JP2020020415A - 容器に加圧ガスを補給するための装置および方法 - Google Patents
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バイパス導管の下流端は移送回路の熱交換器の出口で接続され、
バイパス調整弁はバイパス導管内を流れる冷媒の流量を変化させるための閉位置または複数の開位置に設定することができる制御弁であり、装置は、バイパス調整弁に接続されてバイパス調整弁の開度を制御するように構成される電子コントローラを備え、
圧縮機は可変速圧縮機であり、電子コントローラは圧縮機に接続され、圧縮機(8)および特に圧縮機速度を制御するように構成され、
電子コントローラは膨張弁に接続され、膨張弁の開度の制御を介して冷凍システムによって生成される冷却力を制御するように構成され、
装置は熱交換器の出口における冷媒冷却ループ回路内の冷媒の温度と、熱交換器の入口における冷媒冷却ループ回路内の冷媒の温度との間の温度差を測定する温度差センサシステムを備え、電子コントローラはこの温度差の関数として生成される冷却力を制御するように構成され、
電子コントローラは熱交換器を通る移送回路内のガスの流れを冷却するために熱交換器で必要とされる冷却力を示す信号を生成または受信し、それに応じて、冷凍システムによって生成される冷却力を制御するように構成され、
熱交換器で必要とされる冷却力を示す信号は、移送回路を通って流れるガスの量または流量、移送回路を通って流れるガスの温度、移送回路を通って流れるガスの圧力、ガス源における圧力値または圧力変化、無線信号などの外部要求、のうちの少なくとも1つを含み、
方法は冷媒冷却ループ回路の蒸発器部において生成される冷却力を膨張弁の開度の制御を介して制御するステップを含み、
装置は圧縮機出口の下流で冷媒冷却ループ回路に接続された入口と、圧縮機入口の上流で冷媒冷却ループ回路に接続された出口とを備える膨張容器を備え、装置は冷媒冷却ループ回路内および膨張容器内の圧力を制御するため膨張容器への冷媒および膨張容器からの冷媒の流量を制御するための1組の弁を備え、
装置は圧縮機入口と熱交換器出口との間、特に圧縮機の入口における冷媒冷却ループ回路内の冷媒圧力を感知するための圧力センサを備え、
電子コントローラは、圧縮機速度およびバイパス調整弁の開度の制御を介して、圧縮機の入口における吸入圧力を所定の圧力設定値に調節するように構成され、
装置は圧縮機入口と熱交換器出口との間、特に圧縮機の入口における冷媒冷却ループ回路内の、冷媒温度を感知するための温度センサを備え、
前記電子コントローラは前記圧縮機の速度及び前記バイパス調整弁の開度の制御を介して、前記圧縮機の入口における冷媒の温度を所定の温度設定値に調節するように構成され、
前記電子コントローラは前記圧縮機の速度及び前記バイパス調整弁の開度の制御を介して、前記熱交換器の入口における冷媒の温度を所定の温度設定値に調節するように構成され、
装置は、熱交換器温度を感知するための温度センサを備え、電子コントローラは第1の待機モードに冷凍システムを切り替えることができるように構成され、第1の待機モードにおいて、熱交換器の温度が所定の第1の待機温度閾値、以下である場合に、例えば、−40℃と−20℃の間に含まれる場合に、電子コントローラが圧縮機のスイッチをオフにし、熱交換器の感知された温度が第2の待機温度閾値、例えば、第1の待機温度閾値以上である第2の待機温度閾値を超える場合、電子コントローラは冷却力を生成し、熱交換器を冷却するために圧縮機を始動させ、
電子コントローラは第1の待機モードにおいて冷媒冷却ループ回路内の感知された圧力が予め設定された待機圧力閾値を上回るときに冷源を始動し、したがって冷媒冷却ループ回路内の圧力を低下させるように構成され、
電子コントローラは第1の待機モードにおいて冷媒冷却ループ回路内の感知された圧力が予め設定された待機圧力閾値を上回るときに圧縮機を始動させ、したがって冷媒冷却ループ回路内の圧力を低下させるように構成され、
冷源および圧縮機の圧力が両方とも、熱交換器7を冷却しなければならないときに始動される。
圧縮機の上流のバイパス導管を介して再注入された圧縮ガスが熱交換器の出口で再注入され、
方法は圧縮機の上流のバイパス導管を介して再注入された冷媒の量および圧縮機の速度の制御を介して、圧縮機の入口における吸引圧力を所定の圧力レベルに調整するステップを含み、
方法は圧縮機の速度およびバイパス調整弁の開度の程度の制御を介して、圧縮機の入口における冷媒の温度を所定の温度設定値に調節するステップを含み、
方法は、前記冷媒冷却ループ回路の蒸発器部で生成される冷却力を、前記熱交換器の出口における冷媒冷却ループ回路内の冷媒の温度と、前記熱交換器の入口における冷媒冷却ループ回路内の冷媒の温度との間の温度差の関数として制御するステップを含み、
方法は冷媒冷却ループ回路の蒸発器部において生成される冷却力を、熱交換器における冷却力需要を示す信号の関数として制御するステップを含み、前記信号は、移送回路を通って流れるガスの量または流量、移送回路を通って流れるガスの温度、移送回路を通って流れるガスの圧力、ガス源の圧力または圧力変化、容器への燃料補給に対するユーザからの要求、無線信号のうちの少なくとも1つを含み、
方法は冷媒冷却ループ回路の一部の冷媒を膨張容器に導いて、冷媒冷却ループ回路内の圧力を所定値未満に低下させるステップを含み、
膨張容器内の圧力が所定値を上回る場合、方法は冷源を介して冷媒冷却ループ回路に冷熱を供給し、膨張容器から冷媒冷却ループ回路にガスを抜き出すステップを含み、
方法は容器に燃料を補給するための要求がない場合、装置を第1の待機モードに切り替えるステップを含み、第1の待機モードでは、熱交換器の温度が所定の第1の待機温度閾値(例えば、−40℃と−20℃との間に含まれる)以下であるときに圧縮機がスイッチオンされ、熱交換器の温度が第2の待機温度閾値、例えば、第1の待機温度閾値以上である第2の待機温度閾値を超えるときに冷却力を生成し熱交換器を冷却するために圧縮機が始動され、
第1の待機モードにおいて、方法は、冷媒冷却ループ回路内の圧力が予め設定された待機圧力閾値を超えるときに、冷源の始動を介して圧縮機の上流の冷媒冷却ループ内の圧力を低下させるステップを含み、
第1の待機モードにおいて、方法は、冷媒冷却ループ回路内の圧力が予め設定された待機圧力閾値を超えるときに、圧縮機の始動を介して圧縮機の上流の冷媒冷却ループ内の圧力を低下させるステップを含み、
第1の待機モードにおいて、方法は、熱交換器の温度が所定の第1の待機温度閾値(例えば、−40℃と−20℃の間に含まれる)以下であるときに、冷却力を生成し熱交換器を冷却するために圧縮機を始動させるステップを含み、熱交換器の温度が所定の第1の待機温度閾値を超えるときに圧縮機をスイッチオフするステップを含む。
Claims (17)
- 加圧ガスで容器を燃料補給するための装置、特にガス水素タンクを燃料補給するための装置(1)であって、
加圧ガス源(2)と、
該ガス源(2)に接続された1つの上流端(5)と、容器(3)に取り外し可能に接続されるように意図された少なくとも1つの下流端(6)とを備える移送回路(4)と、を備え、
該装置(1)は、加圧ガス源(2)から流れるガスを容器(3)に入る前に冷却するための冷凍システムを備え、
該冷凍システムは、直列に配置された圧縮機(8)、凝縮器部(9)、膨張弁(10)および蒸発器部(11)を含む冷媒冷却ループ回路(20)を備え、
前記冷凍システムは、前記凝縮器部(9)と熱交換する冷源(12)と、前記移送回路(4)内に配置され、前記移送回路(4)内を流れるガスと前記蒸発器部(11)との間に熱交換部を含む熱交換器(7)と、を備え、
前記冷媒冷却ループ回路(20)は、前記圧縮機(8)の出口に接続された上流端と、前記圧縮機(8)の入口の上流で前記冷媒冷却ループ回路(20)に接続された下流端とを備えるとともに前記凝縮器部(9)及び前記膨張弁(10)を迂回するバイパス導管(13)を備え、
前記装置は、前記バイパス導管(13)に流入する冷媒の流れを制御するバイパス調整弁(15)を備えることを特徴とする、装置。 - 前記バイパス導管(13)の下流端は前記移送回路(4)の前記熱交換器(7)の出口に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記バイパス調整弁(15)は前記バイパス導管(13)内を流れる冷媒の流量を変化させるための閉位置または複数の開位置に設定可能な制御弁であり、
前記装置は、前記バイパス調整弁(15)に接続されて前記バイパス調整弁(15)の開度を制御するように構成される電子コントローラ(21)を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。 - 前記圧縮機(8)が可変速圧縮機であり、前記電子コントローラ(21)が前記圧縮機(8)に接続され、前記圧縮機(8)、および特に前記圧縮機(8)の速度を制御するように構成されることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 前記電子コントローラ(21)は、前記膨張弁(10)に接続され、前記膨張弁(10)の開度の制御を介して前記冷凍システムによって生成される冷却力を制御するように構成されることを特徴とする、請求項3または4に記載の装置。
- 熱交換器(7)の出口における冷媒冷却ループ回路(20)内の冷媒の温度と、熱交換器の入口における冷却ループ回路(20)内の冷媒の温度との間の温度差を測定する温度差センサ(17、18)システムを備え、電子コントローラ(21)が、この温度差の関数として生成される冷却力を制御するように構成されることを特徴とする、請求項3〜5のいずれかに記載の装置。
- 前記電子コントローラ(21)は前記熱交換器(7)を通る前記移送回路内の前記ガスの流れを冷却し、それに応じて、前記冷凍システムによって生成される前記冷却力を制御するために、前記熱交換器(7)で必要とされる前記冷却力を示す信号を生成または受信するように構成されることを特徴とする、請求項3から6のいずれか一項に記載の装置。
- 熱交換器(7)で必要とされる冷却力を示す信号が、移送回路(4)を通って流れるガスの量または流量、移送回路(4)を通って流れるガスの温度、移送回路(4)を通って流れるガスの圧力、ガス源(2)における圧力値または圧力変化、無線信号などの外部要求、のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項7に記載の装置。
- 加圧ガスで容器に燃料補給するための方法、特にガス水素タンクに燃料補給するための方法であって、
ガス源(2)と、ガス源(2)から容器(3)へ圧縮ガスを移送するための移送回路(4)とを含む装置を備え、
前記方法は、移送回路(4)内に配置された熱交換器(7)を冷却するステップを備え、
前記熱交換器(7)は、ガス源(2)から容器(3)へ流れるガスと熱交換し、
前記冷却ステップは、冷媒冷却ループ回路(20)の蒸発器部(11)において冷却力を生成し、
前記冷媒冷却ループ回路(20)は、直列に配置された圧縮機(8)と、凝縮器部(9)と、膨張弁(10)と、蒸発器部(11)とを備え、
前記凝縮器部(9)は、冷源(12)と熱交換し、
前記方法は、圧縮機(8)によって圧縮され、凝縮器部(9)及び膨張弁(10)を介して流れることなくバイパス導管(13)を介して圧縮機(8)の上流で再注入される冷媒の量を制御するステップを含む、方法。 - 圧縮機(8)の上流のバイパス導管(13)を介して再注入された圧縮ガスが、熱交換器(7)の出口で再注入されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 圧縮機(8)の入口における吸入圧力を、圧縮機(8)の速度および圧縮機(8)の上流のバイパス導管(13)を介して再注入される冷媒の量の制御を介して所定の圧力レベルに調整するステップを含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 圧縮機(8)の速度およびバイパス調整弁(15)の開度の程度を制御することによって、圧縮機(8)の入口における冷媒の温度を所定の温度設定値に調節するステップを含むことを特徴とする、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記膨張弁(10)の開度を制御することにより、前記冷媒冷却ループ回路(20)の前記蒸発部(11)で生成される冷却力を制御するステップを含むことを特徴とする、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記冷媒冷却ループ回路(20)の前記蒸発器部(11)で生成される冷却力を前記熱交換器(7)の出口における前記冷媒冷却ループ回路(20)内の冷媒の温度と、前記熱交換器(7)の入口における前記冷媒冷却ループ回路(20)内の冷媒の温度との間の温度差の関数として制御するステップを含むことを特徴とする、請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記冷媒冷却ループ回路(20)の前記蒸発器部(11)で生成される冷却力を、前記熱交換器(7)での冷却力要求を示す信号の関数として制御するステップを含み、
前記信号は、前記移送回路(4)を通って流れるガスの量または流量、前記移送回路(4)を通って流れるガスの温度、前記移送回路(4)を通って流れるガスの圧力、前記ガス源(2)内の圧力または圧力の変化、容器への燃料補給のユーザからの要求、無線信号のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項9から14のいずれか一項に記載の方法。 - 前記冷媒冷却ループ回路(20)のいくらかの冷媒を膨張容器(29)に導いて、前記冷媒冷却ループ回路(20)内の圧力を所定値未満に低下させるステップを含むことを特徴とする、請求項9から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記膨張容器(29)内の圧力が所定値を上回る場合、該方法は冷源(12)を介して前記冷媒冷却ループ回路(20)に冷熱を供給し、前記膨張容器(2)から冷媒冷却ループ回路(20)にガスを抜き出すステップを含むことを特徴とする、請求項16に記載のプロセス。
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