ревается в ТЭ и охлаждается в теплообменнике вне ТЭ. Циркуляция раствора электролита обеспечивает равномерное распределение температуры по ТЭ. Недостатки ТЭ с циркулирующим электролитом были рассмотрены ранее. В ТЭ со стационарным электролитом отвод тепла может осуществляться циркуляцией специального теплоносителя, выбор которого определяется рабочими температурами ТЭ. К недостаткам этого способа отвода тепла следует отнести усложнение конструкции ЭХГ и неравномерность распределения температур по батарее ТЭ.

Тепло может быть отведено циркуляцией топливного газа, например водорода. В этом случае необходима высокая кратность циркуляции газа. В качестве охлаждающего агента также используется воздух, который сбрасывается в атмосферу в горячем виде либо после нагрева в ТЭ, либо после рекуперации тепла.

95

2.6.5. Подсистема автоматики. Исключительно важное зна.

чение для ЭХГ имеет подсистема автоматики, выполняют^

функции управления и контроля. Она должна поддерживать

параметры ЭХГ в заданных пределах, изменять их в случае

необходимости, контролировать состояние ЭХГ и обеспечивав

его защиту при превышении контрольных параметров [12]. ц

функции управления подсистемы относится обеспечение 33.

пуска, работы в оптимальном режиме, защиты от аварии и

вывода ЭХГ из работы. К функции контроля подсистемы отно.

сится контроль за подсистемой управления. Уровень сложно,

сти подсистемы автоматики зависит от мощности и назначения

ЭХГ. Например, ЭХГ космического назначения имеет более

сложную подсистему автоматики, чем стационарные

ЭХГ. Мощные ЭХГ включают в себя большое число батарей ТЭ, каждая из которых имеет собственную подсистему

автоматики. Подсистема автоматики батареи ТЭ может обеспечивать стабилизацию и контроль концентрации раствора

электролита, температуры, перепада давления топлива и окислителя, напряжения, периодическую продувку рабочих камер

ТЭ, контроль натекания рабочих газов в раствор электролита,

Подсистема автоматики ЭХГ в целом должна обеспечивать

контроль и стабилизацию напряжения ЭХГ, параметров подсистем терморегулирования, подачи топлива и окислителя, питания

собственных нужд (подачи топлива и окислителя), контроль и защиту от обратных токов и коротких замыканий батареи ТЭ на землю,

контроль характеристик изоляции ЭХГ, управление и контроль характеристик изоляции ЭХГ, управление и контроль при

запуске и остановке ЭХГ [12].

Как видно, подсистема автоматики ЭХГ имеет очень ответственные функции и очень сложна. Каждая батарея ТЭ имеет десятки датчиков, а в ЭХГ их уже сотни. Безотказная работа ЭХГ в оптимальных условиях возможна лишь при его Практической полной автоматизации. Оператор может выполнять контрольные функции обслуживания. На первом этапе разработки ЭХГ решение задачи создания подсистемы автоматики было исключительно сложно. В последнее время в связи с появлением микропроцессоров и управляющих ЭВМ создание подсистемы полной автоматизации ЭХГ становится вполя* реальным делом.

2.6.6. Характеристики ЭХГ. К характеристикам ЭХГ относятся напряжение, мощность, удельная мощность, КПД, ресурс »

капитальные затраты на ЭХГ.

96

Напряжение ЭХГ l/эхг Равно сумме напряжений последовательно соединенных ТЭ или батарей ТЭ за вычетом потерь напряжения в перемычках между элементами и батареями и на хоки утечки. При работе ЭХГ его Напряжение можно регулиро-вать изменением тока нагрузки/н, рабочей температуры Тр и до некоторой степени варьированием-давления Рр или концентрации Ср реагентов и скорости их подачи wp:

Уэхг =/ С- Тр, Ср, Рр, Wp). (2.49)

Важной характеристикой ЭХГ является его вольт-амперная характеристика, представляющая собой зависимость напряжения от тока нагрузки С/эхг =/ Ун)- Для многих ЭХГ в достаточно широкой области рабочих токов нагрузки вольт-амперная характеристика может быть линеаризована:

^ЭХГ В ^ЭХГО ~^ЭХТ 'и, (2.50)

где С/эхг о ~ напряжение ЭХГ, экстраполированное на 1И = 0; %хг= А ^эхг/д/нМощность, снимаемая с ЭХГ на внешнюю нагрузку, равна сумме мощностей батарей ТЭ за вычетом мощности, необходимой на собственные нужды Nc н:

JV3xr-2 N6-NC;H. (2.51)

Мощность ЭХГ, необходимая на собственные нужды, изменяется от 1 до 20% мощности ЭХГ и доля ее уменьшается с увеличением его мощности.

Во многих случаях ЭХГ должен работать в режиме переменной мощности. Это достигается изменением тока нагрузки, напряжениия ЭХГ в соответствии с уравнением (2.49), включением или выключением резервных батарей ТЭ, а иногда вспомогательных аккумуляторных батарей. Сравнение ЭХГ можно провести по значению их удельной мощности на единицу массы Nm или объема Nv, которые зависят от характеристик элемен-I тов, конструкций ЭХГ и возрастают с увеличением- мощности < ЭХГ, так как при этом уменьшается доля массы и объема вспомогательных устройств в общих массе и объеме ЭХГ.

97

Эффективный КПД ЭХГ ниже КПД из-за потребления энер. гии на собственные нужды, а в некоторых ЭХГ и на токи уте. чек. Ресурс ЭХГ определяется ресурсом всех подсистем. Ресурс батареи