CN117662976A - 加氢站、加氢机及加氢方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加氢站、加氢机及加氢方法。加氢机包括加氢冷却器、加氢枪、输送管路、温度检测设备和冷却管路。加氢冷却器设置于压缩机的下游，以接收压缩后的氢气并对氢气进行冷却；加氢枪设置于加氢冷却器的下游，用于向外输出氢气；输送管路上设置有输出控制阀；温度检测设备设置于输送管路上并靠近加氢冷却器的出口；冷却管路位于温度检测设备的下游；冷却管路上设置有冷却控制阀；其中，在温度检测设备所检测到的氢气的温度大于预设温度值时，冷却控制阀开启，使氢气循环至压缩机及加氢冷却器中；在温度检测设备所检测的氢气的温度小于或等于预设温度值时，输出控制阀开启，使氢气经加氢枪向外输送，预设温度值为‑40℃～0℃。

Description

加氢站、加氢机及加氢方法

技术领域

本发明涉及氢气供应技术领域，特别涉及一种加氢站、加氢机及加氢方法。

背景技术

氢气通过加氢站中的加氢机对燃料电池汽车进行加注，并以高压形式储存在车载氢气瓶中。其中，标准对70MPa的加氢机给出了规定，需要氢气冷却至预冷温度后充装到汽车气瓶中，预冷温度范围为-40℃～0℃。

但是，由压缩机输出的氢气还需要经过管路才到达加氢机，可能存在氢气所带的冷量被热的管路吸收一部分。此时氢气的温度不一定符合标准的规定，从而给加氢的车辆带来风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加氢站、加氢机以及加氢方法，以解决现有技术中氢气温度可能不符合标准规定而导致加氢车辆存在隐患的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种加氢机，包括：

加氢冷却器，设置于压缩机的下游，以接收压缩后的氢气并对氢气进行冷却；

加氢枪，设置于所述加氢冷却器的下游，用于向外输出氢气；

输送管路，连接所述加氢冷却器和所述加氢枪；所述输送管路上设置有输出控制阀；

温度检测设备，设置于所述输送管路上并靠近所述加氢冷却器的出口，以用于检测氢气的温度；

冷却管路，连接所述输送管路与所述压缩机的入口；所述冷却管路位于所述温度检测设备的下游；所述冷却管路上设置有冷却控制阀；

其中，在所述温度检测设备所检测到的氢气的温度大于预设温度值时，所述冷却控制阀开启，使所述氢气循环至所述压缩机及所述加氢冷却器中；在所述温度检测设备所检测的氢气的温度小于或等于所述预设温度值时，所述输出控制阀开启，使所述氢气经所述加氢枪向外输送，所述预设温度值为-40℃～0℃。

在其中一实施方式中，所述输出控制阀和所述所述冷却控制阀均包括相互连接的电磁阀和紧急切断阀，所述紧急切断阀设置于管路上，所述电磁阀与所述加氢机的控制器电性连接。

在其中一实施方式中，所述冷却管路上还设有减压阀及设置于所述减压阀下游的止回阀，且所述减压阀设置于所述冷却控制阀的下游。

在其中一实施方式中，所述加氢机还包括设置于输送管路上的压力检测设备，所述压力检测设备靠近所述加氢冷却器的出口并位于所述输出控制阀以及所述冷却控制阀的上游。

在其中一实施方式中，所述输送管路上还设有手动阀，所述手动阀设置于所述输送控制阀的下游。

在其中一实施方式中，所述加氢冷却器的入口处还设有检测温度以及压力的入口检测设备。

本发明还提供一种加氢站，包括压缩机以及如上所述的加氢机。

在其中一实施方式中，所述压缩机的上游设置有前置冷却器，所述压缩机的下游设置有后置冷却器；

所述冷却管路与所述前置冷却器连接。

本发明还提供一种加氢方法，包括以下步骤：

冷却进入加氢机内的氢气；

检测冷却后氢气的温度；

在检测到的氢气的温度大于预设温度值时，控制氢气继续进行压缩冷却；在检测到的氢气的温度小于或等于所述预设温度值时，控制氢气经加氢枪向外输送，所述预设温度值为-40℃～0℃。

在其中一实施方式中，所述控制氢气继续进行压缩冷却之前，还包括以下步骤：

对氢气进行减压。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中的加氢机通过温度检测设备检测氢气的温度，并判断其是否符合向外输出的条件。其温度满足要求时，氢气沿输送管路输送至加氢枪；其温度高于预设温度时，通过冷却管路循环至压缩机处继续压缩以及继续冷却直至符合温度要求。该加氢机保证了向外提供的氢气的温度符合要求，从而保证车辆的安全。

加氢方法增加了向外输送前的温度检测步骤，且在温度大于预设温度时，使氢气继续冷却，直至满足要求才向外输送，保证了加注车辆的安全。

附图说明

图1是本发明中加氢站的示意图。

附图标记说明如下：

1、加氢站；11、压缩机；12、前置冷却器；13、后置冷却器；14、冷冻机组；151、加氢冷却器；152、加氢枪；153、输送管路；154、输出控制阀；155、温度检测设备；156、冷却管路；157、冷却控制阀；158、控制设备；159、压力检测设备；161、手动阀；162、减压阀；163、止回阀；164、温度变送器；165、压力变送器；166、流量计。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种加氢站，用于向以氢气为燃料的车辆提供氢气。

图1示出了加氢站的示意图，参阅图1，加氢站1包括储罐(图中未示出)、压缩机11以及加氢机。

储罐用于装载氢气。

压缩机11与储罐相连，用于接收氢气并压缩氢气。

进一步地，压缩机11的上游设有前置冷却器12，以用于冷却进入压缩机11的氢气的温度。

压缩机11的下游设有后置冷却器13，以用于冷却压缩后氢气的温度。

前置冷却器12、压缩机11以及后置冷却器13均通过冷冻机组14对氢气降温。其中，冷冻机组14向前置冷却器12、压缩机11以及后置冷却器13提供冷却循环水，与氢气进行热量交换，进而降低氢气温度。

加氢机设置于压缩机11的下游，以接收压缩后的氢气，并向外输送，从而向车辆提供氢气。

加氢机的数量可以为一个、两个或多个，具体可以依据实际情况而设置。

具体地，加氢机包括加氢冷却器151、加氢枪152、输送管路153、温度检测设备155、冷却管路156以及控制设备158。该加氢机通过温度检测设备155检测氢气的温度并发送至控制设备158，控制设备158判断其是否符合向外输出的条件，并控制氢气沿输送管路153输送至加氢枪152或者通过冷却管路156循环至压缩机11处继续压缩以及继续冷却直至符合温度要求。该加氢机保证了向外提供的氢气的温度符合要求，从而保证车辆的安全。

本申请中的加氢机特别适合于70MPa的加氢机。

加氢冷却器151设置于压缩机11的下游，以接收压缩后的氢气并对氢气进行冷却。具体地，加氢冷却器151设置于后置冷却器13的下游，以冷却氢气。

本实施例中，加氢冷却器151采用冷却水循环的方式冷却氢气。具体地，加氢冷却器151包括冷却机主体、能够相互进行热交换的第一通道和第二通道。第一通道内供氢气通过，第二通道内供冷却水通过。冷却机主体的出口与第二通道的入口连通，而向第二通道内提供冷却水，冷却机主体的入口与第二通道的出口连通而接收换热后的水。

进一步地，加氢冷却器151的入口处还设有检测温度以及压力的入口检测设备。具体地，检测设备包括温度变送器164和压力变送器165。

检测加氢冷却器151入口以及出口的温度、压力后，能够通过两者之间的差值调整加氢冷却器151中冷却水的温度，使加氢冷却器151出口的氢气的温度能够更好的满足要求。

加氢冷却器151与压缩机11之间还设有流量计166。

加氢枪152设置于加氢冷却器151的下游，用于向外输出氢气。

输送管路153连接加氢冷却器151和加氢枪152。具体地，输送管路153与加氢冷却器151的出口连通。

输送管路153上设置有输出控制阀154，以控制加氢冷却器151与加氢枪152之间的通断。

输出控制阀154包括相互连接的电磁阀和紧急切断阀。紧急切断阀设置于输送管路153上。

输送管路153上还设有手动阀161。手动阀161位于输出控制阀154以及冷却管路156的下游。手动阀161用于在发生意外情况且输出控制阀154无法使用时，手动切断加氢冷却器151与加氢枪152之间的连通。

温度检测设备155设置于输送管路153上并靠近加氢冷却器151的出口，以用于检测氢气的温度。

本实施例中，温度检测设备155为温度变送器。

加氢机还包括设置于输送管路153上的压力检测设备159。该压力检测设备159靠近加氢冷却器151的出口并位于输出控制阀154以及冷却控制阀157的上游。

本实施例中，压力检测设备159位于温度检测设备155的下游。压力检测设备159为压力变送器。

冷却管路156连接输送管路153与压缩机11的入口。冷却管路156位于温度检测设备155的下游。具体地，冷却管路156与前置冷却器12连接。

冷却管路156上设置有冷却控制阀157，以控制加氢冷却器151与压缩机11之间的通断。

冷却控制阀157包括相互连接的电磁阀和紧急切断阀。紧急切断阀设置于冷却管路156上。

冷却管路156上还设有减压阀162及设置于减压阀162下游的止回阀163，且减压阀162设置于冷却控制阀157的下游。即冷却管路156上由上游至下游依次设置有冷却控制阀157、减压阀162和止回阀163。

减压阀162用于降低氢气的压力。

止回阀163用于避免氢气通过冷却管路156回流至加氢冷却器151。

控制设备158与温度检测设备155、输出控制阀154和冷却控制阀157电性连接。

本实施例中，控制设备158与温度检测设备155、输出控制阀154和冷却控制阀157通过线缆实现电性连接。

其中，控制设备158以接收温度检测设备155所检测的氢气的温度。

控制设备158与输出控制阀154以及冷却控制阀157的电磁阀电性连接，并控制电磁阀的开启或关闭，进而控制输出控制阀154和冷却控制阀157开启或关闭。

控制设备158内设有一预设温度值，该预设温度值为-40℃～0℃。

在温度检测设备155所检测到的氢气的温度大于预设温度值时，冷却控制阀157开启，输出控制阀154关闭，使氢气循环至压缩机11及加氢冷却器151中；在温度检测设备155所检测的氢气的温度小于或等于预设温度值时，输出控制阀154开启，冷却控制阀157关闭，使氢气经加氢枪152向外输送。

即温度高于预设温度时，控制设备158控制冷却控制阀157开启，而使氢气循环至压缩机11和加氢冷却器151继续进行冷却，直至其温度不高于预设温度，然后控制设备158控制输出控制阀154开启，冷却控制阀157关闭，而使氢气向外输送。

因压缩机11至加氢机之间的管路较长，而使冷却后的氢气又吸收了管路的热量而温度上升，温度上升后的氢气不符合加注至车辆的要求。因此，本实施例在加注至车辆前不仅继续对氢气继续冷却，并且还对氢气进行温度检测，如若满足温度要求，则向外输送，如若不满足要求，则回流至压缩机11继续进行压缩冷却。且加氢冷却器151与加氢枪152之间的管路的较短，此时，氢气的温度基本不会上升或上升较少但依然满足要求。采用本实施例中的加氢机对车辆进行加注氢气，保证了车辆的安全。

本发明还提供一种加氢方法，包括以下步骤：

S1、冷却进入加氢机内的氢气。

具体地，通过加氢冷却器151对氢气进行冷却。

S2、检测冷却后氢气的温度。

具体地，采用温度检测设备155检测靠近加氢冷却器151出口的氢气的温度。

S3、在检测到的氢气的温度大于预设温度值时，控制氢气继续进行压缩冷却；在检测到的氢气的温度小于或等于预设温度值时，控制氢气经加氢枪152向外输送，预设温度值为-40℃～0℃。

具体地，控制设备158接收到温度检测设备155所检测的温度，并与预设温度值进行比较，而输出控制信号，即控制输出控制阀154或者冷却控制阀157的开闭。

在氢气的温度大于预设温度值时，控制设备158控制输出控制阀154关闭，冷却控制阀157开启，而使氢气继续冷却。在氢气的温度小于或等于预设温度值时，控制设备158控制输出控制阀154开启，冷却控制阀157关闭，氢气经加氢枪152向外输送。

其中，控制氢气继续进行压缩冷却之前，还包括以下步骤：对氢气进行减压。即氢气回至压缩机11内进行压缩时，先对其进行减压。

本实施例中的加氢方法增加了向外输送前的温度检测步骤，且在温度大于预设温度时，使氢气继续冷却，直至满足要求才向外输送，保证了加注车辆的安全。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中的加氢机通过温度检测设备检测氢气的温度，并判断其是否符合向外输出的条件。其温度满足要求时，氢气沿输送管路输送至加氢枪；其温度高于预设温度时，通过冷却管路循环至压缩机处继续压缩以及继续冷却直至符合温度要求。该加氢机保证了向外提供的氢气的温度符合要求，从而保证车辆的安全。

加氢方法增加了向外输送前的温度检测步骤，且在温度大于预设温度时，使氢气继续冷却，直至满足要求才向外输送，保证了加注车辆的安全。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种加氢机，其特征在于，包括：

加氢冷却器，设置于压缩机的下游，以接收压缩后的氢气并对氢气进行冷却；

加氢枪，设置于所述加氢冷却器的下游，用于向外输出氢气；

输送管路，连接所述加氢冷却器和所述加氢枪；所述输送管路上设置有输出控制阀；

温度检测设备，设置于所述输送管路上并靠近所述加氢冷却器的出口，以用于检测氢气的温度；

冷却管路，连接所述输送管路与所述压缩机的入口；所述冷却管路位于所述温度检测设备的下游；所述冷却管路上设置有冷却控制阀；

其中，在所述温度检测设备所检测到的氢气的温度大于预设温度值时，所述冷却控制阀开启，使所述氢气循环至所述压缩机及所述加氢冷却器中；在所述温度检测设备所检测的氢气的温度小于或等于所述预设温度值时，所述输出控制阀开启，使所述氢气经所述加氢枪向外输送，所述预设温度值为-40℃～0℃。

2.根据权利要求1所述的加氢机，其特征在于，所述输出控制阀和所述所述冷却控制阀均包括相互连接的电磁阀和紧急切断阀，所述紧急切断阀设置于管路上，所述电磁阀与所述加氢机的控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的加氢机，其特征在于，所述冷却管路上还设有减压阀及设置于所述减压阀下游的止回阀，且所述减压阀设置于所述冷却控制阀的下游。

4.根据权利要求1所述的加氢机，其特征在于，所述加氢机还包括设置于输送管路上的压力检测设备，所述压力检测设备靠近所述加氢冷却器的出口并位于所述输出控制阀以及所述冷却控制阀的上游。

5.根据权利要求1所述的加氢机，其特征在于，所述输送管路上还设有手动阀，所述手动阀设置于所述输送控制阀的下游。

6.根据权利要求1所述的加氢机，其特征在于，所述加氢冷却器的入口处还设有检测温度以及压力的入口检测设备。

7.一种加氢站，其特征在于，包括压缩机以及如权利要求1～6任意一项所述的加氢机。

8.根据权利要求7所述的加氢站，其特征在于，所述压缩机的上游设置有前置冷却器，所述压缩机的下游设置有后置冷却器；

所述冷却管路与所述前置冷却器连接。

9.一种加氢方法，其特征在于，包括以下步骤：

冷却进入加氢机内的氢气；

检测冷却后氢气的温度；

在检测到的氢气的温度大于预设温度值时，控制氢气继续进行压缩冷却；在检测到的氢气的温度小于或等于所述预设温度值时，控制氢气经加氢枪向外输送，所述预设温度值为-40℃～0℃。

10.根据权利要求9所述的加氢方法，其特征在于，所述控制氢气继续进行压缩冷却之前，还包括以下步骤：

对氢气进行减压。