DE102012021761A1 - Verfahren zum Betanken eines Speicherbehälters mit einem unter Druck stehenden, gasförmigen Medium - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betanken eines Speicherbehälters, mit einem unter Druck stehenden, gasförmigem Medium, insbesondere Wasserstoff, bei dem der Speicherbehälter vor dem Betanken, insbesondere zur Durchführung eines Druck- und/oder Dichtheitstests, mit jenem Medium beaufschlagt wird, hierbei eine Anfangstemperatur (T0) des Mediums gemessen wird, und sodann die Temperatur (T) des Mediums beim Betanken einer der jeweiligen Anfangstemperatur (T0) zugeordneten, vordefinierten Temperaturkurve (K) folgend, innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne auf eine gewünschte Temperatur (Tg) eingestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betanken eines Speicherbehälters mit einem unter Druck stehenden, gasförmigem Medium, insbesondere in Form von Wasserstoff.
  • Fahrzeuge, die als Treibstoff gasförmigen Wasserstoff tanken, benötigen speziell ausgebildete Tankstellen, die den unter vergleichsweise hohem Druck stehenden gasförmigen Wasserstoff (z. B. 700 bar) in den Fahrzeugtank oder Speicherbehälter leiten. Bei derartigen Tankstellen wird dazu übergegangen, verflüssigten Wasserstoff in einem vorzugsweise mit einer Vakuumsuperisolierung versehenen Speicher zu speichern. Um den annähernd drucklos gelagerten flüssigen Wasserstoff auf den gewünschten Speicherdruck von bis zu 700 bar verdichten zu können, sind Flüssigwasserstoff- bzw. Kryopumpen vorgesehen. Die Komprimierung des Wasserstoffs mittels derartiger Pumpen ist vergleichsweise wirtschaftlich und kostengünstig, da im Falle der Flüssigförderung bzw. -komprimierung lediglich eine geringe Kompressionsarbeit zu leisten ist. Des Weiteren ist eine aufwändige Kühlung des derart verdichteten Wasserstoffstromes nicht mehr erforderlich, da die Temperatur am Ausgang der Kryopumpe mit etwa 50 bis 60 K vergleichsweise niedrig ist.
  • In der Regel ist vorgesehen (z. B. gemäß Standard SAE J2601), dass mit gasförmigem Wasserstoff betriebene Fahrzeuge innerhalb von 3 Minuten auf 700 bar betankt werden sollen, ohne dass dabei die Temperatur des Speicherbehälters (z. B. des Fahrzeugtanks) über eine Temperatur von 85°C ansteigt. Andererseits wird üblicherweise verlangt, dass die Temperatur des Wasserstoffs während des Tankvorgangs –40°C nicht unterschreitet. Dabei soll der Wasserstoff zur Betankung eines Speicherbehälters insbesondere innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, z. B. 25 s, auf einen vergleichsweise schmalen Temperaturbereich von –40° bis –33°C temperiert werden, der regelmäßig in der Zapfsäule am Eintritt in den Füllschlauch zum Speicherbehälter erfasst wird. Je nach Version der SAE J2601 liegt die besagte Zeitspanne für gewöhnlich in einem Bereich von 15 s bis 30 s.
  • Aufgrund variabler Rohrleitungslängen der Tankzuleitung in besagten Tankstellen und der wechselnden Temperaturverhältnisse in den Rohrleitungen ist eine konstante Temperatur des Wasserstoffs (von z. B. –40°C) an der Zapfsäule jedoch schwierig zu realisieren. So führt beispielsweise jeder Tankvorgang zu einer temporären Absenkung der Rohleitungstemperatur und zu einer nach Beendigung des Tankvorgangs neuerlichen Angleichung der Rohrleitungstemperatur an die Umgebungstemperatur. Daher hängt die Rohrleitungstemperatur beim Start eines Tankvorgangs stark davon ab, wie lange ein potentiell vorangegangener Tankvorgang zurückliegt.
  • Es ist leicht einsehbar, dass bei Umgebungstemperaturen von über –40°C eine konstante Vorkühlung des Wasserstoffs im vorgeschriebenen Temperaturbereich von –40°C und –33°C zwar ein Unterschreiten der Mindesttemperatur von –40°C an der Zapfsäule verhindert, aber bei längeren (warmen) Rohrleitungen dazu führen kann, dass besagter Temperaturbereich z. B. nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne (siehe oben) erreicht werden kann. Eine Vorkühlung des Wasserstoffs auf unter –40°C ist ebenso ungeeignet, da das Risiko besteht, dass der Wasserstoff an der Zapfsäule noch immer eine Temperatur von unter –40°C aufweist und der Tankvorgang daher abgebrochen werden muss.
  • Hiervon ausgehend liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Wasserstoff zum Betanken eines Speichertanks zügig auf eine zulässige Temperatur gebracht wird.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind des Weiteren in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß Anspruch 1 wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Speicherbehälter vor dem eigentlichen Betanken, insbesondere zur Durchführung eines Druck- und/oder Dichtheitstests, mit jenem Medium beaufschlagt, insbesondere mittels einer Kolbenpumpe, wobei eine Anfangstemperatur des zum Beaufschlagen verwendeten Mediums gemessen wird, insbesondere um Festzustellen, ob die Temperatur einer Tankzuleitung beispielsweise durch einen kürzlich vorrausgegangenen Tankvorgang noch erniedrigt ist oder die Tankzuleitung bereits Umgebungstemperatur aufweist, wobei sodann die Temperatur des Mediums beim Betanken einer der jeweiligen Anfangstemperatur zugeordneten, fest vorprogrammierten Temperaturkurve (auch als Abkühlkurve bezeichnet) folgend, innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne auf eine gewünschte Temperatur gebracht wird. Hierbei wird z. B. das Medium (z. B. Wasserstoff) entsprechend der jeweils zugeordneten, vorprogrammierten Abkühlkurve aus kaltem und warmem Medium gemischt.
  • Diese für die jeweilige Anfangstemperatur fest vorgegebenen Temperaturkurven sind vorzugsweise derart ausgeführt, dass das gasförmige Medium bzw. der Wasserstoff die gewünschte Temperatur zwischen –33°C und –40°C in einer vordefinierten Zeitspanne erreicht und zugleich den Temperaturgrenzwert von –40°C nicht überschreitet. Die besagte, vordefinierte Zeitspanne liegt bevorzugt in einem Bereich von 15 s bis 30 s und beträgt insbesondere 25 s.
  • Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens soll erwähnt werden, dass die Temperatur des Mediums direkt geregelt werden kann, so dass sie der für die jeweilige Anfangstemperatur vorgegebenen Temperaturkurve folgt (z. B. mittels einer Feedback-Regelung). Weiterhin kann die Temperaturkurve einfach bestimmen bzw. festlegen, zu welchem Zeitpunkt eine gewisse Menge kaltes Medium mit einer gewissen Menge warmen Medium zusammengemischt wird und in den Speicherbehälter geleitet wird. Hierbei findet keine Feedback-Regelung statt, sondern das Einstellen der Temperatur des Mediums nach einem durch die Temperaturkurve fest vorgegebenen Ablauf. So kann die Temperaturkurve z. B. die Öffnungsverhältnisse von entsprechenden Ventilen zum Mischen des Mediums festlegen.
  • So ist in einer Variante der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass das Einstellen der Temperatur des Mediums auf die gewünschte Temperatur durch vorprogrammiertes anteiliges Mischen von kalten Anteilen und warmen Anteilen des Mediums erfolgt, so dass der zeitliche Temperaturverlauf des Mediums der vorprogrammierten Temperaturkurve entspricht bzw. dieser folgt. Bei dieser Variante der Erfindung geht also insbesondere die tatsächliche Temperatur unmittelbar vor Eintritt in den Speicherbehälter nicht in die Regelung ein.
  • In einer alternativen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Betanken eine momentane Temperatur des Mediums laufend bzw. wiederholt ermittelt wird und das Medium durch anteiliges Mischen von kalten Anteilen und warmen Anteilen des Mediums, auf die gewünschte Temperatur geregelt wird, so dass der zeitliche Verlauf der momentanen Temperatur des Mediums der vorprogrammierten Temperaturkurve entspricht bzw. dieser angenähert wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vorzugsweise vor, dass das Medium bzw. den Wasserstoff aus einem Flüssigwasserstoffspeicher zu beziehen, wobei eine Flüssigwasserstoff- bzw. Kryopumpe (insbesondere in Form einer Kolbenpumpe) als Druckerhöhungsmittel (Verdichtungsmittel) vorgesehen ist, die bevorzugt auch zur Durchführung des eingangs erwähnten Druck- und Dichtheitstest verwendet wird. D. h., dass der jeweilige Speicherbehälter mittels der besagten Pumpe vor dem eigentlichen Betanken mit Wasserstoff beaufschlagt wird, um den Druck- und Dichtheitstest durchzuführen.
  • In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird zum anteiligen Mischen von warmen und kalten Anteilen des Mediums zum Erreichen der gewünschten Temperatur das Medium zunächst ein- oder mehrstufig verdichtet (bspw. mit Hilfe der besagten Kryopumpe), wobei die Temperatur des verdichteten Mediums nach der Verdichtung bevorzugt unterhalb der gewünschten Temperatur liegt. Ein Teilstrom des verdichteten Mediums wird des Weiteren auf eine Temperatur angewärmt, die vorzugsweise oberhalb der gewünschten Temperatur liegt. Ein weiterer Teilstrom des verdichteten Mediums wird nicht angewärmt. Die beiden Teilströme werden nun in einem solchen ggf. sich zeitlich änderndem Verhältnis gemischt, dass die resultierende Temperatur des Mediums der vorgegebenen Abkühlkurve folgt und letztlich der gewünschten Temperatur angenähert wird. Bevorzugt wird der anzuwärmende Teilstrom des verdichteten Mediums auf Umgebungstemperatur angewärmt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Anwärmung des anzuwärmenden Teilstromes des verdichteten Mediums mittels eines elektrischen Wärmetauschers, eines Umgebungsluftwärmetauschers und/oder eines Wärmetauschers, der die Wärme aus der Antriebskühlung der für die Verdichtung verwendeten Maschine(n) und/oder externe Wärmezufuhr nutzt, erfolgt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen mittels der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur erläutert werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, das bevorzugt bei Tankstellen bzw. Betankungseinrichtungen mit LH2-Speicherung verwendet wird, bei denen LH2-Pumpen (z. B. LH2-Kolbenpumpen) als Druckerhöhungsmittel verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß wird beim Start 101 der Betankung während eines Druck- und Dichtheitstests, der mit Hilfe einer LH2-Kolbenpumpe durchgeführt wird, die Anfangstemperatur T0 des Wasserstoffs bzw. Mediums gemessen und gespeichert. Hierdurch kann eine Steuerung erkennen, ob es sich um eine Betankung mit einem warmen Leitungssystem, z. B. nach einem Anlagenstillstand, handelt oder ob bereits unmittelbar davor ein Fahrzeugspeicher befüllt wurde und das System dadurch schon vorgekühlt ist.
  • Anhand der Anfangstemperatur T0 des Wasserstoffs wird eine fest vorgegebene Abkühlkurve K automatisch ausgewählt 102 und der Wasserstoff wird zur Befüllung des Fahrzeugtanks bzw. Speicherbehälters entsprechend der zugeordneten, vorprogrammierten Abkühlkurve K aus kaltem und warmer Wasserstoff zusammengemischt 103.
  • Diese für jede Anfangstemperatur T0 vorgegebenen Abkühlkurven K (auch als Temperaturkurven bezeichnet) sind derart ausgeführt, dass der Wasserstoff die erforderliche Temperatur zwischen –33°C und –40°C in einer vorgegebenen Zeitspanne t' (z. B. im Bereich von 15 s bis 30 s) erreicht und zugleich den Temperaturgrenzwert von –40°C. nicht unterschreitet. Dabei existiert für jede am Anfang ermittelte Starttemperatur T0 eine entsprechende Temperaturkurve K zur Abkühlung des Wasserstoffes zu Beginn der Befüllung bzw. zur Sicherstellung der nötigen Wasserstofftemperatur während der Befüllung.
  • Bei einem ”warmen” System ist demnach der kryogene Anteil des Wasserstoffes zu Beginn der Befüllung höher und wird bei Erreichen der gewünschten Temperatur reduziert, wobei im Gegenzug der warme Anteil des Wasserstoffs zunimmt. Bei einem schon vorgekühlten System ist der Anteil des warmen Wasserstoffs von Beginn an höher, wobei kryogener Wasserstoff weiterhin für die vorgegebene Kühlung nötig ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann natürlich auch für andere Medien verwendet werden. Bezugszeichenliste
    101 Messen der Anfangstemperatur
    102 Zuordnen einer Abkühlkurve zur Anfangstemperatur
    103 Mischen des Wasserstoffes entsprechend der vorprogrammierten Abkühlkurve
    T0 Anfangstemperatur
    Tg Gewünschte Temperatur
    K Vorprogrammierte Abkühlkurve
    t' Vordefinierte Zeitspanne
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • SAE J2601 [0003]
    • SAE J2601 [0003]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betanken eines Speicherbehälters mit einem unter Druck stehenden, gasförmigem Medium, insbesondere Wasserstoff, bei dem – der Speicherbehälter vor dem Betanken, insbesondere zur Durchführung eines Druck- und/oder Dichtheitstests, mit jenem Medium beaufschlagt wird, – hierbei eine Anfangstemperatur (T0) des Mediums gemessen wird, und – sodann die Temperatur (T) des Mediums beim Betanken einer der jeweiligen Anfangstemperatur (T0) zugeordneten, vordefinierten Temperaturkurve (K) folgend, innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne (t') auf eine gewünschte Temperatur (Tg) eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Temperatur (T) des Mediums auf die gewünschte Temperatur (Tg) durch ein vordefiniertes anteiliges Mischen von kalten Anteilen und warmen Anteilen des Mediums erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betanken die momentane Temperatur (T) des Mediums ermittelt wird und durch anteiliges Mischen von kalten Anteilen und warmen Anteilen des Mediums so geregelt wird, dass deren zeitlicher Verlauf der zugeordneten vordefinierten Temperaturkurve (K) entspricht.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anteiligen Mischen von warmen und kalten Anteilen des Mediums das Medium zunächst ein- oder mehrstufig verdichtet wird, wobei die Temperatur des verdichteten Mediums nach der Verdichtung unterhalb der gewünschten Temperatur (Tg) liegt und ein Teilstrom des verdichteten Mediums auf eine Temperatur, die oberhalb der gewünschten Temperatur (Tg) liegt, angewärmt wird, und der angewärmte Teilstrom des verdichteten Mediums und ein nicht angewärmter Teilstrom des verdichteten Mediums in einem Verhältnis vermischt werden, dass die resultierende Temperatur des Mediums der vordefinierten Temperaturkurve (K) folgt.
  5. Verfahren nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der anzuwärmende Teilstrom des verdichteten Mediums auf Umgebungstemperatur angewärmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwärmung des anzuwärmenden Teilstromes des verdichteten Mediums mittels eines elektrischen Wärmetauschers, eines Umgebungsluftwärmetauschers und/oder eines Wärmetauschers, der die Wärme aus einer Antriebskühlung einer für die Verdichtung verwendeten Maschine und/oder externe Wärmezufuhr nutzt, erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017186337A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum befüllen eines hochdruckspeichertanks

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5771946A (en) * 1992-12-07 1998-06-30 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Method and apparatus for fueling vehicles with liquefied cryogenic fuel
US6631615B2 (en) * 2000-10-13 2003-10-14 Chart Inc. Storage pressure and heat management system for bulk transfers of cryogenic liquids
DE10142757C1 (de) * 2001-08-31 2003-04-17 Messer Griesheim Gmbh Betankungseinrichtung und Verfahren zur Betankung von kryokraftstoffbetriebenen Fahrzeugen
DE102009019275A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Linde Aktiengesellschaft Betanken von Fahrzeugen mit unter Druck stehenden, gasförmigen Medien
US8474273B2 (en) * 2009-10-29 2013-07-02 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for providing a temperature-controlled gas
US8783303B2 (en) * 2010-04-21 2014-07-22 Ryan HARTY Method and system for tank refilling
US8770012B2 (en) * 2010-04-30 2014-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel leakage detection system and detection method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAE J2601

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017186337A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum befüllen eines hochdruckspeichertanks
CN109073157A (zh) * 2016-04-28 2018-12-21 林德股份公司 用于加注高压储罐的方法和装置

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