In addition to electricity generation, high-temperature proton exchange membrane fuel cells also produce numerous high-quality waste heat, which may be further used in combined cooling, heating and power systems. In this study, a new general model of an integrated system consisting of a high-temperature proton exchange membrane fuel cell, a regenerator and an absorption cycle is proposed for waste heat recovery, where the absorption cycle can be functioned as either an absorption heat pump for heating or an absorption refrigerator for cooling. Considering various irreversible losses within the system, mathematical expressions for the equivalent power output and efficiency of the proposed system are derived, from which the general performance characteristics are revealed and the optimum criteria are given. When the absorption cycle is operated in the heat pump mode or refrigerator mode, the maximum attainable power densities for the proposed system allow 33.41% and 19.34% greater than that of the sole high-temperature proton exchange membrane fuel cell system, respectively. Furthermore, the effects of the operating current density, operating temperature, doping level, relative humidity, heat leak and heat-transfer irreversibilities on the performance characteristics of the proposed system are discussed in detail. The results obtained in this paper may offer some theoretical help for the integration and design of such an actual system.
นอกเหนือจากการผลิตไฟฟ้า, เซลล์เชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิสูงในการแลกเปลี่ยนโปรตอนยังผลิตความร้อนของเสียที่มีคุณภาพสูงมากมาย, ซึ่งอาจจะใช้ต่อไปในการเย็นรวม, เครื่องทำความร้อนและระบบไฟฟ้า. ในการศึกษานี้, รูปแบบทั่วไปใหม่ของระบบแบบบูรณาการประกอบด้วยเซลล์เชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิสูงของการแลกเปลี่ยนโปรตอน, การกำเนิดใหม่และรอบการดูดซึมจะถูกนำเสนอสำหรับการกู้คืนความร้อนของเสีย, ที่รอบการดูดซึมสามารถทำหน้าที่เป็นทั้ง การดูดซึมปั๊มความร้อนสำหรับการทำให้ร้อนหรือการดูดซึมตู้เย็นเพื่อความเย็น การพิจารณาการสูญเสียที่แตกต่างกันภายในระบบ, นิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับการส่งออกพลังงานที่เทียบเท่าและประสิทธิภาพของระบบที่นำเสนอจะได้รับมา, จากการที่ลักษณะการทำงานทั่วไปจะถูกเปิดเผยและเกณฑ์ที่เหมาะสมจะ กำหนด เมื่อวงจรการดูดซึมดำเนินการในโหมดปั๊มความร้อนหรือโหมดตู้เย็นความหนาแน่นสูงสุดสำหรับระบบที่นำเสนออนุญาตให้๓๓.๔๑% และ๑๙.๓๔% มากกว่าที่ของระบบเซลล์เชื้อเพลิงที่มีอุณหภูมิสูงเพียงแค่การแลกเปลี่ยนโปรตอน ตามลำดับ . นอกจากนี้ผลกระทบของความหนาแน่นในปัจจุบันของการดำเนินงานอุณหภูมิการทำงานระดับยาสลบความชื้นสัมพัทธ์การรั่วไหลและความร้อน irreversibilities ในลักษณะการทำงานของระบบที่นำเสนอจะมีการกล่าวถึงในรายละเอียด ผลที่ได้ในเอกสารนี้อาจมีความช่วยเหลือทางทฤษฎีสำหรับการรวมและการออกแบบของระบบที่เกิดขึ้นจริงดังกล่าว
การแปล กรุณารอสักครู่..
