CN201946692U - 车用氢燃料的冷却加注装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型车用氢燃料的冷却加注装置，属车用气体燃料加注装置技术领域，其特征在于：氢气压缩机与加注计量装置之间置有冷却换热装置，氢气压缩机的出口依次与置于冷却换热装置内的换热管路、以及后续的流量计、压力传感器、温度传感器、第三阀门、带红外通讯的加注枪串联连接，构成工作管路；制冷压缩机、缓冲罐、交换介质储罐、第一阀门、冷却管路、第二阀门、制冷压缩机依次串联连接，构成冷却循环回路。其优点是：既可将气瓶温度控制在安全装填状况下，又可满足车辆快速加注需求，确保车辆加注过程的安全性。氢气充装时间短，安全稳定效果很好。不仅适用于35MPa压力车载气瓶的氢气加注，也适用于70MPa压力车载气瓶的氢气加注。
Description
技术领域
本实用新型属车用气体燃料加注装置技术领域，涉及一种车用氢燃料的加注装置，尤其涉及一种加注速度快、使用安全性高的车用氢燃料的冷却加注装置。
背景技术
燃料电池汽车因其能源利用效率高、污染物零排放等优点，是21世纪最理想、最有可能成为传统能源汽车的升级换代替产品。加氢站是燃料电池汽车的重要的配套基础设施，加氢站的建立将会极大的推进燃料电池汽车的推广使用。
加氢站加氢方式可分为两种：气氢加注站和液氢加注站。液氢加注站建设规模大，且液氢的挥发渗透强，损耗大，故目前仍处于实验或示范项目阶段。通用的气氢加注站主要分为三部分：氢气源、加压储氢装置、加注计量装置。工作流程为将来自氢气源的气态氢气，压缩储存在储氢装置内，需要时再通过压缩机二次压缩、将氢气加压至汽车气瓶所需要的压力后，再经加注计量装置，加注到汽车车载气瓶中。以上加注流程基本上可以满足35MPa压力的汽车加注时间要求，但是对于70MPa容量的汽车，由于加注压力远高于35MPa的压力，在给车载气瓶加注过程中高速气流将造成氢气温度急剧升高，存在严重的安全隐患，车载气瓶的寿命也受到了很大影响。
但是随着气氢技术的推广、车辆的增多，要求更高的气瓶充装压力，如70MPa压力的气瓶将提供更多的续航里程，70MPa超高压的气瓶的应用将越来越广，为了缩短加注时间，需提高氢气加注流速和加注压力，但由此将导致车载气瓶温度的急剧增高，大大增加安全隐患。从加注过程中安全操作考虑，为了避免气瓶内氢气温度过高，通常采用加注、冷却、再加注、再冷却交替进行方法，即加注升温后暂停一段时间，使气瓶温度降低，然后再次加注，再次暂停加注，冷却降温。这样将使得整个加注过程耗时很长。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种加注速度快、使用安全性高的车用氢燃料的冷却加注装置，克服现有技术将气氢通过压缩机加压后，直接加注到车载气瓶中加注方式造成的，快速加注过程导致气瓶温度过高、安全性降低和加注时间过长的不足。
为了达到上述目的，采用的技术方案是：车用氢燃料的冷却加注装置，包括氢气源、氢气压缩机和加注计量装置，其特征在于：氢气压缩机与加注计量装置之间置有冷却换热装置，所述氢气压缩机的出口依次与置于冷却换热装置内的换热管路、以及后续的流量计、压力传感器、温度传感器、第三阀门、带红外通讯的加注枪串联连接，构成工作管路；制冷压缩机、缓冲罐、交换介质储罐、第一阀门、冷却管路、第二阀门、制冷压缩机依次串联连接，构成冷却循环回路。
本实用新型的积极效果是：在加装冷却换热装置后，来自储氢装置氢气压缩机的压缩气体，在经过冷却换热装置冷却后，氢气被冷却到合适的低温状态(通常会被降低到零下20度)，再经过加注计量装置，加注到车载气瓶中，既可改善气瓶的高温状态，同时可满足车辆快速加注需求，最重要的是可将气瓶温度控制在安全装填状况下，最大程度确保车辆加注过程的安全性。经过实验及试运营情况证明，氢气充装时间短，安全稳定效果很好。不仅适用于35MPa压力车载气瓶的氢气加注，也适用于70MPa压力车载气瓶的氢气加注。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
图1是实用新型冷却加氢装置结构示意图。
图中，1-氢气源；2-压缩机；3-第一阀门；4-交换介质储罐；5-缓冲罐；6-制冷压缩机；7-第二阀门；8-流量计；9-压力传感器；10-温度传感器；11-冷却管路；12-换热管路；13-第三阀门；14-带红外通讯的加注枪。
具体实施方式
图1为实用新型冷却加氢装置结构示意图，由图示可见，车用氢燃料的冷却加注装置，包括氢气源1、氢气压缩机2和加注计量装置，其特征在于：氢气压缩机2与加注计量装置之间置有冷却换热装置，所述氢气压缩机2的出口依次与置于冷却换热装置内的换热管路12、以及后续的流量计8、压力传感器9、温度传感器10、第三阀门13、带红外通讯的加注枪14串联连接，构成工作管路；制冷压缩机6、缓冲罐5、交换介质储罐4、第一阀门3、冷却管路11、第二阀门7、制冷压缩机6依次串联连接，构成冷却循环回路。
使用时，当带红外通讯的加注枪14与外来车载气瓶对接后，带红外通讯的加注枪14的红外探测装置，将气瓶状态及环境温度反馈到冷却换热装置控制系统，控制系统根据反馈信息启动制冷压缩机6，将交换介质冷却到一个合适的低温状态，经过缓冲罐5流入交换介质储罐4，通过第一阀门3进入换热装置的冷却管路11中，通过与换热管路12进行热交换，温度升高后的交换介质从冷却管路11流出，通过第二阀门7，再次循环进入制冷压缩机6制冷。
工作管路中氢气源1氢气经过氢气压缩机2压缩升温，压缩氢气经过冷却换热装置中换热管路12冷却降温，再经流量计8、压力传感器9、温度传感器10的监测，第三阀门13控制，带红外通讯的加注枪14再将冷却后的氢气体加注到外来车载气瓶中。
所述冷却换热装置的交换介质储罐4中所采用的交换介质是体积比为1∶1的乙二醇和水的混合物；所述带红外通讯的加注枪14为型号为WEH-TK 17 IR的市售加注枪。
Claims (1)
1.车用氢燃料的冷却加注装置，包括氢气源、氢气压缩机和加注计量装置，其特征在于：氢气压缩机与加注计量装置之间置有冷却换热装置，所述氢气压缩机的出口依次与置于冷却换热装置内的换热管路、以及后续的流量计、压力传感器、温度传感器、第三阀门、带红外通讯的加注枪串联连接，构成工作管路；制冷压缩机、缓冲罐、交换介质储罐、第一阀门、冷却管路、第二阀门、制冷压缩机依次串联连接，构成冷却循环回路。
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