一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱的製作方法
2023-12-01 00:04:26 2
一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱的製作方法
【專利摘要】一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，該燃料電池可攜式冰箱包括氫氣儲罐、燃料電池、半導體製冷模塊、散熱設備和輔助啟動蓄電池。氫氣儲罐與燃料電池通連，通過氣體泵和流量計控制輸送；燃料電池與半導體製冷模塊及散熱風扇等用電設備相連，燃料電池產生的直流電經電池控制系統調整後輸出給用電設備；蓄電池組與燃料電池的控制系統、氫氣迴路和氧氣（空氣）迴路的氣體泵等相連，燃料電池啟動時蓄電池為這些用電設備提供啟動電源。該冰箱以燃料電池電化學反應發電的方式，發電的燃料用清潔無汙染的氫氣，對環境無汙染，電池工作噪音低，安全可靠，非常適合作為可攜式冰箱的電源。
【專利說明】一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱 【技術領域】
[〇〇〇1] 本發明涉及一種可攜式冰箱，特別是涉及一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱。 【背景技術】
[0002] 可攜式冰箱給人們戶外保鮮食品、冷藏飲料帶來了很大便利，目前車載小容積便 攜冰箱可以從點菸器取電，大容積便攜冰箱只能放在汽車後備箱，取電比較困難，而且當汽 車發動機停止工作，冰箱不宜使用，以免將汽車蓄電瓶的電耗盡，影響汽車啟動，這時便攜 冰箱只相當於保溫箱的作用，製冷效果大打折扣；露營野餐用的便攜冰箱一般使用鉛酸蓄 電池移動電源，但鉛酸蓄電池生產和回收過程會對環境造成較大的汙染，給人們的生產和 生活帶來危害。
[0003] 以燃料電池作為可攜式冰箱的電源將解決使用車載電源的不便以及改善使用鉛 酸蓄電池帶來的環境汙染問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，該冰箱電源以燃料 電池電化學反應的發電方式，發電的燃料是清潔無汙染的氫氣，對環境無汙染，電池工作噪 音低，安全可靠，非常適合作為可攜式冰箱的電源。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，所述燃料電池由供氧迴路、供氫迴路、除氫回 路、散熱迴路、電堆總成及控制系統構成；該燃料電池可攜式冰箱包括氫氣儲罐、燃料電池， 半導體製冷模塊、，冷卻設備和輔助啟動蓄電池。氫氣儲罐與燃料電池的燃料氣入口通連， 為燃料電池提供燃料，燃料電池產生的電源經電池控制系統調整後輸出與半導體製冷模塊 相連，半導體製冷的熱端安裝冷卻設備進行散熱，蓄電池輔助燃料電池的氣泵啟動。
[0006] 燃料電池便攜冰箱同時提供家用交流電插頭，交流電經過逆變後可以提供半導體 模塊製冷，具備家庭和戶外兩種用途，方便使用。
[0007] 所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，所述冰箱的參量包括額定電壓戶外 12V，家用 220V。
[0008] 所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，所述冰箱的參量包括額定功率50W， 功率大小可定製，效率約38%。
[0009] 所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，所述冰箱的參量包括容量10L，容量 大小可定製。
[〇〇1〇] 所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，所述冰箱的參量包括製冷溫度比環 境溫度低20?25 °C。
[0011] 本發明的優點與效果是： 本發明以燃料電池電化學反應的方式發電，燃料利用效率高，為社會節約了能源；單獨 使用的燃料電池電源增加了車載和戶外使用可攜式冰箱的便利性；使用清潔能源氫氣作為 燃料沒有汙染，改善了使用鉛酸蓄電池帶來的汙染問題。該項專利的推廣將會起到節約社 會能源，方便人們戶外飲食保鮮冷藏，改善生活環境的作用。 【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明燃料電池單電池發電原理示意圖； 圖2為本發明半導體製冷原理示意圖； 圖3為本發明燃料電池可攜式冰箱示意圖。 【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖所示實施例，對本發明作進一步詳述。
[0014] 圖中部件為：1便攜拎手，2冷藏室，3冰箱外殼，4氫氣儲罐，5氣體泵，6燃料電 池，7半導體製冷模塊，8冷卻設備，9蓄電池，10交流電插頭，11逆變器。
[0015] 見圖1，燃料電池單電池工作原理： 燃料電池是一種以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的裝置，是一項高效率 利用能源而又不汙染環境的新技術。
[0016] 燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發電機〃。它由正極、負極和夾在正負極中 間的電解質板所組成。工作時向負極供給燃料(氫)，向正極供給氧化劑（空氣，起作用的成 分為氧氣)。氫在負極分解成正離子H+和電子 e-。當氫離子進入電解液中，而電子就沿外 部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫 離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應的逆過程。這種小功率的電池單 體可以串聯起來組成大功率的燃料電池堆，以滿足各種大功率用電設備的需要。只要能保 證燃料和氧化劑的供給，電池堆就可以連續不斷地產生電能供用電設備使用。
[0017] 見圖2,半導體冰箱製冷原理： 根據"帕爾帖效應"的物理原理，電荷載體在不同的材料中處於不同的能級，當它從高 能級向低能級運動時，就會釋放出多餘的熱量。反之，就需要從外界吸收熱量（即表現為制 冷)。
[0018] 所以，〃半導體電子製冷〃的效果就主要取決於電荷載體運動的兩種材料的能級 差，即熱電勢差。半導體材料具有極高的熱電勢，可以成功的用來做小型的熱電製冷器。電 子冰箱簡單結構為：將P型半導體，N型半導體，以及銅板，銅導線連成一個迴路，銅板和導 線只起導電作用，迴路由12V直流電供電，接通電流後，一個接點變冷(冰箱內部)，另一個 接頭散熱(冰箱後面散熱器)。
[0019] 見圖3,以氫燃料電池為電源的可攜式冰箱： 以燃料電池發電作為可攜式冰箱電源的設計主要包括以下幾個部分： 1、啟動系統 燃料電池啟動發電時需要有輔助電源，用蓄電池組與燃料電池的控制系統，氫氣迴路 和氧氣(空氣）供給的氣體泵等相連，電池啟動時蓄電池為這些用電設備提供啟動電源。
[0020] 2、燃料供給系統 氫氣儲存在燃料氣罐中，發電時通過氣體泵向燃料電池電堆輸送，以流量計控制流量， 電堆中未反應的剩餘氫氣可通過循環迴路回收利用，回收後的氫氣與從氫氣儲罐輸出的新 氫混合成富氫的混合氣向電池電堆供應。
[0021] 3、發電和製冷系統 燃料電池通入燃料氫和氧氣（空氣）後就可以產生直流電，經過燃料電池控制系統調整 後可以輸出向半導體製冷模塊供電，半導體吸熱端從冰箱內部吸熱，散熱端將熱量散發到 冰箱外部，在散熱端有安裝有散熱風扇，風扇運行的電源也來自燃料電池。隨著半導體不斷 從冰箱內部吸收熱量向冰箱外部排放，冰箱內的溫度不斷降低，起到保鮮冷藏食品的作用。
[0022] 燃料電池便攜冰箱配備家用交流電插頭，交流電經過逆變器後輸送到半導體製冷 模塊和冷卻設備，經逆變的直流電供設備製冷使用，使燃料電池便攜冰箱具有家庭和戶外 兩種功能，方便使用。
[0023] 本發明主要參數見下表： 表1燃料電池可攜式冰箱系統參數表_
【權利要求】
1. 一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，其特徵在於，所述燃料電池由供氧迴路、供氫 迴路、除氫迴路、散熱迴路、電堆總成及控制系統構成； 該燃料電池可攜式冰箱包括氫氣儲罐、燃料電池，半導體製冷模塊、冷卻設備和輔助啟 動蓄電池。
2. 氫氣儲罐與燃料電池的燃料氣入口通連，通過氣體泵向燃料電池電堆輸送，以流量 計控制流量；燃料電池與半導體製冷模塊及散熱風扇等用電設備相連，燃料電池產生的直 流電經電池控制系統調整後輸出給用電設備；蓄電池組與燃料電池的控制系統、氫氣迴路 和氧氣（空氣）迴路的氣體泵等相連，燃料電池啟動時蓄電池為這些用電設備提供啟動電 源。
3. 交流電插頭與逆變器相連，逆變器與半導體製冷模塊和冷卻設備相連，使燃料電池 可攜式冰箱可以使用家用交流電製冷。
4. 根據權利要求1所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，其特徵在於，所述裝 置的參量包括額定電壓戶外12V，家用220V。
5. 根據權利要求1所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，其特徵在於，所述裝 置的參量包括容量10 L,容量大小可定製。
6. 根據權利要求1所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，其特徵在於，所述裝 置的參量包括額定輸出功率48 W，功率大小可定製，發電效率約38 %。
7. 根據權利要求1所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，其特徵在於，所述裝 置的參量包括使用環境溫度-40?55°C，製冷比環境溫度低15?25°C。
8. 根據權利要求1所述的一種以燃料電池為電源的可攜式冰箱，其特徵在於，所述裝 置的參量包括氫氣純度>99. 9%，發電排放物純淨水。
【文檔編號】F25D11/00GK104061731SQ201410271916
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】林野 申請人:瀋陽德邦儀器有限公司