一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统及其调节方法

1.本发明属于碱性电解水制氢相关技术领域，更具体地，涉及一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统及其调节方法。

背景技术：

2.氢因其高热值、清洁性、可长周期存储与长距离运输等优势，已然在新能源市场初露锋芒，展现巨大的发展潜力。当前，碱性电解水制氢技术已投入商业化生产，结构简单、成本低廉、清洁环保的优点使其在电解制氢市场生产最为广泛、发展最为成熟。但该技术耗电高达4.5～5.5kwh/m3n(h2)，且实际电解过程中近40％的电能转化为热能，使电解槽温度显著升高，该热能绝大部分随着电解液与产品气的混合物流出电解槽消散在环境中。近年来，耦合电解制氢与可再生能源(风能、光能、水能)发电技术，利用“三弃”(弃风、弃光、弃水) 的富余电能进行电解制氢的方法成为了降低电解制氢能耗、提升发电综合利用率的重要途径。但受限于自然条件的影响，可再生能源具有间歇性和随机性，往往导致其发电功率的波动性。对碱性电解水制氢系统而言，电解槽设定工作温度一般在80℃，但在发电贫乏、低负荷运行时期，电功耗只有正常运行的20％或更低，电解槽对外散热量大于电解产热量，槽温明显下降，此时槽运行温度无法达到电解反应最适工作温度区，引起水电解反应速率下降、电解效率降低。
3.现阶段对碱性电解水制氢系统的实验研究多集中在制氢材料、装置结构、系统控制的开发和优化方面，包括对碱性电解水制氢系统的温度、流量等参数调节方法、能量管理与利用方法的探究分析，从能源利用或运行效率角度上取得了一定研究成果。中国专利cn110670087a公开了一种可控快速升温电解水制氢系统，其公开了一种可电加热式的气液混合物的辅热，能够有效调节并满足电解水制氢系统启动及其运行过程的热需求。中国专利cn111336571公开了一种电解水制氢余热利用系统及其工作方法，其公开了一种回收电解水制氢过程产生的余热，作为热源供给膜蒸馏系统制备制氢系统的补水，加热膜蒸馏原水后的循环水再用于车间供暖的电解余热回收方法，提高了能量利用效率，降低了蒸馏系统的供热能耗。中国专利cn215062987和cn113137783公开了一种利用热泵回收电解水制氢余热的系统，但其调节能力差，不能根据负荷变动进行适应性调控。中国专利cn213013112u公开了一种大型碱性电解水制氢装置的综合热管理系统，其公开了一种回收电解过程产生余热，部分存储于储热罐，部分供给热用户设备，部分用于热交换提升电解槽入口回流碱液温度的热回收与热管理综合方法，不仅有效实现电解槽回收利用，且通过热管理优化使电解水制氢设备对宽功率波动的适应性有所提高。通过检索发现，现有研究中不乏对碱性电解水制氢系统余热回收的分析设计，但回收所得温度多为60～70℃，回收所得能量的品位普遍低于余热的品位，相关研究中也有通过外部热源辅热提高低负荷运行期间电解槽工作温度的设计方法，尽管能够有效维持电解槽处于设定工作温区，改善了系统对变载的适应性，但外部热源辅热的方法一定程度上增加了系统能耗。

技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统及其调节方法，本技术利用热泵系统实现电解过程的余热回收，能够有效维持电解制氢工作温度，提高能源综合利用率以及电解制氢效率。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统，所述系统包括碱性电解水制氢子系统以及吸收式热泵子系统，其中：所述吸收式热泵子系统包括发生器和蒸发器，所述发生器和蒸发器内均设有所述氢气换热管和氧气换热管；所述碱性电解水制氢子系统包括电解槽、第一回热换热器、第二回热换热器、以及气液分离处理装置；所述电解槽出口的氢气管路依次连接所述蒸发器内的氢气换热管和发生器内的氢气换热管，所述电解槽出口的氧气管路连接所述蒸发器内的氧气换热管和发生器内的氧气换热管；所述发生器内氢气换热管的输出管路分成两个支路，一支穿过所述第一回热换热器参与换热，另一支输出至所述气液分离处理装置；所述发生器内氧气换热管的输出管路分成两个支路，一支穿过所述第二回热换热器参与换热，另一支输出至所述气液分离处理装置，所述气液分离处理装置分离的液体分成两个支路，两支路分别通过所述第一回热换热器和第二回热换热器换热后输入所述电解槽，所述发生器内氢气换热管和氧气换热管的输出管路分成的两个支路上均设有阀门。
6.优选地，所述发生器和蒸发器沿制冷剂方向依次设置，若所述发生器内的氢气换热管设于下游则所述蒸发器内的氢气换热管设于上游；若所述发生器内的氢气换热管设于上游则所述蒸发器内的氢气换热管设于下游。
7.优选地，所述吸收式热泵子系统还包括冷凝器，所述冷凝器设于所述发生器和蒸发器之间。
8.优选地，所述系统还包括热水循环子系统，所述热水循环子系统包括干燥剂再生装置，所述吸收式热泵子系统还包括吸收器，所述吸收器设于所述蒸发器的下游，所述吸收器内设有第五换热管，所述热水循环子系统的循环水在所述第五换热管内换热后流入所述干燥剂再生装置。
9.优选地，所述热水循环子系统还包括循环水预热器，所述循环水预热器设于所述第一回热换热器和第二回热换热器与气液分离处理装置之间，所述发生器内氢气换热管的输出管路分成的两个支路经所述第一回热换热器后合并流入所述循环水预热器换热；所述发生器内氧气换热管的输出管路分成的两个支路经所述第二回热换热器后合并流入所述循环水预热器换热。
10.优选地，所述吸收式热泵子系统还包括溶液热交换器，所述溶液热交换器设于所述吸收器和发生器之间，以使所述吸收器输出的制冷剂的稀溶液在输入发生器之前与所述发生器输出的制冷剂的浓溶液进行换热，换热后的制冷剂的浓溶液输入所述吸收器。
11.优选地，所述干燥剂再生装置的干燥剂输出管路与所述气液分离处理装置连接，用于对所述气液分离处理装置的气体进行干燥。
12.优选地，所述气液分离处理装置包括冷风机、氢气分离处理子装置以及氧气分离处理子装置，所述氢气分离处理子装置和氧气分离处理子装置并联设于所述冷风机的下游。
13.优选地，所述蒸发器和吸收器侧的运行压力高于所述冷凝器和发生器侧的运行压
力。
14.本技术另一方面提供了一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统的调节方法，所述方法包括：当所述电解槽的电解功率充足时，关闭穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门，打开未穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门；当所述电解槽的电解功率不足时，打开穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门，打开或关闭未穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门并控制其开度。
15.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统及其调节方法具有如下有益效果：
16.1.本技术碱性电解水制氢过程中的低品位余热被热泵系统利用，避免了能量的浪费，同时制氢过程中的低品位余热还用于加热回流碱液，进而提高了进入电解槽的碱液温度，有利于保持电解槽反应尤其是低负荷时的稳定性，进而有效维持电解制氢工作温度，提高了能源综合利用率和电解制氢效率。
17.2.本技术回热换热器、冷风机、循环水预热器等可进一步冷却气液混合物，使其温度显著降低，进而进入气液分离处理装置后液体雾化程度低，气液分离效果更显著，降低了气液分离的冷却负荷的制造成本。
18.3.吸收器可放出大量高于余热品位的热能，对热水循环系统的循环水进行加热，得到高温循环水用于干燥剂的加热再生，从而显著降低气体干燥剂的再生成本，也可用于其他高温用热设备，实现余热的品位提升与再利用。
19.4.发生器内氢气换热管和氧气换热管的输出管路分成的两个支路上均设有阀门，可以通过阀门开度的调节，可以控制相应回热换热器中气液混合物的流量，调节其与回流碱液的热交换量，从而改变电解槽入口回流碱液的温度，维持电解槽处于设定工作温区，提高了碱性电解水制氢系统的温度控制能力，增强了系统在变载工况下的适应性，提高了系统综合能源利用效率。
附图说明
20.图1是本技术实施例基于吸收式热泵的碱性点解水制氢系统的结构示意图；
21.图2是本技术实施例发生器的结构示意图；
22.图3是本技术实施例蒸发器的结构示意图；
23.图4是本技术实施例吸收器的结构示意图；
24.图5是本技术基于吸收式热泵的碱性点解水制氢系统正常负荷运行时的示意图；
25.图6是是本技术基于吸收式热泵的碱性点解水制氢系统低负荷运行时的示意图。
26.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
27.101-电解槽；102-第一回热换热器；103-第二回热换热器；104-冷风机； 105-氢气侧气液分离器；106-氧气侧气液分离器；107-氢气侧气体处理装置； 108-氧气侧气体处理装置；109-氢气储气罐；110-氧气储气罐；111-碱液循环泵；112-第一阀门；113-第二阀门；114-第三阀门；115-第四阀门；201
‑ꢀ
发生器；201-a-第一换热管的入口；201-b-第一换热管的出口；201-c-第二换热管的入口；201-d-第二换热管的出口；201-e-第一出口；201-g-第二出口；201-h-第一换热管；201-i-第二换热管；201-f-发生器进口；202-冷凝器；203
‑ꢀ
溶
剂泵；204-蒸发器；204-a-第四换热管的入口；204-b-第四换热管的出口； 204-c-第三换热管的入口；204-d-第三换热管的出口；204-e-蒸发器进口； 204-f-蒸发器出口；204-g-第三换热管；204-h-第四换热管；205-吸收器；205-c
‑ꢀ
吸收器第二进口；205-d-吸收器第一进口；205-e-吸收器出口；205-f-第五换热管；206-溶液热交换器；207-溶液泵；208-节流阀；301-干燥剂再生装置； 302-循环水预热器；303-循环水泵。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
29.请参阅图1，本发明提供了一种基于吸收式热泵的碱性点解水制氢系统，所述系统包括碱性电解水制氢子系统和吸收式热泵子系统，具体结构如下。
30.所述吸收式热泵子系统包括发生器201和蒸发器204。发生器201包括一个发生器进口201-f、第一出口201-e和第二出口201-g，如图2所示，其中，发生器进口201-f用于输入制冷剂的稀溶液，第一出口201-e用于输出制冷剂的浓溶液，第二出口201-g用于输出制冷剂气体。该发生器201内还设有两个氢气换热管和氧气换热管，如图2所示，可以为第一换热管201-h 和第二换热管201-i。蒸发器204包括蒸发器进口204-e和蒸发器出口204-f，如图3所示，其中，蒸发器进口204-e用于输入制冷剂，蒸发器出口204-f 用于输出制冷剂蒸气。所述蒸发器204内还设有氢气换热管和氧气换热管，分别为第三换热管204-g和第四换热管204-h。
31.所述发生器和蒸发器沿制冷剂方向依次设置，若所述发生器内的氢气换热管设于下游则所述蒸发器内的氢气换热管设于上游；若所述发生器内的氢气换热管设于上游则所述蒸发器内的氢气换热管设于下游。
32.所述发生器201和蒸发器204之间设有冷凝器202，所述发生器201输出的气体经所述冷凝器202冷凝后输入所述蒸发器204。为了保证流体的顺利流通，冷凝器202和蒸发器204之间还设有溶剂泵203，以驱动冷凝器 202中的流体向蒸发器204内传输。
33.所述吸收式热泵子系统还包括吸收器205，所述吸收器205设于所述蒸发器204的下游。如图4所示，所述吸收器205内设有第五换热管205-f，吸收器205包括吸收器第一进口205-d、吸收器第二进口205-c和吸收器出口205-e。所述吸收器第一进口205-d与蒸发器出口204-f连接，所述吸收器出口205-e与所述发生器进口201-f连接，所述吸收器第二进口205-c与所述第一出口201-e连接。
34.所述吸收式热泵子系统还包括溶液热交换器206，所述溶液热交换器 206设于所述吸收器205和发生器201之间，以使所述吸收器205输出的制冷剂的稀溶液在输入发生器201之前与所述发生器201输出的制冷剂的浓溶液进行换热，换热后的制冷剂的浓溶液输入所述吸收器205。进一步优选的，在浓溶液输运管路上还设有溶液泵207，以保证浓溶液的顺利输运。进一步优选的，在稀溶液的输运管路上还设有节流阀208。
35.所述碱性电解水制氢子系统包括电解槽101、第一回热换热器102、第二回热换热器103、以及气液分离处理装置。电解槽电解后的阴极产生氢气，阳极产生氧气，因此电解槽
的两输出支路输运的分别为氢气侧气液混合物和氧气侧气液混合物，氢气侧气液混合物的出口与第四换热管的入口204-a 连接，而后输入第一换热管的入口201-a，之后从第一换热管的出口201-b 输出后分成两个支路，一支穿过所述第一回热换热器102参与换热，另一支输出至所述气液分离处理装置。氧气侧气液混合物的出口与第三换热管的入口204-c连接，第三换热管的出口204-d输出的流体输入第二换热管的入口201-c，之后从第二换热管的出口201-d输出后分成两个支路，一支穿过所述第二回热换热器103参与换热，另一支输出至所述气液分离处理装置。
36.所述发生器内氢气换热管和氧气换热管的输出管路分成的两个支路上均设有阀门，如图1所示，分别为第一阀门112、第二阀门113、第三阀门 114和第四阀门115，通过调节第一阀门112、第二阀门113、第三阀门114 和第四阀门115的开度，进而可以调节对应支路上流量的大小，进而调节换热量，实现回流碱液温度的控制。
37.所述气液分离处理装置分离的液体分别通过所述第一回热换热器102 和第二回热换热器103换热后通过碱液循环泵111输入所述电解槽101。
38.所述气液分离处理装置包括冷风机104、氢气分离处理子装置以及氧气分离处理子装置，所述氢气分离处理子装置和氧气分离处理子装置并联设于所述冷风机104的下游。氢气分离处理子装置包括氢气侧气液分离器105、氢气侧气体处理装置107以及氢气储气罐109。氧气分离处理子装置包括氧气侧气液分离器106、氧气侧气体处理装置108以及氧气储气罐110。
39.所述系统还包括热水循环子系统，所述热水循环子系统包括干燥剂再生装置301，所述热水循环子系统的循环水在所述第五换热管205-f内换热后经循环水泵303流入所述干燥剂再生装置301。干燥剂再生装置301对已饱和的气体干燥剂进行加热，实现干燥剂的再生。
40.所述热水循环子系统还包括循环水预热器302，所述循环水预热器302 设于所述第一回热换热器102和第二回热换热器103与气液分离处理装置之间，所述发生器201内氢气换热管的输出管路分成的两个支路经所述第一回热换热器102后合并流入所述循环水预热器302换热；所述发生器201 内氧气换热管的输出管路分成的两个支路经所述第二回热换热器103后合并流入所述循环水预热器302换热。干燥剂再生装置301输出的循环水经所述循环水预热器302加热后输入第五换热管205-f。
41.本实施例中，碱性电解水制氢系统的电解液为naoh或koh溶液，气体处理装置包括对气体冷却、干燥和纯化等设备。
42.吸收式热泵子系统为第二类吸收式热泵，传热介质优选为溴化锂溶液。蒸发器204、吸收器205侧工作压力高于发生器201、冷凝器202侧工作压力。冷凝器202设冷却水作低温热源以冷却制冷剂。蒸发器204、发生器 201依次吸收驱动热源的热能，经溶液循环在吸收器205放出高于驱动热源温度的热能，其中，所述蒸发器204是一个以氢气侧、氧气侧气液混合物作为驱动热源的多股流换热的蒸发器，所述发生器201是一个以氢气侧、氧气侧气液混合物作为驱动热源的多股流换热的发生器参与吸收式热泵子系统循环中。
43.所述碱性电解水制氢子系统、吸收式热泵子系统、热水循环子系统均设有必要的温度计和调节阀，可用于温度的监控与流量的调节。
44.本实施例中基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统的工作过程如下。
45.当电解槽101处于正常负荷工作时期，如图5所示，槽内水解生成氢气和氧气，设定其正常工作温度为85℃，电解过程中部分电能转化为热能，需要对外大量散热以维持槽温稳定，85℃左右的氢气侧气液混合物和氧气侧气液混合物分别流出电解槽101，作为所述吸收式热泵子系统的驱动热源进入蒸发器204、发生器201对应的换热管中换热得以冷却。下面对氢气侧流路的调节过程进行说明：氢气侧气液混合物依次进入第四换热管204-h、第一换热管201-h逐级冷却，经冷却后，发生器201的第一换热管的出口 201-b的气液混合物温度在70℃左右，并分为两条流路，此时控制第一阀门 112、第二阀门113的开度，使第一阀门112全开启，第二阀门113关闭，此时氢气侧气液混合物全部流经第一阀门112，旁通第一回热换热器102；其后，在循环水预热器302中氢气侧气液混合物对干燥剂再生装置301出口的循环水进行预热，在冷风机104中该气液混合物进一步冷却，温度降至55℃左右，随后进入氢气侧气液分离器105，氢气侧气液分离器105出口的待处理氢气进入相应氢气侧气体处理装置107进行纯化处理，最后存储在氢气储气罐109；氧气侧流路与之类似，下面对氧气侧流路说明：氧气侧气液混合物从电解槽101阳极流出，依次进入第三换热管204-g、第二换热管201-i中逐级冷却，第二换热管的出口201-d的气液混合物温度在70℃左右，并分为两条流路，同样地，控制第三阀门114、第四阀门115的开度，使第三阀门114全开启，第四阀门115关闭，此时氧气侧气液混合物全部流经第三阀门114，旁通第二回热换热器103；其后，在循环水预热器302 中氧气侧气液混合物对干燥剂再生装置301出口的循环水进行预热，在冷风机104中该气液混合物进一步冷却至55℃左右，随后进入氧气侧气液分离器106，氧气侧气液分离器106出口的待处理氧气进入相应氧气侧气体处理装置108进行纯化处理，最后存储在氧气储气罐110；氢气侧与氧气侧气液分离器出口的回流碱液混合，再分为两路，分别流经第一回热换热器102 和第二回热换热器103但基本不发生热交换，温度维持在55℃左右，随后汇合经碱液循环泵111泵入电解槽101内参与电解反应。
46.当电解槽101处于低负荷工作时期，如图6所示，槽内水电解生成氢气和氧气，依然设定其正常工作温度为85℃，因电功率的显著下降，此时电解槽101内反应产生热量大幅减少，而槽对外环境的热散失基本不变，为了维持槽温稳定，需适当提高电解槽101入口出回流碱液的温度；相应地，氢气侧气液混合物和氧气侧气液混合物分别流出电解槽101，进入蒸发器204、发生器201对应换热管中换热得以冷却，对氢气侧流路的调节过程说明如下：氢气侧气液混合物依次进入第四换热管204-h、第一换热管201-h 逐级冷却，经冷却后，发生器201的第一换热管的出口201-b的气液混合物温度在70℃左右，并分为两条流路，此时控制第一阀门112、第二阀门113 的开度，使第一阀门112关闭，第二阀门113开启，此时氢气侧气液混合物全部流经第二阀门113，进入第一回热换热器102内换热，被冷却至62℃左右；其后，在循环水预热器302中氢气侧气液混合物对干燥剂再生装置 301出口的循环水进行预热且温度再降至55℃左右，冷风机104停机，随后进入氢气侧气液分离器105，氢气侧气液分离器105出口的待处理氢气进入相应氢气侧气体处理装置107进行纯化处理，最后存储在氢气储气罐109；氧气侧流路与之类似，下面对氧气侧流路说明：氧气侧气液混合物从电解槽101阳极流出，依次进入第三换热管204-g、第二换热管201-i中逐级冷却，第二换热管的出口201-d的气液混合物温度在70℃左右，并分为两条流路，同样地，控制第三阀门114、第四阀门115的开度，使第三阀门114 关闭，第四阀门115开启，此时氧气侧气液混合物全部流经第四阀门115，在第二回热换热器103换热，被冷却至62℃左右；其后，在循环水预热器 302
中氧气侧气液混合物对干燥剂再生装置301出口的循环水进行预热且温度再降至55℃左右，随后进入氧气侧气液分离器106，氧气侧气液分离器 106出口的待处理氧气进入相应氧气侧气体处理装置108进行纯化处理，最后存储在氧气储气罐110；氢气侧与氧气侧气液分离器出口的回流碱液混合，温度在55℃左右，再分为两路，分别流经第一回热换热器102和第二回热换热器103中与相应气液混合物发生热交换，温度升至65℃左右，随后汇合经碱液循环泵111泵入电解槽101内参与电解反应。
47.在上述实施例中，吸收式热泵子系统保持正常运行，对制氢系统进行热回收，蒸发器204内的制冷剂吸收来自电解槽101出口的驱动热源的热能进行蒸发，蒸发温度为75℃左右，发生器201内的稀溶液吸收经过蒸发器204的驱动热源的热能，部分蒸发形成制冷剂蒸气和浓溶液，第一出口 201-e的浓溶液温度为68℃左右，来自发生器201的制冷剂蒸气在水冷冷凝器202内发生冷凝，温度降至25℃左右，冷凝后再泵入蒸发器204中，在吸收器205内，吸收温度可达110℃以上，其中，浓溶液吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气，浓度下降并放出大量高于驱动热源品位的热能，加热热水循环子系统综合经预热后的循环水，得到高温的循环水。
48.热水循环子系统中换热介质为循环水，其中，气体干燥剂再生装置301 所用的循环水的温度为105℃左右，压强高于大气压，循环水预热器302中预热升温，随后进入吸收器205中加热，吸收高品位热能形成105℃左右的高温循环水。
49.上述过程中，吸收式热泵子系统对碱性电解水制氢过程的余热进行回收，并获得了更高品位的热能，用于气体干燥剂再生装置301中气体干燥剂的脱水再生；通过调节阀控制相应回热换热器中气液混合物的流量，控制和调整电解槽101入口回流碱液的温度，从而维持电解槽101处于设定的工作温区，不仅实现对余热的回收和品位提升，也提高了碱性电解水制氢系统的温度控制能力，增强了系统在变载工况下的适应性，提高了系统综合能源利用效率。
50.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统，其特征在于，所述系统包括碱性电解水制氢子系统以及吸收式热泵子系统，其中：所述吸收式热泵子系统包括发生器和蒸发器，所述发生器和蒸发器内均设有氢气换热管和氧气换热管；所述碱性电解水制氢子系统包括电解槽、第一回热换热器、第二回热换热器、以及气液分离处理装置；所述电解槽出口的氢气管路依次连接所述蒸发器内的氢气换热管和发生器内的氢气换热管，所述电解槽出口的氧气管路连接所述蒸发器内的氧气换热管和发生器内的氧气换热管；所述发生器内氢气换热管的输出管路分成两个支路，一支穿过所述第一回热换热器参与换热，另一支输出至所述气液分离处理装置；所述发生器内氧气换热管的输出管路分成两个支路，一支穿过所述第二回热换热器参与换热，另一支输出至所述气液分离处理装置，所述气液分离处理装置分离的液体分成两个支路，两支路分别通过所述第一回热换热器和第二回热换热器换热后输入所述电解槽，所述发生器内氢气换热管和氧气换热管的输出管路分成的两个支路上均设有阀门。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发生器和蒸发器沿制冷剂流动方向依次设置，若所述发生器内的氢气换热管设于下游则所述蒸发器内的氢气换热管设于上游；若所述发生器内的氢气换热管设于上游则所述蒸发器内的氢气换热管设于下游。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述吸收式热泵子系统还包括冷凝器，所述冷凝器设于所述发生器和蒸发器之间。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括热水循环子系统，所述热水循环子系统包括干燥剂再生装置，所述吸收式热泵子系统还包括吸收器，所述吸收器设于所述蒸发器的下游，所述吸收器内设有第五换热管，所述热水循环子系统的循环水在所述第五换热管内换热后流入所述干燥剂再生装置。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述热水循环子系统还包括循环水预热器，所述循环水预热器设于所述第一回热换热器和第二回热换热器与气液分离处理装置之间，所述发生器内氢气换热管的输出管路分成的两个支路经所述第一回热换热器后合并流入所述循环水预热器换热；所述发生器内氧气换热管的输出管路分成的两个支路经所述第二回热换热器后合并流入所述循环水预热器换热。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述吸收式热泵子系统还包括溶液热交换器，所述溶液热交换器设于所述吸收器和发生器之间，以使所述吸收器输出的制冷剂的稀溶液在输入发生器之前与所述发生器输出的制冷剂的浓溶液进行换热，换热后的制冷剂的浓溶液输入所述吸收器。7.根据权利要求4～6任意一项所述的系统，其特征在于，所述干燥剂再生装置的干燥剂输出管路与所述气液分离处理装置连接，用于对所述气液分离处理装置的气体进行干燥。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气液分离处理装置包括冷风机、氢气分离处理子装置以及氧气分离处理子装置，所述氢气分离处理子装置和氧气分离处理子装置并联设于所述冷风机的下游。9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蒸发器和吸收器侧的运行压力高于所述冷凝器和发生器侧的运行压力。
10.一种权利要求1～9任意一项所述的基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统的调节方法，其特征在于，所述方法包括：当所述电解槽的电解功率充足时，关闭穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门，打开未穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门；当所述电解槽的电解功率不足时，打开穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门，打开或关闭未穿过所述第一回热换热器和第二回热换热器支路上的阀门并控制其开度。

技术总结

本发明属于电解制氢相关技术领域，其公开了一种基于吸收式热泵的碱性电解水制氢系统及其调节方法，该系统包括：碱性电解水制氢子系统以及吸收式热泵子系统，吸收式热泵子系统包括发生器和蒸发器，发生器和蒸发器内均设有换热管；碱性电解水制氢子系统包括电解槽、第一回热换热器、第二回热换热器、以及气液分离处理装置；电解槽出口的氢气管路和氧气管路在换热管内换热后的输出管路在输入气液分离处理装置之前部分穿过第一回热换热器和第二回热换热器换热，气液分离处理装置分离的液体通过第一回热换热器和第二回热换热器换热后输入电解槽。本申请实现了电解过程的余热回收，能够有效维持电解制氢工作温度，提高能源综合利用率以及电解制氢效率。利用率以及电解制氢效率。利用率以及电解制氢效率。