DE102009039645A1 - Befüllen von Speicherbehältern mit verdichteten Medien - Google Patents

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Harald Kraus
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, beschrieben, wobei das Medium in wenigstens einem Hockdruck-Speicherbehälter zwischengespeichert wird und unmittelbar vor der Zuführung in den zu befüllenden Speicherbehälter eine innerhalb eines vorgegebenen Temperaturintervalles liegende Temperatur aufweist.
Erfindungsgemäß werden die Hockdruck-Speicherbehälter (A, B), die der Zwischenspeicherung des Mediums dienen, gekühlt und/oder gewärmt. Das in den Hockdruck-Speicherbehältern (A, B) zwischengespeicherte Medium wird somit im Wesentlichen bei der Temperatur, mit der es dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird, zwischengespeichert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, aufweisend
    • a) wenigstens einen Vorratsbehälter, der der Speicherung des Mediums im flüssigen und/oder gasförmigen Zustand dient,
    • b) wenigstens eine Kryopumpe und/oder wenigstens einen Kompressor, die bzw. der der Verdichtung des in dem Vorratsbehälter gespeicherten Mediums dient,
    • c) wenigstens einen Hockdruck-Speicherbehälter, der der Zwischenspeicherung des verdichteten Mediums dient, und
    • d) ein Leitungssystem, über das das Medium aus dem Vorratsbehälter und/oder dem Hockdruck-Speicherbehälter dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, wobei das Medium in wenigstens einem Hockdruck-Speicherbehälter zwischengespeichert wird und unmittelbar vor der Zuführung in den zu befüllenden Speicherbehälter eine innerhalb eines vorgegebenen Temperaturintervalles liegende Temperatur aufweist.
  • Eine gattungsgemäße Anordnung sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, sind aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2009 019 275 bekannt.
  • Unter dem Begriff ”Fahrzeug” seien nachfolgend alle Arten von Land-, Luft- und Wasser-Fahrzeugen zu verstehen, bei denen eine Betankung mit einem unter Druck stehenden, gasförmigen Medium, insbesondere mit Wasserstoff, realisierbar ist. Unter dem Begriff ”Medium” seien nachfolgend u. a. Gase und Gasgemische zu verstehen.
  • Gegenwärtig werden von nahezu allen Fahrzeugherstellem Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieben oder modifizierten Verbrennungsmotoren erprobt, bei denen als Energieträger Wasserstoff Verwendung findet. Neben der drucklosen Speicherung von tiefkaltem verflüssigtem Wasserstoff an Bord derartiger Fahrzeuge, wird die Speicherung von gasförmigem Wasserstoff unter einem Druck von bis zu 700 bar erprobt.
  • Es existieren bereits Wasserstoff-Tankstellen, an denen Betankungen von Fahrzeugen mit gasförmigem Wasserstoff mit Drücken bis zu 700 bar realisiert werden. Um mehrere Fahrzeuge hintereinander und/oder gleichzeitig betanken zu können, werden im Regelfall Betankungsverfahren eingesetzt, bei denen große Mengen an unter Druck stehendem gasförmigem Wasserstoff in entsprechenden Druckpuffern zwischengespeichert werden. Darüber hinaus muss das vorzusehende Kompressorsystem derart dimensioniert bzw. ausgelegt sein, dass die erforderlichen Volumenströme garantiert werden können.
  • Gegenwärtig werden folgende Anforderungen an Wasserstoff-Tankstellen gestellt: Betankung eines Fahrzeugtanks mit 5 kg Wasserstoff unter einem Druck von 700 bar bei Raumtemperatur; die Füll- bzw. Tankzeit betrage maximal 180 Sekunden; der Fahrzeugtank darf sich während des Befüllens auf maximal 85°C erwärmen; es sollen mindestens drei Betankungen innerhalb von 45 Minuten und 10 Betankungen pro Tag realisiert werden können.
  • Bei neueren Wasserstoff-Tankstellen wird dazu übergegangen, einen vorzugsweise mit einer Vakuumsuperisolierung versehenen Speicherbehälter für verflüssigten Wasserstoff vorzusehen. Damit kann die zu speichernde Menge an komprimiertem gasförmigem Wasserstoff an der Tankstelle verringert werden. Dies wirkt sich positiv auf den Flächenbedarf der Tankstelle sowie die Sicherheit des Betankungsvorganges aus. Aus diesen Gründen wird die Verwendung von Flüssigwasserstoff für die Versorgung einer öffentlichen Tankstelleninfrastruktur von führenden Unternehmen und Forschungseinrichtungen gegenwärtig als wirtschaftlichste und flexibelste Versorgungsmethode angesehen.
  • Um den annähernd drucklos gelagerten flüssigen Wasserstoff auf den gewünschten Speicherdruck von bis zu 700 bar verdichten zu können, werden sog. Flüssig- bzw. Kryopumpen vorgesehen. Die Komprimierung des Wasserstoffs mittels derartiger Kryopumpen ist vergleichsweise wirtschaftlich und kostengünstig, da im Falle der Flüssigförderung bzw. -komprimierung lediglich eine geringe Kompressionsarbeit zu leisten ist. Für die Förderung identischer Massenströme mittels einer Kryopumpe bei einem Druck von 900 bar benötigt man Berechnungen zufolge nur ca. 10% der spezifischen Leistung eines Kompressorsystems. Zugleich ist die Baugröße derartiger Kryopumpen im Vergleich zu einem konventionellen Kompressorsystem geringer.
  • Des Weiteren ist eine aufwendige Kühlung des mittels einer Kryopumpe verdichteten Wasserstoffstromes nicht mehr erforderlich, da die Temperatur am Ausgang der Kryopumpe vergleichsweise niedrig ist; sie beträgt ca. 50 K. Um eine Überhitzung des Fahrzeugtanks zu vermeiden muss der auf einen Druck von 700 bar verdichtete Wasserstoff unmittelbar vor der Zuführung in den Fahrzeugtank auf eine Temperatur von –40°C vorgekühlt bzw. angewärmt werden. Aufgrund der Fahrzeugtankspezifikationen sind Temperaturen niedriger als –40°C ebenfalls nicht zulässig. Der dem Fahrzeugtank zuzuführende Wasserstoffstrom ist somit auf einem vergleichsweise engen Temperaturbereich von ca. –38 bis –40°C zu konditionieren.
  • Aus der vorgenannten deutschen Patentanmeldung 10 2009 019 275 ist ein Verfahren zum Betanken eines Fahrzeuges mit einem unter Druck stehenden, gasförmigen Medium, insbesondere mit unter Druck stehendem, gasförmigen Wasserstoff, bekannt, bei dem das dem Fahrzeugtank zuzuführende Medium mittels eines Thermoblocks auf eine innerhalb des vorgegebenen Temperaturintervalles liegende Temperatur abgekühlt und/oder erwärmt wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, anzugeben, die bzw. das die mit den vorbeschriebenen Verfahrensweisen verbundenen Nachteile vermeidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Hockdruck-Speicherbehälter Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen zugeordnet sind.
  • Verfahrensseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der oder die Hochdruck-Speicherbehälter, die der Zwischenspeicherung des Mediums dienen, gekühlt und/oder gewärmt werden.
  • Erfindungsgemäß wird das in dem bzw. den Hochdruck-Speicherbehältern zwischengespeicherte Medium nunmehr erfindungsgemäß im Wesentlichen bei der Temperatur, mit der es dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird, zwischengespeichert.
  • Unter der Begriffsfolge ”im Wesentlichen bei der Temperatur, mit der es dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird, zwischengespeichert” sei zu verstehen, dass sich die Speichertemperaturen und die Befülltemperaturen hierunter sei die Temperatur, die am Füllzapfen bzw. an der Nozzle herrscht, zu verstehen – um nicht mehr als 10 K, vorzugsweise nicht mehr als 5 K, voneinander unterscheiden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befüllen eines Speicherbehälters sind dadurch gekennzeichnet, dass
    • – das in dem bzw. den Hockdruck-Speicherbehältern zwischengespeicherte Medium im Wesentlichen bei der Temperatur, mit der es dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird, zwischengespeichert wird,
    • – die Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen des Hockdruck-Speicherbehälters als ein den Hockdruck-Speicherbehälter umgebender Behälter, in dem eine Kühlflüssigkeit angeordnet ist, ausgebildet sind,
    • – innerhalb des Behälters eine Umwälzpumpe, die der Umwälzung der Kühlflüssigkeit dient, angeordnet ist,
    • – als Kühlflüssigkeit ein Glykol-Wassergemisch, ein Kühlöl und/oder eine Kaliumformiatlösung verwendet wird, wobei der Kühlflüssigkeit ein Korrosionsschutzadditiv zugesetzt sein kann,
    • – sofern das Leitungssystem zumindest teilweise mittels eines Kühlmediums gekühlt wird, die Kühlflüssigkeit als Kühlmedium verwendet wird,
    • – die Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen des Hockdruck-Speicherbehälters als eine dem bzw. den einzelnen Hockdruck-Speicherbehältern zugeordnete Kühl- und/oder Heizvorrichtung ausgebildet sind,
    • – der Kryopumpe und/oder dem Kompressor wenigstens ein Wärmetauscher, wobei dieser vorzugsweise als Luftwärmetauscher und/oder Elektroerhitzer ausgebildet ist, nachgeschaltet ist,
    • – dem Kompressor wenigstens ein Wärmetauscher, wobei dieser vorzugsweise als Luftwärmetauscher und/oder Elektroerhitzer ausgebildet ist, vorgeschaltet ist, und
    • – zumindest ein Teilbereich des Leitungssystems, der innerhalb der Kühlflüssigkeit angeordnet ist, als Wärmetauscher ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters und weitere Ausgestaltungen der- bzw. desselben seien nachfolgend anhand der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Die 1 zeigt einen Vorratsbehälter S für verflüssigten Wasserstoff, der ein Speichervolumen zwischen 10 und 200 m3 Wasserstoff aufweist. Derartige Speicherbehälter für verflüssigten Wasserstoff sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Im Rahmen von Wasserstoff-Tankstellen sind sie vorzugsweise unterirdisch und von den zu betankenden Fahrzeugen überfahrbar angeordnet.
  • Vorgesehen sind des Weiteren eine Kryopumpe V sowie ein Kompressor V'. Die Kryopumpe V wird über die Leitung 1, die vorzugsweise vakuum(super)isoliert ausgebildet ist, aus dem Vorratsbehälter S mit flüssigem Wasserstoff versorgt. Die in der Praxis zur Anwendung kommenden Kryopumpen V sind speziell auf die bei der Betankung von Fahrzeugen vorliegenden Anforderungen ausgerichtet. Sie bieten die Möglichkeit, flüssigen Wasserstoff von ca. 1 bara auf bis zu 900 bar in einem zweistufigen Verdichtungsprozess zu komprimieren.
  • Über die Leitung 1' kann gasförmiger Wasserstoff aus dem Vorratsbehälter S abgezogen und mittels des Kompressors bzw. der Kompressionseinheit V' auf einen Druck zwischen 100 und 700 bar verdichtet werden.
  • Zusätzlich zu dem Vorratsbehälter S sind mehrere Hochdruck-Speicherbehälter A und B vorgesehen. In der Praxis sind diese üblicherweise zu wenigstens drei unterschiedliche Druckbereiche abdeckenden Speicherbänken zusammengefasst. So sind die Hochdruck-Speicherbehälter A beispielsweise für einen Speicherdruck zwischen 400 und 700 bar ausgelegt, während die Hochdruck-Speicherbehälter B für einen Speicherdruck zwischen 300 und 500 bar ausgelegt sind. Im Regelfall sind weitere Speicherbehälter, die bspw. für einen Speicherdruck zwischen 50 und 400 bar ausgelegt sind, vorgesehen. Realisierbar sind jedoch auch Verfahren, bei denen lediglich eine oder zwei Speicherbänke oder auch lediglich ein oder zwei Hochdruck-Speicherbehälter vorgesehen werden.
  • Erfindungsgemäß sind den Hochdruck-Speicherbehältern A/B nunmehr Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen der Hochdruck-Speicherbehälter zugeordnet. Im Falle des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels sind diese Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen als ein die Hochdruck-Speicherbehälter A/B umgebender Behälter 6, in dem eine Kühlflüssigkeit 7 angeordnet ist, ausgebildet. Bei dieser Kühlflüssigkeit handelt es sich beispielsweise um ein Glykol-Wassergemisch oder ein für den Anwendungszweck geeignetes Kühlöl. Die optional vorzusehende Pumpe P dient der Umwälzung der Kühlflüssigkeit 7. Mittels eines Wärmetauschers E, der mit einem in der Figur nicht dargestellten Kühlsystem in Wirkverbindung steht, kann der Kühlflüssigkeit 7 Wärme zugeführt oder entzogen werden. Die Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen der Hochdruck-Speicherbehälter A/B können jedoch auch als eine dem bzw. den einzelnen Hockdruck-Speicherbehältern A/B zugeordnete Kühl- und/oder Heizvorrichtung ausgebildet sein.
  • Das vorbeschriebene System ist derart auszulegen, dass das in den Hochdruck-Speicherbehältern A/B zwischengespeicherte Medium im Wesentlichen bei der Temperatur, mit der es dem zu befüllenden Speicherbehälter, der in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, über die Leitungen 3 bzw. 4 und 5 zugeführt wird, zwischengespeichert wird. Wird also am Übergabepunkt (Füllzapfen, Nozzle, etc.) eine Temperatur von –20°C oder –40°C gefordert, sollte die Speicherung des Mediums in den Hochdruck-Speicherbehältern A/B ebenfalls bei diesen Temperaturen erfolgen, wobei Temperaturdifferenzen zwischen der Speicher- und der Abgabetemperatur im einstelligen Bereich tolerierbar erscheinen.
  • Zu Beginn eines Betankungsvorganges strömt nunmehr zunächst über die Leitungsabschnitte 3 bzw. 4 und 5 verdichteter Wasserstoff aus den Hochdruck-Speicherbehältern A/B zu dem zu betankenden Speicherbehälter. Sobald die Speicherbehälter A/B entleert sind, wird über die Leitungsabschnitte 1, 2 und 5 der mittels der Kryopumpe V auf einen Druck bis zu 900 bar komprimierte Wasserstoff dem Fahrzeugtank zugeführt. Von besonderem Vorteil ist, dass während des Überströmens des Mediums bzw. Wasserstoffs aus den Speichebehältern A/B in den zu befüllenden Speicherbehälter der Wasserstoff entspannt wird und die dabei entstehende Entspannungskälte für die Kühlung der Kühlflüssigkeit 7 genutzt werden kann.
  • Sind die Hochdruck-Speicherbehälter A/B entleert, werden sie mittels der Kryopumpe V und/oder mittels des Kompressors V' erneut befüllt. Im Falle der Befüllung der Hochdruck-Speicherbehälter A/B mittels der Kryopumpe V wird das verdichtete Medium über die Leitungsabschnitte 2 sowie 3 und/oder 4 den Hochdruck-Speicherbehältern A/B zugeführt. Hierbei können im Leitungsabschnitt 2 zwei Wärmetauscher E1 und E2 vorgesehen werden, wobei der in Strömungsrichtung erste Wärmetauscher E1 vorzugsweise als Luftwärmetauscher mit oder ohne Ventilator und/oder Elektroerhitzer ausgebildet ist, während der zweite Wärmetauscher E2 innerhalb der Kühlflüssigkeit 7 angeordnet ist. Dieser zweite Wärmetauscher E2 ist vorzugsweise als Rohrwärmetauscher ausgebildet. In ihm erfolgt ein Temperaturausgleich auf die gewünschte Speichertemperatur. Analog zu den beschriebenen Wärmetauschern E1 und E2 können auch im Leitungsabschnitt 2' zwei Wärmetauscher E3 und E4 vorgesehen sein.
  • Die Wärmetauscher E1 und/oder E3 sind insbesondere dann vorzusehen, wenn beim Befüllen der Hochdruck-Speicherbehälter A/B aufgrund eines unzureichenden Wärmeübergangs zwischen Kühlflüssigkeit 7 und verdichtetem Medium nicht die volle Energiemenge bzw. Wärme auf das gespeicherte Medium übertragen werden kann. In derartigen Fällen müssen der Wärmetauscher E1 und/oder E3 diese Zuführung der erforderlichen Wärme gewährleisten.
  • Der Kompressor V' ist üblicherweise für einen Druckbereich bis max. 450 bar ausgelegt, während Kryopumpen V gegenwärtig bis max. 900 bar verdichten. Aufgrund dieser unterschiedlichen Druckbereiche befüllen Kryopumpe V und Kompressor V' in der Praxis unterschiedliche Hochdruck-Speicherbehälter A/B, weshalb bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel das mittels des Kompressors V' verdichtete Medium über die Leitungsabschnitte 2' und 3 nur dem Hochdruck-Speicherbehälter A zugeführt wird. Über die gestrichelt dargestellte Leitung 2'' kann das mittels des Kompressors V' verdichtete Medium ebenfalls den Hochdruck-Speicherbehältern A/B zugeführt werden.
  • Das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der 1 dargestellten dadurch, dass nunmehr lediglich eine sog. ”warme Kompression” realisiert wird. Der über die Leitungen 1 und/oder 1' aus dem Vorratsbehälter S abgezogene Wasserstoff wird nunmehr in einem dem Kompressor bzw. der Kompressionseinheit V' vorgeschalteten Wärmetauscher E1', der vorzugsweise als Luftwärmetauscher und/oder Elektroerhitzer ausgebildet ist, erwärmt. Während die Austrittstemperatur des Wasserstoffs in der Leitung 1 bzw. 1' der Siedetemperatur des Vorratsbehälters S entspricht und damit zwischen ca. 21 und 50 K liegt, beträgt die Temperatur am Eintritt des Kompressors V' ca. –20 bis –30°C. Die Kompressionsarbeit des Kompressors V' führt zu einer Anwärmung des verdichteten Mediums, so dass dessen Kompressor-Austrittstemperatur ca. 10 bis 150°C beträgt.
  • Das verdichtete Medium wird in einem dem Kompressor V' nachgeschalteten Wärmetauscher E1'', der vorzugsweise mit dem Wärmetauscher E1' thermisch gekoppelt ist, abgekühlt, vorzugsweise bereits auf die gewünschte Speichertemperatur von bspw. –20 oder –40°C. Sofern noch erforderlich, erfolgt im Wärmetauscher E2 die Angleichung auf die exakte, gewünschte Speichertemperatur. Alternativ zu der in der 2 dargestellten Verfahrensweise kann das zu verdichtende bzw. verdichtete Medium die thermisch gekoppelten Wärmetauscher E1' und E1'' im Gleich- oder Gegenstrom durchströmen.
  • Bei dem anhand der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt nunmehr die Speicherung des zu verdichtenden Mediums in einem Vorratsbehälter S', vorzugsweise in einem Druckgasspeicher, der für die Speicherung von Medien im gasförmigen Zustand geeignet ist. Der über Leitung 1 aus dem Vorratsbehälter S' abgezogene Wasserstoff wird nunmehr in einem Kompressor bzw. einer Kompressionseinheit V' auf den gewünschten Druck verdichtet. Die Kompressionsarbeit des Kompressors V' führt zu einer Anwärmung des verdichteten Mediums, so dass dessen Kompressor-Austrittstemperatur ca. 10 bis 150°C beträgt.
  • Im Wärmetauscher E10 wird der verdichtete Wasserstoff auf annähernd Umgebungstemperatur oder etwa 10 bis 20°C über Umgebungstemperatur abgekühlt. Der Wärmetauscher E10 ist üblicherweise als Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet. Im nachgeschalteten Wärmetauscher E11 erfolgt unter Einsatz einer Kälteanlage X eine Abkühlung des verdichteten Wasserstoffs auf die gewünschte Speichertemperatur. Der derart abgekühlte Wasserstoff wird nach Durchgang durch die Wärmetauscher E10 und E11 über Leitung 23 den Hochdruck-Speicherbehältern A/B zugeführt.
  • Die Kälteanlage X ist über die Kältemittel-Leitungen 30 und 31 mit dem Wärmetauscher E11 verbunden. Optional kann die Kälteanlage X über die Leitung 32 und den Wärmetauscher E12 der Kühlflüssigkeit 7 Wärme zuführen bzw. Wärme aus der Kühlflüssigkeit 7 abführen.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem verdichteten Medium schafft nunmehr die Möglichkeit, das einem zu befüllenden Speicherbehälter zuzuführende Medium zu jedem beliebigen Zeitpunkt und ohne Vorkühl- bzw. Vorlaufzeit bei einer gewünschten bzw. erforderlichen Temperatur bereitzustellen. Bei den zum Stand der Technik zählenden Verfahren steht die gewünschte niedrige Temperatur hingegen nur dann zur Verfügung, wenn die Druckerhöhungsmittel, wie Kryopumpe, in Betrieb sind. Bisher wurde der benötigte Medien-Massenstrom bei jedem Betankungsvorgang auf die erforderliche Temperatur angewärmt oder gekühlt. Dies führt jedoch zur Notwendigkeit, erhebliche Überkapazitäten bereitstellen zu müssen, um kurzfristig auf den Bedarf reagieren zu können.
  • Es sei betont, dass sowohl die erfindungsgemäße Anordnung als auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem verdichteten Medium bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen – und nicht nur bei der Betankung von Wasserstoff-Fahrzeugen – Verwendung finden kann. Insbesondere besitzt die Erfindung immer dann Vorteile, wenn ein verdichtetes Medium innerhalb eines geforderten Temperaturbereiches und innerhalb einer vergleichsweise kurzen Befüllzeit in einen zu befüllenden Speicherbehälter überführt werden soll.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009019275 [0003, 0011]

Claims (10)

  1. Anordnung zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, aufweisend a) wenigstens einen Vorratsbehälter (S, S'), der der Speicherung des Mediums im flüssigen und/oder gasförmigen Zustand dient, b) wenigstens eine Kryopumpe (V) und/oder wenigstens einen Kompressor (V'), die bzw. der der Verdichtung des in dem Vorratsbehälter (S, S') gespeicherten Mediums dient, c) wenigstens einen Hockdruck-Speicherbehälter (A, B), der der Zwischenspeicherung des verdichteten Mediums dient, und d) ein Leitungssystem (1, 1', 2, 2, 2'', 3–5, 21–23), über das das Medium aus dem Vorratsbehälter (S, S') und/oder dem Hockdruck-Speicherbehälter (A, B) dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hockdruck-Speicherbehälter (A, B) Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen zugeordnet sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen des Hockdruck-Speicherbehälters (A, B) als ein den Hockdruck-Speicherbehälter (A, B) umgebender Behälter (6), in dem eine Kühlflüssigkeit (7) angeordnet ist, ausgebildet sind, wobei als Kühlflüssigkeit (7) vorzugsweise eine Glykol-Wassergemisch, ein Kühlöl und/oder eine Kaliumformiatlösung, wobei der Kühlflüssigkeit (7) vorzugsweise ein Korrosionsschutzadditiv zugesetzt ist, verwendet wird.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Behälters (6) eine Umwälzpumpe (P), die der Umwälzung der Kühlflüssigkeit (7) dient, angeordnet ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (1, 1', 2, 2, 2'', 3–5, 21–23) zumindest teilweise mittels eines Kühlmediums gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit (7) als Kühlmedium verwendet wird.
  5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen des Hockdruck-Speicherbehälters (A, B) als eine dem bzw. den einzelnen Hockdruck-Speicherbehältern (A, B) zugeordnete Kühl- und/oder Heizvorrichtung ausgebildet sind.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kryopumpe (V) und/oder dem Kompressor (V') wenigstens ein Wärmetauscher (E1, E1'', E3, E10, E11), wobei dieser vorzugsweise als Luftwärmetauscher und/oder Elektroerhitzer ausgebildet ist, nachgeschaltet ist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kompressor (V') wenigstens ein Wärmetauscher (E1'), wobei dieser vorzugsweise als Luftwärmetauscher und/oder Elektroerhitzer ausgebildet ist, vorgeschaltet ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich des Leitungssystems (1, 1', 2, 2, 2''‚ 3–5, 21–23), der innerhalb der Kühlflüssigkeit (7) angeordnet ist, als Wärmetauscher (E2, E4) ausgebildet ist.
  9. Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters eines Fahrzeuges, mit einem verdichteten Medium, insbesondere mit verdichtetem Wasserstoff, wobei das Medium in wenigstens einem Hockdruck-Speicherbehälter zwischengespeichert wird und unmittelbar vor der Zuführung in den zu befüllenden Speicherbehälter eine innerhalb eines vorgegebenen Temperaturintervalles liegende Temperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Hockdruck-Speicherbehälter (A, B), die der Zwischenspeicherung des Mediums dienen, gekühlt und/oder gewärmt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem bzw. den Hockdruck-Speicherbehältern (A, B) zwischengespeicherte Medium im Wesentlichen bei der Temperatur, mit der es dem zu befüllenden Speicherbehälter zugeführt wird, zwischengespeichert wird.
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