Vetypolttokennojen lämmönhallintajärjestelmä
Vetypolttokennon lämmönhallintajärjestelmän tarkoituksena on purkaa reaktorireaktion tuottama lämpö järjestelmästä, jotta reaktori toimisi sopivimmassa lämpötilassa. Tyypillinen vetypolttokennojen lämmönhallintajärjestelmä sisältää pääasiassa: (1) vesipumppu, (2) termostaatti, 3) deionisaattori, (4) jäähdytin, (5) vedenlämmityksen PTC, (6) jäähdytysmoduuli ja (7) jäähdytysputki.
Pumppu:
Vesipumppu on vetypolttokennon lämmönhallintajärjestelmän "sydän". Se toimii järjestelmän jäähdytysnesteen kanssa jäähdytysnesteen kiertämiseksi. Kun pino on liian kuuma päästäkseen ulos, jäähdytysvesipumppu lisää jäähdytysnesteen virtausnopeutta pinon jäähdyttämiseksi. Sen varmistamiseksi, että pinon tuottama lämpö voidaan nopeasti ja tehokkaasti haihtua, vesipumpulla itsessään tulisi olla myös korkea "laatu". Suuri virtaus, korkea pää, eristys ja suurempi EMC-kapasiteetti ovat välttämättömiä. Lisäksi pumpun on myös syötettävä nykyinen käyttötila tai vikatila reaaliajassa.
Välijäähdytin:
Välijäähdyttimen tehtävänä on jäähdyttää paineilma kompressorista. Se alentaa paineilman lämpötilaa jäähdytysnesteen ja ilman välisen lämmönvaihdon kautta niin, että reaktoriin tuleva ilman lämpötila on kohtuullisella alueella. Päärakenne koostuu ytimestä, päälevystä, vesikammiosta ja ilmakammiosta. Intercoolerille on ominaista suuri lämmönvaihtokapasiteetti, korkeat puhtausvaatimukset ja alhainen ionin vapautumisnopeus.
Deionisaattori:
Vetypolttokennon käytön aikana jäähdytysnesteen ionipitoisuus kasvaa, mikä lisää sen johtavuutta ja vähentää järjestelmän eristystä. Deionisaattoria käytetään tämän ilmiön parantamiseen. Deionisaattori vähentää jäähdytysnesteen johtavuutta ja pitää järjestelmän korkealla eristystasolla absorboimalla lämmönhallintajärjestelmän osien vapauttamat positiiviset ja negatiiviset ionit.
Positiivinen lämpötilakerroin:
Kun ympäristön lämpötila on alhainen, polttokennot kohtaavat alhaisen lämpötilan haasteen. Vesilämmitys PTC: tä käytetään jäähdytysnesteen lämmittämiseen reaktorin matalan lämpötilan kylmäkäynnistyksen aikana, jotta jäähdytysneste saavuttaa vaaditun lämpötilan mahdollisimman pian ja lyhentää polttokennojärjestelmän kylmäkäynnistysaikaa.
Termostaatti:
Termostaattia käytetään jäähdytysjärjestelmän kokosyklin säätämiseen. Kun jäähdytysnesteen lämpötila on alhainen, termostaatti säätää jäähdytysnesteen virtaussuuntaa mahdollisimman pian, jotta jäähdytysneste ei pääse ulkoisen jäähdyttimen ja tuulettimen läpi muodostaen jäähdytysnesteen pienen kiertävän virtaussuunnan. Kun jäähdytysnesteen lämpötila nousee jatkuvasti ja ylittää järjestelmän vaatiman sopivan lämpötilan, termostaatti avautuu hitaasti, jotta osa jäähdytysnesteestä virtaa ulkoisen jäähdyttimen läpi lämmönpoistoa varten jäähdytysnesteen lämpötilan alentamiseksi.
Lämpö heatsinks:
Jäähdytyselementtiä käytetään lämmön hajottamiseen. Se siirtää jäähdytysnesteen lämmön ympäristöön ja vähentää jäähdytysnesteen lämpötilaa. Jäähdyttimen runko vaatii suurta lämmönpoistoa, korkeaa puhtautta ja alhaisen ionin vapautumisnopeuden. Jäähdyttimen tuuletin vaatii suurta ilmamäärää, hiljaista melua ja portatonta nopeuden säätöä, ja sen on syötettävä takaisin vastaava käyttötila.
Jäähdytysputki:
Vetypolttokennon "verisuontena" jäähdytysputki yhdistää eri osia muodostaakseen jäähdytysnesteen täydellisen verenkierron. Kuten kaikki osat, jäähdytysputki vaatii eristystä ja korkeaa puhtautta.
Parempi lämmönhallintajärjestelmä auttaa parantamaan vetypolttokennojärjestelmän käyttöikää, ja kohtuullisempi ja kattavampi lämmön käyttö edistää energiansäästöä ja järjestelmän päästöjen vähentämistä. Uskotaan, että vetypolttokennoteollisuuden kehittyessä vastaava lämmönhallintateknologia kohtaa enemmän mahdollisuuksia ja haasteita ja siirtyy uuteen kehitysvaiheeseen.
