[0001] 本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种制氢装置。

[0002] 制氢装置的产品是氢气和氧气，操作压力是1.0MPa。氢气是一种易燃易爆的气体，油类物质在高压纯氧里会自燃，制氢的电解液是纯水。

[0003] 由于上述特性，制氢装置对安全性、耐腐蚀性等的需求较高。目前，现有技术的制氢装置通常都配备具有防腐，防爆性能的仪表，对不具备防爆性能的仪表和电气设备都安装在现场相隔离的控制室内，对不具备防腐性能的仪表采用隔离措施，对与氧气相接触的仪表采取禁油措施，操作人员在控制室里就能方便操作、监视制氢装置。

[0004] 有鉴于此，文献1(公开号：CN105278444A)公开了一种制氢装置远程监控系统，包括控制柜PLC，控制柜PLC的输入端电连接制氢环境监测模块的输出端，第一并连接口的输出端电连接监控上位机的输入端，第二并联接口的输出端电连接工业3G无线串口透传模块的输入端，工业3G无线串口透传模块的输出端电连接互联网数据库的输入端，互联网数据库的输出端通过网络服务器和远程计算机的输入端电连接。该制氢装置远程监控系统将设备运行状态的实时数据以无线的方式，利用普遍存在的3G通讯网络，上传到互联网服务器，使厂家的专业技术人员得以实时访问并进行监控。

[0005] 文献1中，使用控制柜、制氢环境监测模块对制氢装置进行控制、监测时，更适用于单个制氢装置的场合。被控的制氢装置为多个时，多个制氢装置由于工况等因素，所输出的氢气纯度、流速有差异，在没有进行妥善管控的情形下，多个制氢装置之间可能产生不良的相互影响。例如，当有的制氢装置处于良好工况或者输出氢气的周期高峰时段，以较高的流速大量输出氢气造成与氢储罐连接的管道气压较大，会使得输出氢气较少的单体制氢装置难以输出氢气或者产生气流回灌，降低了系统整体的产氢效率。在此情况下，单体制氢装置难以以模块化的形式进行系统性的控制。

[0022] 下面通过实施例的方式，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

[0023] 图1为本实施例的制氢装置的结构示意图，图2为本实施例的单个制氢模块的结构示意图，图3为本实施例的多个制氢模块的结构示意图。

[0024] 如图1～2所示，本发明涉及的制氢装置，包含：制氢模块20，制氢模块20通过电解水的方式制备氢气，制氢模块20包括用于输出氢气的氢气输出端口21，多个制氢模块20的氢气输出端口21相互连通并与氢储设备50连通，上位机10，上位机10电连接多个制氢模块20，上位机10接收制氢模块20上的数据，上位机10对制氢模块20的参数进行设定，并分别控制多个制氢模块20输出或不输出氢气。据此，上位机10接受制氢模块20上所测定的数据，可以对制氢模块20的氢气产出相关的参数进行调整，使得多个制氢模块20同时受控于上位机
10。同时，由于上位机10还控制多个制氢模块20中任一个的制氢模块20是否输出氢气，可以避免制氢模块20之间因工况、产氢高低峰周期的差异而产生相互干扰。

[0025] 如图3所示，多个制氢模块20的氢气输出端口21均并联的连接到一氢气母联管30，氢气输出端口21到氢气母联管30之间设置有止回阀(图中未示出)。据此，通过氢气母联管30对接多个制氢模块20，可以避免多个制氢模块20单独直连氢储设备50，使得管路布线易于管理。通过设置止回阀可以避免氢气母联管30内的气体倒流回各制氢模块20。同时，并联连接多个制氢模块20至氢气母联管30，可以降低因管路造成的各制氢模块20在输出氢气时的差异，利于模块化管理。

[0026] 具体的，氢储设备50为氢储罐。同时，在本实施例中，制氢模块20还包括有用于输出氧气的氧气输出端口22。同样的，各制氢模块20的氧气输出端口22均连通到氧气母联管40上，使得氧气可以通过氧气母联管40被输送至连通到氧气母联管40的氧储设备60上进行存储。在其他的实施例中，也可以直接将制氢模块20因电解水制得的氧气直接排出。

[0027] 进一步，上位机10控制多个制氢模块20以设定的起止时间向氢气母联管30输出氢气。由于各制氢模块20产出的氢气输出至氢储罐这样的氢储设备50，氢储设备50的输入效率根据不同的存储阶段会及管路中的气体压力作出不同变化，通过对各制氢模块20采用设定相同或不同的输出氢气的起止时间，可以使得管路中氢气压力保持相对稳定，进而降低各制氢模块20之间的相互影响。

[0028] 进一步，上位机10根据氢气母联管30内的氢气气压数值，调整多个制氢模块20向氢气母联管30输出氢气的起止时间。据此，上位机10可以根据各制氢模块20反馈的差异化的数据，对每一个制氢模块20单独设定输出氢气的起止时间。此外，当氢气母联管30中的气压大于止回阀另一侧的某一制氢模块20时，制氢模块20无法输出氢气，容易导致已制成的氢气回流或者被排放至外部降低效率。而通过控制各制氢模块20的氢气输出起止时间，可以间接调整氢气母联管30内的气压，防止上述情况的产生。

[0029] 如图2所示，制氢模块20还包括有水箱26、循环泵(图中未示出)和电解槽25，循环泵分别与水箱26、电解槽25连通，并泵送水在水箱26与电解槽25间循环。据此，因为循环泵的泵送速度可控，通过循环泵泵送电解用水在水箱26和电解槽25之间循环，可以使得电解水的速度受控，进而调整氢气产出的速率，配合氢气输出时的时序控制。

[0030] 较佳的，制氢模块20还包括有氢纯度传感器(途中未示出)、排空出口24、电磁阀23及控制单元，电磁阀23连接到排空出口24、氢气母联管30以及氢气输出端口21，氢纯度传感器检测电解槽25中产生的氢气浓度，控制单元电气连接到氢纯度传感器和电解槽25，控制单元接收氢纯度传感器的信号，并在氢气浓度超过设定的氢气浓度阈值时，控制电磁阀23，将电解槽25释放的氢气输送至氢气输出端口21，在氢气浓度低于氢气浓度阈值时，控制电磁阀23，将电解槽25释放的氢气由排空出口24排出。据此，通过控制电磁阀23，可以在保证所产出氢气的纯度合乎要求的条件下，对氢气输出的进度进行控制。

[0031] 具体的，在本实施例中，电解槽25连通至氢气输出端口21，氢纯度传感器设置在电磁阀23靠近电解槽25一端的管路上。电磁阀23为三通电磁阀，其一端连通到排空出口24，一端连通到氢气输出端口21，一端连通到氢气母联管30。当氢气纯度达到氢气浓度阈值以上时，电磁阀23连通氢气母联管30与氢气输出端口21。否则，当测定的氢气纯度在氢气浓度阈值以下时，氢气由排空出口24排出至外部。

[0032] 进一步，控制单元还连接到水箱26和循环泵，控制单元根据水箱26的水位是否超过水位阈值，控制循环泵开启或关闭。据此可以避免水位过低导致循环泵空转。

[0033] 进一步，在循环泵开启一设定时间后，控制单元控制电解槽通电制氢。据此，可以使得制氢模块20在合适的稳定的水流流速下进行电解水。在本实施例中，该设定时间为10秒。

[0034] 进一步，上位机10接收的来自制氢模块20的数据包括水箱中的水位数据、氢气浓度；上位机10接收来自一输入端口的指令，对设定时间、氢气浓度阈值以及水位阈值进行修改。据此，上位机10可以通过输入端口被操作人员手动操控，可以通过手动输入参数，对制氢模块20的工作状态进行调整，以利于得到合适的可以预设的氢气输出起止时间及周期。

[0035] 进一步，参考图1，控制单元包括有单片机，制氢模块20与上位机10通过TCP/IP进行通讯，上位机10还连接有模块化燃料电池70和模块化加氢机80。此处，TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议)是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议中，网络地址统一分配，网络中每一设备和终端都具有一个唯一地址，使得各制氢模块20可以高效的被分别管控。上位机10连接到模块化燃料电池和/或模块化加氢机，可以对使用氢气的装置进行一体管控。

[0036] 在其他的实施例中，根据应用场景的不同，上位机10也可以只连接到模块化燃料电池70，而不连接模块化加氢机。

[0037] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。