氣進氣管路的一部分;所述反應后氣體出氣管路輸送至濕度交換容器，
[0033]所述濕度交換管路的材料只透水不透氣，使得反應后氣體與自然空氣進行濕度交換，而氣體之間無法流通。
[0034]—種水氫取暖器，所述取暖器包括:取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接;所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)，所述制氫子系統(tǒng)包括制氫設備、膜分離裝置;所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室;膜分離裝置設置于分離室內。
[0035]所述甲醇制氫系統(tǒng)利用甲醇水蒸氣重整制備氫氣，氫氣通過鍍有鈀銀合金的膜分離裝置獲得高純度的氫氣，獲取的氫氣通過氫氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，發(fā)出的電能供取暖器本體工作。
[0036]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)，制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)依次連接；
[0037]所述制氫子系統(tǒng)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、液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫設備、膜分離裝置；
[0038]所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室;膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的里面;所述固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫設備連接;液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0039]所述快速啟動裝置為制氫設備提供啟動能源;所述快速啟動裝置包括第一啟動裝置、第二啟動裝置;所述第一啟動裝置包括第一加熱機構、第一氣化管路，第一氣化管路的內徑為I?2mm，第一氣化管路緊密地纏繞于第一加熱機構上;所述第一氣化管路的一端連接液體儲存容器，通過原料輸送裝置將甲醇送入第一氣化管路中；第一氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構點火燃燒;或者，第一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，甲醇從第一氣化管路輸出后直接自燃;所述第二啟動裝置包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設置于所述重整室內，第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇氣化;所述重整室內壁設有加熱管路，加熱管路內放有催化劑;所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱;所述制氫系統(tǒng)啟動后，制氫系統(tǒng)通過制氫設備制得的氫氣提供運行所需的能源；
[0040]所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣，當制氫系統(tǒng)啟動時，通過氣化模塊將固態(tài)氫氣轉換為氣態(tài)氫氣，氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱，為制氫設備提供啟動熱能，作為制氫設備的啟動能源；
[0041]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，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為3000C?4200C ；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;所述分離室內的溫度設定為350°C?570°C ；分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣；
[0042]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設備;所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強，使得制氫設備制得的氫氣具有足夠的壓強；
[0043]所述制氫設備啟動制氫后，制氫設備制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設備運行；
[0044]所述制氫設備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，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0045]所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng);所述傳輸管路設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓;所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電；
[0046]所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路;所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數據，并將感應的氣壓數據發(fā)送至微處理器;所述微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數據與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數據高于設定閾值區(qū)間的最大值，微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數據低于設定閾值區(qū)間的最小值，微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度；
[0047]所述收集利用子系統(tǒng)連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)的排氣通道出口，從排出的氣體中分別收集氫氣、氧氣、水，利用收集到的氫氣、氧氣供制氫子系統(tǒng)或/和氫氣發(fā)電系統(tǒng)使用，收集到的水作為制氫子系統(tǒng)的原料，從而循環(huán)使用；
[0048]所述收集利用子系統(tǒng)包括氫氧分離器、氫水分離器、氫氣止回閥、氧水分離器、氧氣止回閥，將氫氣與氧氣分離，而后分別將氫氣與水分離、氧氣與水分離。
[0049]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述快速啟動裝置的初始啟動能源為若干太陽能啟動豐吳塊，太陽能啟動t吳塊包括依次連接的太陽能電池板、太陽能電能轉換電路、太陽能電池;太陽能啟動模塊為第一加熱機構提供電能;或者，所述快速啟動裝置的初始啟動能源為手動發(fā)電機，手動發(fā)電機將發(fā)出的電能存儲于電池中。
[0050]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述催化劑包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物；
[0051 ]其中，貴金屬Pt含量占催化劑總質量的0.6 %?1.8 %，Pd含量占催化劑總質量的
1.1 %?4%，Cu的氧化物占催化劑總質量的6 %?12 %，Fe的氧化物占催化劑總質量的3 %?8%，Zn的氧化物占催化劑總質量的8%?20%，稀土金屬氧化物占催化劑總質量的6%?40%，其余為過渡金屬氧化物。
[0052]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述催化劑為銅基催化劑，包括物質及其質量份數為:2-20份的Cu0，2-20份的Ζη0，0.1-5份的Zr0，45-95份的Al203，0-5份的Ce02，0-5份的
La2〇3 ο
[0053]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池，燃料電池包括若干子燃料電池模塊，各個子燃料電池模塊包括至少一個超級電容。
[0054]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)為燃料電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)包括:氣體供給裝置、電堆;所述氣體供給裝置利用壓縮的氣體作為動力，自動輸送至電堆中；所述電堆包括若干子燃料電池模塊，各個子燃料電池模塊包括至少一個超級電容；
[0055]所述燃料電池系統(tǒng)還包括空氣進氣管路、出氣管路;所述壓縮的氣體主要為氧氣；空氣與氧氣在混合容器混合后進入電堆。
[0056]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池系統(tǒng)還包括氣體調節(jié)系統(tǒng);所述氣體調節(jié)系統(tǒng)包括閥門調節(jié)控制裝置，以及氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器；
[0057]所述氧氣含量傳感器用以感應混合容器中混合的空氣與氧氣中氧氣的含量，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置；
[0058]所述壓縮氣體壓縮比傳感器用以感應壓縮氧氣的壓縮比，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置；
[0059]所述閥門調節(jié)控制裝置根據氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器的感應結果調節(jié)氧氣輸送閥門、空氣輸送閥門，控制壓縮氧氣、空氣的輸送比例;壓縮氧氣進入混合容器后產生的動力將混合氣體推送至電堆反應。
[0060]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池系統(tǒng)還包括濕化系統(tǒng)，濕化系統(tǒng)包括濕度交換容器、濕度交換管路，濕度交換管路為空氣進氣管路的一部分;所述反應后氣體出氣管路輸送至濕度交換容器，
[0061]所述濕度交換管路的材料只透水不透氣，使得反應后氣體與自然空氣進行濕度交換，而氣體之間無法流通。
[0062]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的水氫取暖器，可利用甲醇制得氫氣發(fā)電作為取暖器的能源，可以將取暖器用于沒有交流電的場所。
【附圖說明】
[0063]圖1為本發(fā)明水氫取暖器的組成示意圖。
[0064]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)中甲醇制氫系統(tǒng)的組成示意圖。
[0065]圖3為制氫設備中快速啟動裝置的結構示意圖
[0066]圖4為制氫設備及其加熱管路的結構示意圖。
[0067]圖5為設有安全閥的制氫設備的組成示意圖。
[0068]圖6為設有安全閥的制氫設備的另一種狀態(tài)下的示意圖。
[0069]圖7為本發(fā)明系統(tǒng)中燃料電池系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0070]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0071 ] 實施例一
[0072]請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種水氫取暖器，所述取暖器包括:取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接;所述甲醇制氫系統(tǒng)利用甲醇水蒸氣重整制備氫氣，氫氣通過鍍有鈀銀合金的膜分離裝置獲得高純度的氫氣，獲取的氫氣通過氫氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，發(fā)出的電能供取暖器本體工作。
[0073]所述取暖器本體包括框架、發(fā)熱體、反射面、控制面板，發(fā)熱體靠近反射面設置;取暖器本體設有連接線纜，連接線纜與氫氣發(fā)電系統(tǒng)連接。所述取暖器本體可以直接使用氫氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的直流電。
[0074]本實施例中，請參閱圖2，甲醇制氫系統(tǒng)為小型便攜式制氫設備，包括:液體儲存容器10、原料輸送裝置50、快速啟動裝置40、制氫裝置20、膜分離裝置30、氫氣輸送管路60。
[0075]如圖3所示，所述快速啟動裝置40包括殼體41、加熱機構42、氣化管路43，氣化管路43的內徑為I?2mm，氣化管路43纏繞于加熱機構42上;所述加熱機構可以為電加熱棒，利用交流電或蓄電池、干電池即可。
[0076]所述氣化管路43的一端連接液體儲存容器10，將甲醇送入氣化管路43中；氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構點火燃燒;或者，氣化管路43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43輸出后直接自燃;所述快速啟動裝置40為制氫裝置(或者說整個制氫設備)提供啟動能源。
[0077]請參閱圖4，為了提高制氫裝置的加熱速度，在所述制氫裝置20的重整室內壁設有加熱管路21，加熱管路21內放有催化劑(如可以將加熱溫度控制在380°C?480°C);所述快速啟動裝置40通過加熱所述加熱管路21為重整室加熱，可以提高加熱效率。
[0078]如圖2所示，制氫裝置20還可以設置第二啟動裝置70，所述第二啟動裝置70包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設置于重整室內，第二氣化管路為重整室加熱(還可以為制氫設備其他單元加熱)。第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇氣化。當第二啟動裝置可以持續(xù)制得氣化的甲醇后設定時間，可以關閉上述快速啟動裝置，從而進一步減少對電能等外部能源的依
A+-.與巨O
[0079]除此之外，所述制氫裝置20包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室內的上部。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。
[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，重整室內設有催化劑，重整室下部及中部溫度為300 0C?4200C。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。所述分離室內的溫度設定為350°C?570 °C ;分離室內設有膜分離器，從膜分離器的產氣端得到氫氣。通過上述改進，可以分別保證重整室內催化劑的低溫要求，以及分離室的高溫要求，進而提高氫氣制備效率；同時，本發(fā)明的預熱方式(將分離室設置于重整室內的上部)非常便捷。
[0081 ]所述催化劑包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物;其中，貴金屬Pt含量占催化劑總質量的0.6%?1.8%，Pd含量占催化劑總質量的1.1 %?4 %，Cu的氧化物占催化劑總質量的6 %?12 %，Fe的氧化物占催化劑總質量的3%?8%，Zn的氧化物占催化劑總質量的8%?20%，稀土金屬氧化物占催化劑總質量的6%?40%，其余為過渡金屬氧化物；
[0082]或者，所述催化劑為銅基催化劑，包括物質及其質量份數為:3-17份的Cu0，3_18份的 ZnO，0.5-3 份的 ZrO，55-80份的 Al2O3，1-3 份的 CeO2，1-3 份的 La2O3。
[0083]此外，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外壓強之差大于等于0.7M Pa。通過該改進，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強，可提高制氫效率及制得氫氣的純度。
[0084]所述制氫設備啟動后，制氫設備通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；此時，可以關閉快速啟動裝置。由于制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設備運行，從而可以減少對外部能源的依靠，自適應能力強。
[0085]此外，請參閱圖5、圖6，所述氫氣輸送管路60設有彈簧安全閥61，彈簧安全閥61包括閥主體、彈簧機構、彈起端;所述原料輸送裝置50包括輸送栗，彈起端靠近輸送栗的開關設置(當然原料輸送裝置50也可以為其他動力裝置)，在彈起端彈起時能斷開原料輸送裝置的開關。通過在氫氣輸送管路設置機械安全閥，在氣壓達到設定值時機械安全閥打開，并能控制原料輸送裝置停止輸送原料。從而可以提高設備運行的安全性，防止氫氣泄露及爆炸。
[0086]具體地，本實施例中，所述輸送栗的開關包括接觸段62及三個端口，三個端口分別為第一端口 63、第二端口 64、第三端口 65。所述接觸段62的一端可旋轉地設置于第一端口63，第一端口 63連接輸送栗;接觸段62的另一端能接觸第二端口 64或第三端口 65。
[0087]所述第二端口64連接電源，第一端口 63連接第二端口 64時，能控制輸送栗工作。所述第三端口 65連接報警發(fā)送裝置，當第一端口連接第三端口 65時，能控制輸送栗不工作，同時報警發(fā)送裝置發(fā)送報警信息(如通過短信的方式)至對應的服務器或客戶端，可以通知相應人員。
[0088]所述氫氣發(fā)電裝置連接制氫設備，將發(fā)出的部分直流電輸送至制氫設備；制氫設備通過自己制得的直流電帶動電磁加熱裝置為重整室、分離室加熱；同時，還將發(fā)出的直流電輸送至系統(tǒng)的深層海水抽取設備、海水提純裝置、氧氣輸送設備、水生成設備，供這些設備運行，同時還供氫氣發(fā)電裝置自身運行。
[0089]所述制氫設備包括電磁加熱裝置；電磁加熱裝置包括形成重整室的重整缸體、形成分離室的分離缸體，設置于重整缸體外的第一加熱線圈，分離缸體外的第二加熱線圈，重整缸體、分離缸體內的溫度傳感器、壓力傳感器，以及電磁控制器；電磁控制器根據溫度傳感器、壓力傳感器感應到的數據控制第一加熱線圈、第二加熱線圈的電流，能使重整室、分離室瞬間達到設定溫度。
[0090]所述制氫設備還包括電能估算模塊、氫氣制備檢測模塊、電能存儲模塊;所述電能估算模塊用以估算氫氣發(fā)電裝置實時發(fā)出的電能是否能滿足重整、分離時需要消耗的電能;如果滿足，則關閉快速啟動裝置。
[0091]氫氣制備檢測模塊用來檢測制氫設備實時制備的氫氣是否穩(wěn)定;若制氫設備制備的氫氣不穩(wěn)定，則控制快速啟動裝置再次啟動，并將得到的電能部分存儲于電能存儲模塊，當電能不足以提供制氫設備的消耗時使用。
[0092]請參閱圖7，本實施例中，所述氫氣發(fā)電裝置200為燃料電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)包括:氣體供給裝置、電堆201;所述氣體供給裝置利用壓縮的氣體作為動力，自動輸送至電堆201 中。
[0093]本實施例中，氣體供給裝置為壓縮氣體供給裝置202，所述壓縮氣體輸送至一混合容器203后進入電堆201，混合容器203的一端連接空氣;壓縮氣體進入混合容器203后產生的動力將自然空氣按設定比例吸進電堆反應，調節(jié)氧氣含量。
[0094]所述燃料電池系統(tǒng)還包括空氣進氣管路、出氣管路，空氣進氣管路、出氣管路均經過濕化系統(tǒng)204。所述壓縮的氣體主要為氧氣(也可以為空氣)；自然空氣與壓縮氧氣在混合容器混合后進入電堆201。
[0095]所述燃料電池系統(tǒng)還包括氣體調節(jié)系統(tǒng)，氣體調節(jié)系統(tǒng)設置于混合容器203內；所述氣體調節(jié)系統(tǒng)包括閥門調節(jié)控制裝置，以及氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器。
[0096]所述氧氣含量傳感器用以感應混合容器中混合的空氣與氧氣中氧氣的含量，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置。
[0097]所述壓縮氣體壓縮比傳感器用以感應壓縮氧氣的壓縮比，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置。
[0098]所述閥門調節(jié)控制裝置根據氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器的感應結果調節(jié)氧氣輸送閥門、空氣輸送閥門，控制壓縮氧氣、自然空氣的輸送比例(如自然空氣比例可以為0-70%);壓縮氧氣進入混合容器后產生的動力將混合氣體推送至電堆反應，利用自然空氣做稀釋減壓。
[0099]所述濕化系統(tǒng)204包括濕度交換容器、濕度交換管路，濕度交換管路為空氣進氣管路的一部分;所述反應后氣體出氣管路輸送至濕度交換容器。
[0100]所述濕度交換管路的材料只透水不透氣，使得反應后氣體與自然空氣進行濕度交換，而氣體之間無法流通。濕度交換管路在濕度交換容器中螺旋設置，可以充分進行濕度交換。
[0101]實施例二
[0102]本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中，所述醇氫電動栗體還包括氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)。
[0103]所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路;所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數據，并將感應的氣壓數據發(fā)送至微處理器;所述微處理器將從氣體壓力傳感器接收的該氣壓數據與設定閾值區(qū)間進行比對；當接收到的壓力數據高于設定閾值區(qū)間的最大值，微處理器控制閥門控制器打開出氣閥設定時間，使得傳輸管路中氣壓處于設定范圍，同時出氣管路的一端連接出氣閥，另一端連接所述制氫子系統(tǒng)，通過燃燒為制氫子系統(tǒng)的需加熱設備進行加熱；當接收到的壓力數據低于設定閾值區(qū)間的最小值，微處理器控制所述制氫子系統(tǒng)加快原料的輸送速度。
[0104]所述收集利用子系統(tǒng)連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)的排氣通道出口，從排出的氣體中分別收集氫氣、氧氣、水，利用收集到的氫氣、氧氣供制氫子系統(tǒng)或/和氫氣發(fā)電系統(tǒng)使用，收集到的水作為制氫子系統(tǒng)的原料，從而循環(huán)使用。所述收集利用子系統(tǒng)包括氫氧分離器、氫水分離器、氫氣止回閥、氧水分離器、氧氣止回閥，將氫氣與氧氣分離，而后分別將氫氣與水分離、氧氣與水分離。
[0105]實施例三
[0106]本發(fā)明揭示了一種水氫取暖器，所述取暖器包括:取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接;所述甲醇制氫系統(tǒng)利用甲醇水蒸氣重整制備氫氣，氫氣通過鍍有鈀銀合金的膜分離裝置獲得高純度的氫氣，獲取的氫氣通過氫氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，發(fā)出的電能供取暖器本體工作。
[0107]綜上所述，本發(fā)明提出的水氫取暖器，可利用甲醇制得氫氣發(fā)電作為取暖器的能源，可以將取暖器用于沒有交流電的場所。
[0108]這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，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，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。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。
【主權項】
1.一種水氫取暖器，其特征在于，所述取暖器包括:取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接； 所述取暖器本體包括框架、發(fā)熱體、反射面、控制面板，發(fā)熱體靠近反射面設置;取暖器本體設有連接線纜，連接線纜與氫氣發(fā)電系統(tǒng)連接； 所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)，制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)依次連接； 所述制氫子系統(tǒng)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、液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫設備、膜分離裝置； 所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室;膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的里面;所述固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫設備連接;液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水； 所述快速啟動裝置為制氫設備提供啟動能源;所述快速啟動裝置包括第一啟動裝置、第二啟動裝置;所述第一啟動裝置包括第一加熱機構、第一氣化管路，第一氣化管路的內徑為I?2mm，第一氣化管路緊密地纏繞于第一加熱機構上;所述第一氣化管路的一端連接液體儲存容器，通過原料輸送裝置將甲醇送入第一氣化管路中；第一氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構點火燃燒;所述第二啟動裝置包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設置于所述重整室內，第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇氣化;所述重整室內壁設有加熱管路，加熱管路內放有催化劑;所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；所述快速啟動裝置的初始啟動能源為若干太陽能啟動模塊，太陽能啟動模塊包括依次連接的太陽能電池板、太陽能電能轉換電路、太陽能電池;太陽能啟動模塊為第一加熱機構提供電能;或者，所述快速啟動裝置的初始啟動能源為手動發(fā)電機，手動發(fā)電機將發(fā)出的電能存儲于電池中； 所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣;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;氣化室與重整室連接，重整室內設有催化劑;分離室內設有膜分離裝置，從膜分離裝置的產氣端得到氫氣;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； 所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng);所述傳輸管路設有氣壓調節(jié)子系統(tǒng)，用于調整傳輸管路中的氣壓;所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)利用制氫子系統(tǒng)制得的氫氣發(fā)電； 所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數據，并將感應的氣壓數據發(fā)送至微處理器； 所述收集利用子系統(tǒng)連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)的排氣通道出口，從排出的氣體中分別收集氫氣、氧氣、水； 所述收集利用子系統(tǒng)包括氫氧分離器、氫水分離器、氫氣止回閥、氧水分離器、氧氣止回閥； 所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)為燃料電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)包括:氣體供給裝置、電堆;所述氣體供給裝置利用壓縮的氣體作為動力，自動輸送至電堆中；所述電堆包括若干子燃料電池模塊，各個子燃料電池模塊包括至少一個超級電容； 所述燃料電池系統(tǒng)還包括空氣進氣管路、出氣管路;所述壓縮的氣體主要為氧氣；空氣與氧氣在混合容器混合后進入電堆； 所述燃料電池系統(tǒng)還包括氣體調節(jié)系統(tǒng);所述氣體調節(jié)系統(tǒng)包括閥門調節(jié)控制裝置，以及氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器； 所述氧氣含量傳感器用以感應混合容器中混合的空氣與氧氣中氧氣的含量，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置； 所述壓縮氣體壓縮比傳感器用以感應壓縮氧氣的壓縮比，并將感應到的數據發(fā)送至閥門調節(jié)控制裝置； 所述燃料電池系統(tǒng)還包括濕化系統(tǒng)，濕化系統(tǒng)包括濕度交換容器、濕度交換管路，濕度交換管路為空氣進氣管路的一部分;反應后氣體經過出氣管路輸送至濕度交換容器， 所述濕度交換管路的材料只透水不透氣，使得反應后氣體與自然空氣進行濕度交換，而氣體之間無法流通。2.—種水氫取暖器，其特征在于，所述取暖器包括:取暖器本體、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、取暖器本體依次連接； 所述取暖器本體包括框架、發(fā)熱體、反射面、控制面板，發(fā)熱體靠近反射面設置;取暖器本體設有連接線纜，連接線纜與氫氣發(fā)電系統(tǒng)連接； 所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)，所述制氫子系統(tǒng)包括液體儲存容器、制氫設備、膜分離裝置;所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室;膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的里面;所述液體儲存容器與制氫設備連接； 所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)，制氫子系統(tǒng)、氣壓調節(jié)子系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)依次連接； 所述制氫子系統(tǒng)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、液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫設備、膜分離裝置； 所述制氫設備包括換熱器、氣化室、重整室;膜分離裝置設置于分離室內，分離室設置于重整室的里面;所述固態(tài)氫氣儲存容器、液體儲存容器分別與制氫設備連接;液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水； 所述快速啟動裝置為制氫設備提供啟動能源;所述快速啟動裝置包括第一啟動裝置、第二啟動裝置;所述第一啟動裝置包括第一加熱機構、第一氣化管路，第一氣化管路的內徑為I?2mm，第一氣化管路緊密地纏繞于第一加熱機構上;所述第一氣化管路的一端連接液體儲存容器，通過原料輸送裝置將甲醇送入第一氣化管路中；第一氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機構點火燃燒;所述第二啟動裝置包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設置于所述重整室內，第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇氣化;所述重整室內壁設有加熱管路，加熱管路內放有催化劑;所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加執(zhí).JtW ， 所述固態(tài)氫氣儲存容器中儲存固態(tài)氫氣;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;氣化室與重整室連接，重整室內設有催化劑;分離室內設有膜分離裝置，從膜分離裝置的產氣端得到氫氣;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； 所述氣壓調節(jié)子系統(tǒng)包括微處理器、氣體壓力傳感器、閥門控制器、出氣閥、出氣管路；所述氣體壓力傳感器設置于傳輸管路中，用以感應傳輸管路中的氣壓數據，并將感應的氣壓數據發(fā)送至微處理器； 所述收集利用子系統(tǒng)連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)的排氣通道出口，從排出的氣體中分別收集氫氣、氧氣、水； 所述收集利用子系統(tǒng)包括氫氧分離器、氫水分離器、氫氣止回閥、氧水分離器、氧氣止回閥。3.根據權利要求2所述的水氫取暖器，其特征在于: 所述快速啟動裝置的初始啟動能源為若干太陽能啟動模塊，太陽能啟動模塊包括依次連接的太陽能電池板、太陽能電能轉換電路、太陽能電池;太陽能啟動模塊為第一加熱機構提供電能;或者，所述快速啟動裝置的初始啟動能源為手動發(fā)電機，手動發(fā)電機將發(fā)出的電能存儲于電池中。4.根據權利要求2所述的水氫取暖器，其特征在于: 所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池，燃料電池包括若干子燃料電池模塊，各個子燃料電池模塊包括至少一個超級電容。5.根據權利要求2所述的水氫取暖器，其特征在于: 所述氫氣發(fā)電系統(tǒng)為燃料電池系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)包括:氣體供給裝置、電堆;所述氣體供給裝置利用壓縮的氣體作為動力，自動輸送至電堆中；所述電堆包括若干子燃料電池模塊，各個子燃料電池模塊包括至少一個超級電容； 所述燃料電池系統(tǒng)還包括空氣進氣管路、出氣管路;所述壓縮的氣體主要為氧氣；空氣與氧氣在混合容器混合后進入電堆。6.根據權利要求5所述的水氫取暖器，其特征在于: 所述燃料電池系統(tǒng)還包括氣體調節(jié)系統(tǒng);所述氣體調節(jié)系統(tǒng)包括閥門調節(jié)控制裝置，以及氧氣含量傳感器或/和壓縮氣體壓縮比傳感器。7.根據權利要求5所述的水氫取暖器，其特征在于: 所述燃料電池系統(tǒng)還包括濕化系統(tǒng)，濕化系統(tǒng)包括濕度交換容器、濕度交換管路，濕度交換管路為空氣進氣管路的一部分;反應后氣體經過出氣管路輸送至濕度交換容器； 所述濕度交換管路的材料只透水不透氣，使得反應后氣體與自然空氣進行濕度交換，而氣體之間無法流通。
【文檔編號】H01M8/22GK205564876SQ201520788583
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年10月12日
【發(fā)明人】向華
【申請人】上海合既得動氫機器有限公司