氢气站供热系统

技术领域

本发明涉及供热技术领域，具体地，涉及一种氢气站供热系统。

背景技术

氢气为甲类可燃气体，根据规范要求制氢、储氢、供氢站等具有爆炸危险的厂房内部严禁采用明火和电散热器供热。目前该领域工业应用中普遍采用末端为热水或蒸汽散热器的供热系统，此类系统通常需单独配置热源或依赖长距离供热管网以获取供热所需热量，然而其建设投资成本及运行成本较高。

针对氢气站供热，目前已公开专利技术主要通过回收制氢、储氢或加氢过程相关设备余热用于氢气站供热，然而所涉及供热系统运行温度受特定设备运行负荷和状态决定，因此热量需求侧供水温度和房间温度存在不稳定的问题，且温度的精准调控较难实现，另外，上述利用余热供热的方案往往需要在氢站内设置散热器等设备，占用厂房空间大，且散热不均匀，存在局部供热温度过高导致的安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明实施例的氢气站供热系统包括：供电单元，所述供电单元包括蓄电组件、光伏发电组件和/或风力发电组件，所述蓄电组件用于储存所述光伏发电组件和/或所述风力发电组件产生的电能。供热单元，所述供热单元包括发热电缆和发热墙体，所述发热墙体用于构建氢气站，所述发热电缆设于所述发热墙体内并与所述蓄电组件连接。

本发明实施例的氢气站供热系统，供电单元包括蓄电组件、光伏发电组件和/或风力发电组件，蓄电组件用于储存光伏发电组件和/或风力发电组件产生的电能，供热单元包括发热电缆和发热墙体，发热墙体用于构建氢气站，发热电缆设于发热墙体内并与蓄电组件连接，由此，本申请可将太阳能或风能转化成电能并利用布局在发热墙体内的发热电缆实现对氢气站的供热，无需单独设置热源或长距离热力输配管网，构成不依赖外部热源的独立发电、储能和不间断能量供应系统，避免了传统余热收集及供热系统运行温度受特定设备运行负荷和状态限制的问题，保证供热温度的稳定性，且发热电缆的布局不占用厂房内部空间的同时可通过发热墙体提供更为均匀的热源分布，相较于传统的散热器具有更大的换热面积和更合适的局部散热温度，因此具有良好的安全性

在一些实施例中，所述供热单元还包括温控组件，所述温控组件包括温控器和第一温度检测器，所述温控器设于所述发热电缆和所述蓄电组件的连接线路上，所述第一温度检测器设于所述氢气站内并与所述温控器连接。

在一些实施例中，所述温控组件还包括第二温度检测器，所述第二温度检测器设于所述发热墙体内并与所述温控器连接。

在一些实施例中，所述发热电缆与所述蓄电组件的连接线路上还设有保护器和第一变压器，所述保护器位于所述第一变压器和所述温控器之间，所述伏发电组件和/或所述风力发电组件与所述蓄电组件的连接线路上设有第二变压器。

在一些实施例中，所述发热电缆沿所述发热墙体的高度方向弯折延伸。

在一些实施例中，所述发热墙体包括基础墙体和包覆在所述基础墙体内侧的发热层，所述发热电缆设于所述发热层内。

在一些实施例中，所述发热层与所述基础墙体之间设有保温辐射层。

在一些实施例中，所述发热层背离所述基础墙体的侧面设有饰面层。

在一些实施例中，所述基础墙体背离所述发热层的侧面设有保温层。

在一些实施例中，所述发热电缆布置于距离地面0至2m高度范围内。

附图说明

图1是根据本发明实施例的氢气站供热系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的氢气站供热系统的发热墙体的剖视图。

图3是根据本发明实施例的氢气站供热系统的发热电缆的布局示意图。

附图标记：

1—发热墙体；2—发热电缆；3—供电单元；4—第二变压器；5—蓄电组件；6—第一变压器；7—保护器；8—温控器；9—第一温度检测器；10—第二温度检测器；11—制氢和储氢设备；101—饰面层；102—发热层；103—保温辐射层；104—基础墙体；105—保温层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，本发明实施例的氢气站供热系统包括供电单元3和供热单元。

具体地，供电单元3包括蓄电组件5、光伏发电组件和/或风力发电组件，蓄电组件5用于储存光伏发电组件和/或风力发电组件产生的电能，供热单元包括发热电缆2和发热墙体1，发热墙体1用于构建氢气站，氢气站内设有制氢和储氢设备11，发热电缆2设于发热墙体1内并与蓄电组件5连接。

可以理解的是，发热电缆2通电后可对外散发热能以实现对氢站的供热，由于本申请是利用光伏发电组件和/或风力发电组件发电，并将电能转化成热能，无需单独设置热源或长距离热力输配管网，构成不依赖外部热源的独立发电、储能和不间断能量供应系统，避免了传统余热收集及供热系统运行温度受特定设备运行负荷和状态限制的问题，保证供热温度的稳定性，且利用电能供热，温度精度更易调控。

另外，本申请的发热电缆2布局在用于构建氢气站的发热墙体1内，与原有建筑墙体共用空间，不占用厂房内部空间的同时可提供更为均匀的热源分布，相较于传统的散热器具有更大的换热面积和更合适的局部散热温度，因此具有良好的安全性。

进一步地，本申请利用风能或太阳能等可再生能源为一次能源提供能量，因此具有良好的经济性和较强的绿电就地消纳能力。

本发明实施例的氢气站供热系统，供电单元3包括蓄电组件5、光伏发电组件和/或风力发电组件，蓄电组件5用于储存光伏发电组件和/或风力发电组件产生的电能，供热单元包括发热电缆2和发热墙体1，发热墙体1用于构建氢气站，发热电缆2设于发热墙体1内并与蓄电组件5连接，由此，本申请可将太阳能或风能转化成电能并利用布局在发热墙体1内的发热电缆2实现对氢气站的供热，无需单独设置热源或长距离热力输配管网，构成不依赖外部热源的独立发电、储能和不间断能量供应系统，避免了传统余热收集及供热系统运行温度受特定设备运行负荷和状态限制的问题，保证供热温度的稳定性，且发热电缆2的布局不占用厂房内部空间的同时可通过发热墙体1提供更为均匀的热源分布，相较于传统的散热器具有更大的换热面积和更合适的局部散热温度，因此具有良好的安全性。

优选地，蓄电组件5为蓄电池。

优选地，如图1和图2所示，供热单元还包括温控组件，温控组件包括温控器8和第一温度检测器9，温控器8设于发热电缆2和蓄电组件5的连接线路上，第一温度检测器9设于氢气站内并与温控器8连接。

进一步地，如图1和图2温控组件还包括第二温度检测器10，第二温度检测器10设于发热墙体1内并与温控器8连接。由此，本申请通过设置温控组件，可实现快速、精准的电加热供暖，既可使本申请的氢气站供热系统可作为承担全部热负荷的独立供热系统，也可作为已有专利技术所涉及余热回收供热系统的补充，当其他设备停运或处于低负荷运行致使余热量不足以抵消热负荷时，所述供热系统可用于供热调峰以提高氢气站内供热系统的稳定性与可靠性，从而为氢站内安全生产和不同负荷工况下的供热需求提供保障。

进一步地，如图1所示，发热电缆2与蓄电组件5的连接线路上还设有保护器7和第一变压器6，保护器7位于第一变压器6和温控器8之间，伏发电组件和/或风力发电组件与蓄电组件5的连接线路上设有第二变压器4。由此，当出现诸如温控组件失效等状况导致氢气站内供热失调时，保护器7可自动断开对发热电缆2的供电，保证系统运行的安全性，第一变压器6和第二变压器4可稳定电压，保证系统运行稳定。

优选地，发热电缆2沿发热墙体1的高度方向弯折延伸。具体地，如图3所示，发热电缆2沿发热墙体1的宽度方向盘横，实现散热面积最大化。

进一步地，如图2所示，发热墙体1包括基础墙体104和包覆在基础墙体104内侧的发热层102，发热电缆2设于发热层102内。由此，发热层102可以以发热墙体1为根基，实现稳定装配，发热层102内选取具有良好导热性能的绝缘材料。基础墙体104选用具有较高热阻的保温材料，用于支撑作用和室内保温。

优选地，如图2所示，发热层102与基础墙体104之间设有保温辐射层103。优选地，保温辐射层103采用铝箔等具有良好辐射保温性能的材料，通过将热辐射反射至室内方向从而降低朝向室外的辐射热流损失。

优选地，如图2所示，发热层102背离基础墙体104的侧面设有饰面层101。优选地，饰面层101选用具有良好导热性能的耐火材料。

优选地，如图2所示，基础墙体104背离发热层102的侧面设有保温层105。保温层105选用具有较高热阻保温材料并设置防水防潮涂层，用于增强墙体保温性能并减轻室外雨水等对墙体的影响。

优选地，发热电缆2布置于距离地面0至2m高度范围内，从而减小发热层102和保温辐射层103面积，从而提高供热系统经济性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书发明和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。