Vetypolttokennojen jäähdytysjärjestelmä

Vetypolttokennon lämmönhallintajärjestelmän tarkoituksena on poistaa reaktorin reaktiossa syntyvä lämpö ulos järjestelmästä, jotta reaktori pysyy toiminnassa sopivimmassa lämpötilassa. Tyypillinen vetypolttokennojen lämmönhallintajärjestelmän sykli sisältää pääasiassa: ① vesipumpun, ② termostaatin, ③ ioninpoistolaitteen, ④ välijäähdyttimen, ⑤ vedenlämmityksen PTC, ⑥ jäähdytysmoduulin ja ⑦ jäähdytysputken.

Pumppu:

     Vesipumppu on vetypolttokennojen lämmönhallintajärjestelmän "sydän". Se toimii niin, että järjestelmän jäähdytysneste kiertää jäähdytysnestettä. Kun pino on liian kuuma poistuakseen itsestään, jäähdytysvesipumppu lisää jäähdytysnesteen virtausnopeutta pinon jäähdyttämiseksi. Sen varmistamiseksi, että pinon tuottama lämpö voidaan hajauttaa nopeasti ja tehokkaasti, myös itse vesipumpun tulee olla korkealaatuista. Suuri virtaus, korkea nostokorkeus, eristys ja suurempi EMC-kapasiteetti ovat välttämättömiä. Lisäksi pumpun on myös palautettava reaaliajassa nykyinen toimintatila tai vikatila.

Välijäähdytin:

  Välijäähdyttimen tehtävänä on jäähdyttää ilmakompressorista tulevaa paineilmaa. Se alentaa paineilman lämpötilaa jäähdytysnesteen ja ilman välisen lämmönvaihdon kautta niin, että reaktoriin tulevan ilman lämpötila on kohtuullisella alueella. Päärakenne koostuu ytimestä, emolevystä, vesikammiosta ja ilmakammiosta. Intercoolerille on ominaista suuri lämmönvaihtokapasiteetti, korkeat puhtausvaatimukset ja alhainen ionien vapautumisnopeus.

Deionisoija:

Vetypolttokennon toiminnan aikana jäähdytysnesteen ionipitoisuus kasvaa, mikä lisää sen johtavuutta ja vähentää järjestelmän eristystä. Deionisaattoria käytetään parantamaan tätä ilmiötä. Deionisaattori vähentää jäähdytysnesteen johtavuutta ja pitää järjestelmän korkealla eristystasolla absorboimalla lämmönhallintajärjestelmän osien vapauttamia positiivisia ja negatiivisia ioneja.

Positiivinen lämpötilakerroin:

Kun ympäristön lämpötila on alhainen, polttokennot kohtaavat alhaisen lämpötilan haasteen. Vedenlämmitys PTC:tä käytetään jäähdytysnesteen lämmittämiseen reaktorin matalan lämpötilan kylmäkäynnistyksen aikana, jotta jäähdytysneste saavuttaa vaaditun lämpötilan mahdollisimman pian ja lyhentää polttokennojärjestelmän kylmäkäynnistysaikaa.

Termostaatti:

Termostaattia käytetään ohjaamaan jäähdytysjärjestelmän kokojaksoa. Kun jäähdytysnesteen lämpötila on alhainen, järjestelmän vaaditun lämpötilan saavuttamiseksi mahdollisimman pian termostaatti ohjaa jäähdytysnesteen virtaussuuntaa siten, että jäähdytysneste ei kulje ulkoisen jäähdyttimen ja tuulettimen läpi muodostaen pientä kiertovirtausta jäähdytysnesteen suunta. Kun jäähdytysnesteen lämpötila nousee jatkuvasti ja ylittää järjestelmän vaatiman sopivan lämpötilan, termostaatti avautuu hitaasti saadakseen osan jäähdytysnesteestä virtaamaan ulkoisen jäähdyttimen läpi lämmön haihduttamiseksi, mikä alentaa jäähdytysnesteen lämpötilaa.

Lämmityselementit:

Jäähdytyselementtiä käytetään lämmön haihduttamiseen. Se siirtää jäähdytysnesteen lämpöä ympäristöön ja alentaa jäähdytysnesteen lämpötilaa. Patterin runko vaatii suurta lämmönpoistoa, korkeaa puhtautta ja alhaista ionien vapautumisnopeutta. Jäähdyttimen puhallin vaatii suuren ilmamäärän, alhaisen melutason ja portaaton nopeudensäädön, ja sen on palautettava vastaava toimintatila.

Jäähdytysputki:

Vetypolttokennon "verisuoneena" jäähdytysputkisto yhdistää eri osia muodostaen täydellisen jäähdytysnesteen kierron. Kuten kaikki osat, jäähdytysputkisto vaatii eristystä ja korkeaa puhtautta.