專利名稱：具備溫度－濕度控制器的燃料電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，更具體的，涉及一種具備溫度-濕度控制器的，且其能夠通過控制室內溫度(加熱)和濕度這兩者來提高用戶使用的便捷性的燃料電池。
背景技術：
圖1所示為現有技術的燃料電池的結構的示意圖。
如圖1所示，現有技術的燃料電池包括燃料供應單元10，其用于提供一定量的燃料；重整器20，其通過從所述的燃料供應單元10接收燃料來產生一種包含熱能和氫氣的含氫混合氣(hydrogen containinggas)；電池組單元30，其通過獨立提供的氧氣和重整器20產生的氫氣之間進行的電化學反應產生電能和熱能；以及水槽(或者水箱)40，其通過使用電池組30產生的熱能提供熱水。
所述的重整器20包括脫硫反應器21，其用于引入水和空氣以及從燃料供應單元10所提供的燃料，進而去除燃料中所含的硫；蒸汽重整器22，其用于將燃料結合蒸汽進行反應；高溫蒸汽反應器23，其用于將一氧化碳結合蒸汽進行反應；低溫蒸汽反應器24，其用于將一氧化碳轉化為二氧化碳；部分氧化反應器25，其用于將未氧化的一氧化碳轉化成二氧化碳；反應爐26，其用于通過重整工藝和精煉氫工藝從所述的燃料中生成氫；以及燃燒器27，其通過被接觸式連接于所述反應爐26來提供反應爐26所需的熱能。
所述的電池組單元30是通過堆疊多個單元電池來實現的，并且其包括陽極31，電解質隔膜32，以及陰極33。
安裝可使水槽40中的水通過其流入或流出的連接管線50，以便于連接所述電池組單元30的較低端部分和所述水槽40的較低端部分，進而能夠通過使用由電池組單元30所生成的熱能對容納在水槽40中的水進行加熱。通過將所述的連接管線50連接至所述的水槽40的較低端部分，根據水的對流性，相對較冷的水會置留在水槽40的較低側，而相對較熱的水會置留在水槽40的較高側，從而減少了對水進行加熱所用的時間。
所述的水槽40連接于鍋爐60，其中加熱后的水被引入該鍋爐60，以便于加熱室內區域和提供熱水。
在根據具備如此構造的本發明的實施例的現有技術的燃料電池中，當所述的燃料供應單元10向所述的重整器20提供水和燃料(例如，甲醇，液化天然氣，汽油，或者其他類似的燃料)時，在重整器20中混合進行蒸汽重整以及部分氧化，從而生成一種包含氫氣，反應熱，和水的含氫混合氣。
在已接收所述的含氫混合氣的電池組單元30中，氫氣H2被供應到所述的陽極31的一側以產生電化學氧化反應。然后，該氫氣H2被離子化成為氫離子H+和電子e-進而被氧化。該離子化的氫離子H+經由所述的電解質隔膜32被移向所述的陰極33，該電子e-經由所述的電解質隔膜32被移向所述的陽極31，因此產生電能和熱能。
由所述的電池組單元30所產生的電被轉換成交流電進而被提供至每個房屋。從該電池組單元30所產生的熱被用于對水槽40中的水進行加熱。被加熱的水流入所述的鍋爐60被用于加熱室內區域或者被用于向室內區域提供熱水。
然而，對于現有技術的燃料電池，雖然可以通過將水槽40中的被加熱后的水提供至鍋爐60從而控制室內溫度，但是卻未提供用于控制室內濕度的分立的設備。因此，當增加室內溫度而使室內空氣變干燥時需要一種分立的家用電器諸如加濕器。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，其能夠通過控制室內溫度(加熱)和濕度這兩者改善用戶使用的便捷性。
為實現這些和其他優點，并根據本發明的目的，如在此所具體實施和廣泛描述的，提供一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，其包括燃料供應單元，其用于提供一定流速的燃料；電池組單元，其通過氧和從所述的燃料供應單元所提供的燃料兩者之間所進行的電化學反應，生成電能和熱能；熱交換器，其用于將電池組單元生成的副產品分離成為以被再循環的氣體和液體；以及溫度-濕度控制器，其通過將熱交換器所分離的氣體引入室內區域以對室內區域的溫度和濕度進行控制。
本發明的前述的以及其他的目的，特性，方面和優點，通過本發明如下的詳細說明并結合附圖，將更容易了解。
各附圖被包含用于提供對本發明的進一步地理解，其被包含并構成本說明書的一部分，描述本發明的實施例，并結合說明部分共同用于解釋本發明的原理。
在附圖中圖1所示為現有技術的燃料電池的結構的示意圖；圖2所示為根據本發明的實施例的具備溫度-濕度控制器的燃料電池的結構的示意圖；圖3所示為見于圖2中的該燃料電池的運行過程的流程圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖，對發明進行詳細說明。
本發明提供了一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，其包括燃料供應單元，其用于提供一定流速的燃料；電池組單元，其通過氧和從燃料供應單元所提供的燃料之間進行的電化學反應生成電能和熱能；熱交換器，其用于將所述的電池組單元所生成的副產品分離成為以被再循環的液體和氣體；以及溫度-濕度控制器，其通過將熱交換器所分離的氣體引入室內區域來控制室內區域的溫度和濕度。
在下文中，將根據本發明對本發明進行詳細解釋。
圖2所示是根據本發明的實施例的一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池的示意圖；以及圖3所示為圖2中的燃料電池的運行過程的流程圖。
如圖2及圖3所示，根據本發明的實施例的一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，其包括燃料供應單元100，其用于提供一定流速的燃料；重整器200，其通過從所述的燃料供應單元100接收燃料以生成包含氫氣的含氫混合氣；電池組300，其通過獨立提供的氧和由所述的重整器200生成的包含氫氣的含氫混合氣這兩者之間的電化學反應生成電能和熱能；連接于所述的電池組單元300的一側的水槽400，其用于通過使用該電池組單元300生成的熱能對容納于水槽中的水進行加熱；熱交換器700，其用于將該電池組單元300生成的副產品分離成為以被再循環的氣體和液體；以及溫度-濕度控制器800，其用于通過將由所述的熱交換器700所分離的氣體引入室內區域以對室內區域的溫度和濕度進行控制。
所述的重整器200包括脫硫反應器210，其用于引入水，空氣以及由所述的燃料供應單元100提供的燃料，進而去除該燃料中所含的硫；蒸汽重整器220，其用于將該燃料和蒸汽進行反應；高溫蒸汽反應器230，其用于將一氧化碳與蒸汽進行反應；低溫蒸汽反應器240，其用于將一氧化碳轉化為二氧化碳；部分氧化反應器250，其用于將未氧化的一氧化碳轉化成二氧化碳；反應爐260，用于通過重整工藝和精煉氫工藝從所述的燃料中生成氫；以及燃燒器270，其通過被接觸式連接于所述的反應爐260來提供該反應爐260所需的熱能。
所述的電池組單元300是通過堆疊多個單元電池來實現的，并且其包含陽極310，電解質隔膜320，以及陰極330。
安裝可使水槽400中的水經其流入或者流出的連接管線500，以便于連接所述電池組單元300的較低端部分和所述水槽400的較低端部分，從而可以通過使用該電池組單元300所生成的熱能對容納于該水槽400中的水進行加熱。通過將該連接管線500連接至所述水槽400的較低端部分，根據水的對流性，相對較冷的水會置留在該水槽400的較低一側，而相對較熱的水會置留在較高一側，從而減少了對水進行加熱所用的時間。
所述的水槽400被連接于鍋爐600，而被加熱后的水被引入該鍋爐600，從而加熱室內區域和提供熱水。
所述的熱交換器700，從另一方面講，是指一種用于將所述的電池組單元300生成的副產品分離成為氣體和液體的設備，其中，被分離的氣體被重新提供至所述的重整器200，而液體被重新提供至所述的電池組單元300以被隨后循環。該熱交換器700的一側被連接于所述的重整器200，而另一側被連接至所述的電池組單元300。
所述的溫度-濕度控制器800裝備有引導管線810和引導閥820，其中所述的引導管線810被沿著所述的熱交換器700的高度方向連接于該熱交換器的較高部分的一側，以便于將該熱交換器700生成的氣體引入室內區域；而所述的引導閥820被安置于所述的引導管線810的一側，以便于選擇性的控制所述的氣體的引導(流入)。
另外，在所述的引導管線810的一側可進一步地裝備溫度-濕度探測感應器830，從而通過感應室內溫度和濕度對所述的引導閥820的開通和關閉進行控制。
在根據具備如此構造的本發明的實施例的具有溫度-濕度控制器的燃料電池中，當所述的燃料供應單元100向所述的重整器200提供水和燃料(例如，甲醛，液化天然氣(即LNG)，汽油，或其他類似的燃料)時，在該重整器200內混合進行蒸汽重整和部分氧化，并因此生成包含氫氣，反應熱和水的含氫混合氣。
在已接收所述的含氫混合氣的所述的電池組單元300中，氫氣H2被提供至所述的陽極310的一側以產生電化學氧化反應。然后，該氫氣H2被離子化成為氫離子H+和電子e-進而被氧化。該離子化的氫離子H+經由所述的電解質隔膜320被移向所述的陰極330，而該電子e-經由電解質隔膜320被移向所述的陽極310，因此生成電能和熱能。
由所述的電池組單元30生成的電被轉換成交流電以提供至各個房間。由所述的電池組單元30生成的熱能被用于對所述的水槽40中的水進行加熱。被加熱的水流入所述的鍋爐60，以被用于加熱室內區域或者向室內區域提供熱水。
所述的電池組單元300生成的副產品被提供至所述的熱交換器700，并隨后被分離為氣體和液體。被分離出的液體被提供至所述的電池組單元300以供使用，而被分離出的氣體被重新供應至所述的重整器200以供使用。同時，安置于所述的引導管線810的一側的所述的探測感應器830感應室內濕度。如果，感應到室內區域需要增加濕度(即，室內濕度＞＝探測感應器830的設定值)，則該引導閥820被開啟，以提供包含大量水分的空氣至室內區域，從而增加室內濕度。
當室內區域基本符合用戶所希望的濕度情況的時候，該探測感應器830感應該濕度并且關閉該引導閥820。因此，不會再引導濕氣至室內區域。該氣體僅被重新提供至重整器200以被隨后使用。
正如本發明在未偏離其基本特征或原理的情況下以若干形式所實施，同樣也應該理解即以上所述的各實施例并非限制于前述的任意具體說明，除非另有具體規定的，其均應被廣泛地理解為落入所附的權利要求書所限定的精神和范圍，并基于此，所有落入權利要求書的界限和范圍內的修改和變化，或者此類界限和范圍內的等效物均被認為是包含于所附的權利要求書之中。
權利要求
1.一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，其包含燃料供應單元，其用于提供一定流速的燃料；電池組單元，其通過氧和所述的燃料供應單元所提供的燃料之間進行的電化學反應生成電能和熱能；熱交換器，其用于將所述電池組單元生成的副產品分離成為以被再循環的氣體和液體；以及溫度-濕度控制器，其通過將熱交換器內分離的氣體引入室內區域來對室內區域的溫度和濕度進行控制。
2.如權利要求1所述的燃料電池，其中該溫度-濕度控制器包含引導管線，其沿著所述的熱交換器的高度方向被連接于該熱交換器的較高部分的一側，以便于將該熱交換器生成的氣體引入室內區域；以及引導閥，其被安置于所述的引導管線的一側，以便于選擇性的控制該氣體的引導或者流入。
3.如權利要求2所述的燃料電池，其中在所述的引導管線的一側進一步地安置溫度-濕度探測感應器，進而通過感應室內溫度和濕度對所述的引導閥的開啟和關閉進行控制。
4.一種具備溫度-濕度控制器的燃料電池，其包含燃料供應單元，其用于提供一定流速的燃料；電池組單元，其通過氧和所述的燃料供應單元所提供的燃料之間進行的電化學反應生成電能和熱能；熱交換器，其用于將所述的電池組單元生成的副產品分離成為以被再循環的氣體和液體；溫度-濕度控制器，其包括引導管線和引導閥，其中所述的引導管線被沿著所述的熱交換器的高度方向連接于該熱交換器的較高部分的一側，以便于將該熱交換器生成的氣體引入室內區域；所述的引導閥被安置在所述的引導管線的一側，以便于選擇性的控制所述的氣體的引導或者流入；以及溫度-濕度探測感應器，其被安置在所述的引導管線的一側，以通過感應室內溫度和濕度控制所述引導閥的開啟和關閉。
全文摘要
一種具備溫度－濕度控制器的燃料電池，其包含燃料供應單元，其用于提供一定流速的燃料；電池組單元，其通過氧和所述的燃料供應單元所提供的燃料之間進行的電化學反應產生電能和熱能；熱交換器，其用于將所述的電池組單元生成的副產品分離成為以被再循環的氣體和液體；以及溫度－濕度控制器，其通過將所述的熱交換器所分離出的氣體引入室內區域來對室內的溫度和濕度進行控制。
文檔編號H01M8/00GK1929179SQ20061012812
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月5日 優先權日2005年9月5日
發明者黃龍俊, 金起東 申請人:Lg電子株式會社, 株式會社Lg化學