KR102248672B1 - System for compressing and cooling hydrogen having a high efficiency - Google Patents
System for compressing and cooling hydrogen having a high efficiency Download PDFInfo
- Publication number
- KR102248672B1 KR102248672B1 KR1020200000734A KR20200000734A KR102248672B1 KR 102248672 B1 KR102248672 B1 KR 102248672B1 KR 1020200000734 A KR1020200000734 A KR 1020200000734A KR 20200000734 A KR20200000734 A KR 20200000734A KR 102248672 B1 KR102248672 B1 KR 102248672B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- refrigerant
- hydrogen
- compressor
- compressed
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
- F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
- F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
- F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
- F17C2227/0341—Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0134—Applications for fluid transport or storage placed above the ground
- F17C2270/0139—Fuel stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/45—Hydrogen technologies in production processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 수소 압축 냉각 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각 사이클을 위한 냉매를 수소가스 압축기의 압축 동력 및 수소 냉각기의 냉각원으로 동시에 활용할 수 있도록 하여 효율성을 향상시킨, 고효율 수소 압축 냉각 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrogen compression cooling system, and more particularly, to a high-efficiency hydrogen compression cooling system that improves efficiency by simultaneously utilizing a refrigerant for a cooling cycle as a compression power of a hydrogen gas compressor and a cooling source of a hydrogen cooler. About.
현재 전 세계적으로 소비되는 에너지는 대부분이 화석원료인 석유 및 석탄으로 이루어지며, 특히 차량의 경우 휘발유 또는 경유와 같은 유류를 이용하는 것이 전부라고 해도 무방할 정도이다.Currently, most of the energy consumed around the world consists of petroleum and coal, which are fossil raw materials. In particular, it is safe to say that all vehicles use oil such as gasoline or diesel.
하지만 석유와 같은 화석연료는 그 매장량에 한계가 있으며, 또한 에너지를 얻기 위하여 연소시킬 때 발생하는 각종 가스, 분진 및 연소 후 잔여물질은 환경오염의 주범이 되고 있으며, 요즘 가장 이슈가 되고 있는 지구온난화의 주범이라고 할 수 있다.However, fossil fuels such as petroleum have a limit in their reserves, and various gases, dusts, and residual substances after combustion that are generated when burning to obtain energy are the main causes of environmental pollution, and global warming, which is the most important issue these days. It can be said to be the main culprit.
이러한 상황을 타개할 수 있는 대체에너지로는 수소와 같은 청정에너지원과 수력, 풍력, 태양열과 같은 자연에너지를 들 수 있으며, 특히 차량의 에너지원으로는 그 효율성과 출력을 감안하면 수소를 이용한 연료전지가 가장 바람직한 동력원으로 기대되고 있다.Alternative energy sources that can overcome this situation include clean energy sources such as hydrogen and natural energy such as hydropower, wind power, and solar heat. Especially, fuel using hydrogen considering its efficiency and output as an energy source for vehicles. Batteries are expected to be the most desirable power source.
연료전지(Fuel Cell)는 공기 중의 산소와 연료 중의 수소를 이용하여 전기화학적으로 전기를 발생시키는 것으로 수소연료와 공기를 외부에서 공급하여 전지의 용량에 관계없이 계속 발전을 할 수 있는 시스템이다.A fuel cell electrochemically generates electricity by using oxygen in the air and hydrogen in the fuel. It is a system that can continuously generate electricity regardless of the capacity of the battery by supplying hydrogen fuel and air from the outside.
즉, 연료전지는 수소연료가 가지고 있는 화학에너지를 열에너지로의 변환 없이 전지 내에서 전기화학적으로 직접 전기에너지로 바꾸기 때문에 효율이 매우 높고 공해가 거의 없는 이상적인 발전시스템이다.In other words, the fuel cell is an ideal power generation system with very high efficiency and little pollution because the chemical energy of hydrogen fuel is directly converted into electric energy electrochemically within the cell without converting it into thermal energy.
최근에는 이런 연료전지를 이용한 수소연료전지 차량이 개발되고 있는데, 수소연료전지 차량은 압축된 수소가스(예를 들, 700bar 정도)를 연료로 사용한다. 따라서 수소연료전지 차량의 상용화를 위해서는, 가솔린을 공급하는 주유소와 같은 형태로 압축수소가스를 공급할 수 있는 수소 충선 시스템이 구비된 수소 스테이션이 보급되어야 한다. Recently, hydrogen fuel cell vehicles using such fuel cells have been developed, and hydrogen fuel cell vehicles use compressed hydrogen gas (for example, about 700 bar) as fuel. Therefore, in order to commercialize a hydrogen fuel cell vehicle, a hydrogen station equipped with a hydrogen charging system capable of supplying compressed hydrogen gas in the same form as a gas station supplying gasoline must be supplied.
그런데, 수소를 초고압으로 승압하여 저장하는 장비 제조기술 중, 고압용기 제조기술만이 우리나라에서 제조될 뿐 다른 대부분의 설비들은 기술 부족으로 인해 수입에 의존하고 있다. By the way, of the equipment manufacturing technology that boosts and stores hydrogen to ultra-high pressure, only the high-pressure container manufacturing technology is manufactured in Korea, and most other facilities depend on imports due to lack of technology.
일반적으로 수소 충전을 위한 수소 충전 시스템은, 수소를 초고압으로 압축하는 수소가스 압축기와, 고압의 수소를 저장하는 고압수소탱크, 고압수소탱크에 저장된 수소를 차량의 수소연료탱크에 충전할 때 수소를 냉각하기 위한 수소 냉각기를 포함한다.In general, a hydrogen charging system for hydrogen charging includes a hydrogen gas compressor that compresses hydrogen to an ultra-high pressure, a high-pressure hydrogen tank that stores high-pressure hydrogen, and hydrogen stored in the high-pressure hydrogen tank when charging the hydrogen fuel tank of a vehicle. It includes a hydrogen cooler for cooling.
종래의 수소 충전 시스템의 초고압 수소가스 압축기로는 피스톤 타입의 압축부를 사용하는 구조로 그들을 구동하는 압축기 구동원으로 유압을 이용하는 타입과, 공압을 이용하는 타입이 일반적으로 사용되는 데, 이를 위해서는 고압의 오일을 공급하기 위한 유압펌프와, 고압의 공기를 제공하기 위한 공기 압축기 등과 같이 별도의 압축 동력을 제공하기 위한 장치들을 필요로 한다. 또한, 고압의 압축 과정에서 발생하는 압축열을 냉각하는 냉각 시스템을 압축 동력 장치들과 별도로 구비하여야 한다. 이와 같이, 종래의 수소 충전 시스템은 이원화된 구동부를 통해 압축 및 냉각을 제공하므로 구성이 복잡하고 비용면에서 불리한 문제점이 있었다.As the ultra-high pressure hydrogen gas compressor of the conventional hydrogen filling system, a piston-type compression unit is used, and a type using hydraulic pressure and a type using pneumatic pressure are generally used as a driving source of the compressor that drives them. For this purpose, high-pressure oil is used. Devices for providing separate compressed power, such as a hydraulic pump for supplying and an air compressor for providing high-pressure air, are required. In addition, a cooling system for cooling compression heat generated in a high-pressure compression process must be provided separately from compression power units. As described above, since the conventional hydrogen charging system provides compression and cooling through a binary driving unit, the configuration is complicated and there is a disadvantage in terms of cost.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 압축원으로 사용되는 유압 및 공압의 유체 대신에, 냉각 사이클의 냉매를 수소가스 압축을 위한 압축 동력과, 수소 냉각을 위한 냉각원으로 동시에 활용할 수 있도록 하여 효율을 향상시킨 고효율 수소 압축 냉각 시스템을 제공하는 데 있다. Accordingly, the present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is a compression power for compressing hydrogen gas with a refrigerant in a cooling cycle, instead of hydraulic and pneumatic fluid used as a compression source, It is to provide a high-efficiency hydrogen compression cooling system that improves efficiency by allowing it to be simultaneously utilized as a cooling source for hydrogen cooling.
본 발명의 다른 목적은, 압축 동력원으로 사용되는 유압 또는 공압을 사용하지 않고 냉각원으로 사용되는 냉각 모듈부의 냉매 압축기로 고압 압축된 냉매를 활용하여 수소가스 압축기의 가압원으로 사용하고 압축 후 배출되는 저압의 액체 냉매를 감압 팽창시켜 냉각원으로 사용하는 장치를 구성하여 별도의 냉각장치를 활용하지 않고, 수소가스 압축에 사용된 냉매를 활용하여 수소가스 압축시에 발생하는 압축열을 제거할 수 있도록 구성한 것으로, 1개의 냉각 시스템을 통하여 수소 압축 기능 및 수소 냉각 기능의 2가지 기능을 하는 것으로 시스템 단순화 및 에너지 절감을 제공할 수 있는 고효율 수소 압축 냉각 시스템을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to use a refrigerant compressed by high pressure with a refrigerant compressor of a cooling module unit used as a cooling source without using hydraulic pressure or pneumatic pressure used as a compression power source, and use it as a pressurization source of a hydrogen gas compressor and discharged after compression. A device used as a cooling source by decompressing and expanding a low-pressure liquid refrigerant so that the refrigerant used for hydrogen gas compression is used to remove the heat of compression generated during hydrogen gas compression without using a separate cooling device. It is constructed, to provide a high-efficiency hydrogen compression cooling system capable of providing system simplification and energy saving by performing two functions of a hydrogen compression function and a hydrogen cooling function through one cooling system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축 냉매를 이용하여 기체수소 저장탱크에서 공급되는 기체 수소를 설정 압력으로 압축하는 수소가스 압축기를 포함하는 수소 압축부; 상기 수소가스 압축기에서 압축된 압축수소를 저장하는 압축수소 저장탱크; 냉각원으로 제공된 냉매의 증발시 일어나는 열전달을 이용하여 상기 압축수소 저장탱크에서 디스펜서로 공급되는 수소를 냉각하는 수소 냉각기; 및 상기 수소가스 압축기에 수소가스의 압축 원으로 압축 냉매를 제공하고, 상기 수소 냉각기에 냉각원으로 냉매를 제공하는 냉각 모듈부;를 포함하는 수소 압축 냉각 시스템을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention includes a hydrogen compression unit including a hydrogen gas compressor for compressing gaseous hydrogen supplied from a gaseous hydrogen storage tank to a set pressure using a compressed refrigerant; A compressed hydrogen storage tank for storing compressed hydrogen compressed by the hydrogen gas compressor; A hydrogen cooler for cooling hydrogen supplied from the compressed hydrogen storage tank to a dispenser by using heat transfer occurring when the refrigerant provided as a cooling source evaporates; And a cooling module unit configured to provide a compressed refrigerant to the hydrogen gas compressor as a compression source of hydrogen gas and to provide a refrigerant as a cooling source to the hydrogen cooler.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 냉각 모듈부는, 기체 냉매를 고압으로 압축하는 냉매 압축기; 및 상기 냉매 압축기에서 압축된 고압의 기체 냉매를 고압의 액체 냉매로 액화시키는 냉매 응축기를 포함하고, 상기 냉각 모듈부에서 상기 수소가스 압축기로 공급되는 압축 냉매는 상기 냉매 응축기에서 액화된 고압의 액체 냉매 및 상기 냉매 압축기에서 압축된 고압의 기체 냉매 중 어느 하나가 된다. According to an embodiment of the present invention, the cooling module unit includes: a refrigerant compressor for compressing a gaseous refrigerant at high pressure; And a refrigerant condenser liquefying the high-pressure gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor into a high-pressure liquid refrigerant, wherein the compressed refrigerant supplied from the cooling module unit to the hydrogen gas compressor is a high-pressure liquid refrigerant liquefied in the refrigerant condenser. And a high-pressure gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 냉매 응축기에서 응축된 액체 냉매를 저장하는 액체냉매탱크; 및 상기 냉매압축기로 냉매가 제공되는 경로 상에 설치되어 기체 냉매가 상기 냉매 압축기로 제공될 수 있게 하는 액분리기를 포함하고, 상기 액체냉매탱크는, 상기 수소가스 압축기와 냉매 관로로 연결되어 상기 수소가스 압축기에 수소가스 압축을 위한 고압 액체 냉매를 제공하고, 그리고 상기 수소 냉각기와 연결되어 냉각원으로 사용될 고압 액체 냉매를 제공하며, 상기 액체냉매탱크로부터 상기 수소 냉각기로 냉매가 이송되는 경로에는 수소냉각기용 팽창밸브가 구비되며, 상기 수소가스 압축기 및 상기 수소 냉각기로 제공된 냉매는 상기 액분리기로 회수된다. According to an embodiment of the present invention, a liquid refrigerant tank for storing the liquid refrigerant condensed in the refrigerant condenser; And a liquid separator installed on a path through which a refrigerant is provided to the refrigerant compressor so that a gaseous refrigerant can be supplied to the refrigerant compressor, wherein the liquid refrigerant tank is connected to the hydrogen gas compressor through a refrigerant pipe. A high-pressure liquid refrigerant for hydrogen gas compression is provided to a gas compressor, and a high-pressure liquid refrigerant is connected to the hydrogen cooler to be used as a cooling source. A hydrogen cooler is provided in a path through which the refrigerant is transferred from the liquid refrigerant tank to the hydrogen cooler. An expansion valve is provided, and the refrigerant supplied to the hydrogen gas compressor and the hydrogen cooler is recovered by the liquid separator.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에서 수소가스의 압축에 제공되고 배출된 액체 냉매가 도입되는 팽창밸브를 포함하고, 상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에 형성되는 냉각자켓 및 상기 수소가스 압축기에서 압축되어 배출된 수소가 상기 압축수소 저장탱크로 이송되는 경로상에 설치되는 쿨링 열교환기 중 적어도 하나를 포함하는 압축열 제거부를 포함하고, 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매는 상기 압축열 제거부에서 열교환을 수행하고 기체 상태로 상기 액분리기로 회수된다. According to an embodiment of the present invention, the hydrogen compression unit includes an expansion valve provided for compression of hydrogen gas in the hydrogen gas compressor and into which the discharged liquid refrigerant is introduced, and the hydrogen compression unit includes a cooling jacket formed in the hydrogen gas compressor. And a compression heat removal unit including at least one of a cooling heat exchanger installed on a path through which hydrogen compressed and discharged from the hydrogen gas compressor is transferred to the compressed hydrogen storage tank, wherein the refrigerant reduced by the expansion valve is Heat exchange is performed in the compression heat removal unit, and the gas is recovered in the liquid separator.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 냉매압축기와 상기 냉매응축기를 연결하는 냉매관로 상에 배치되어 상기 냉매압축기에서 압축된 기체 냉매를 수용하는 기체냉매탱크를 포함하고, 상기 액체냉매탱크에서 상기 수소가스 압축기로 고압 액체 냉매가 제공되는 냉매 관로에는 상기 기체냉매탱크로부터 제공된 고압 기체 냉매를 이용하여 상기 수소가스 압축기로 이송되는 액체 냉매를 가압하는 보조 승압기가 구비된다. According to an embodiment of the present invention, a gas refrigerant tank disposed on a refrigerant pipe connecting the refrigerant compressor and the refrigerant condenser to receive the gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor, wherein the hydrogen gas in the liquid refrigerant tank A refrigerant pipe through which the high-pressure liquid refrigerant is supplied to the compressor is provided with an auxiliary booster for pressurizing the liquid refrigerant transferred to the hydrogen gas compressor by using the high-pressure gas refrigerant provided from the gas refrigerant tank.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 냉매 압축기와 상기 냉매 응축기를 연결하는 냉매관로 상에 배치되어 상기 냉매압축기에서 압축된 기체 냉매를 수용하는 기체냉매탱크; 상기 냉매 압축기로 냉매가 제공되는 경로 상에 설치되어 기체 냉매가 상기 냉매압축기로 제공될 수 있게 하는 액분리기를 포함하고, 상기 기체냉매탱크는 상기 수소가스 압축기와 냉매 관로로 연결되어 상기 수소가스 압축기에 수소가스 압축을 위한 고압 기체 냉매를 제공하며 상기 냉매 응축기에서 액화된 액체 냉매가 냉각원으로서 상기 수소 냉각기를 향하여 이송되되, 상기 수소 냉각기로 냉매가 이송되는 냉매관로에는 수소냉각기용 팽창밸브가 구비되며, 상기 수소가스 압축기 및 상기 수소 냉각기로 제공된 냉매는 상기 액분리기로 된다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a gas refrigerant tank disposed on a refrigerant pipe connecting the refrigerant compressor and the refrigerant condenser to receive the gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor; And a liquid separator installed on a path through which a refrigerant is provided to the refrigerant compressor to provide a gaseous refrigerant to the refrigerant compressor, and the gas refrigerant tank is connected to the hydrogen gas compressor through a refrigerant pipe, and the hydrogen gas compressor A high-pressure gas refrigerant for hydrogen gas compression is provided to the refrigerant, and the liquid refrigerant liquefied in the refrigerant condenser is transferred to the hydrogen cooler as a cooling source, and an expansion valve for a hydrogen cooler is provided in the refrigerant line through which the refrigerant is transferred to the hydrogen cooler. The refrigerant provided to the hydrogen gas compressor and the hydrogen cooler becomes the liquid separator.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에서 수소가스의 압축에 제공한 후 배출된 기체 냉매가 도입되는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 냉매가 도입되는 팽창밸브를 포함하고, 상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에 형성되는 냉각자켓 및 상기 수소가스 압축기에서 압축되어 배출된 수소가 상기 압축수소 저장탱크로 이송되는 경로상에 설치되는 쿨링 열교환기 중 적어도 하나를 포함하는 압축열 제거부를 포함하고, 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매는 상기 압축열 제거부에서 열교환을 수행하고 기체 상태로 상기 액분리기로 회수된다. According to an embodiment of the present invention, the hydrogen compression unit includes a condenser into which the gaseous refrigerant discharged after the hydrogen gas is compressed by the hydrogen gas compressor is introduced, and an expansion valve into which the refrigerant liquefied in the condenser is introduced, The hydrogen compression unit removes compressed heat including at least one of a cooling jacket formed in the hydrogen gas compressor and a cooling heat exchanger installed on a path through which hydrogen compressed and discharged from the hydrogen gas compressor is transferred to the compressed hydrogen storage tank A portion, and the refrigerant depressurized by the expansion valve performs heat exchange in the compression heat removal unit and is recovered in a gaseous state to the liquid separator.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 냉매 응축기의 출구측 냉매관로에는 상기 냉매 응축기에서 액화된 냉매를 수용하는 액체냉매탱크가 구비되고, 상기 액체냉매탱크에서 상기 수소냉각기용 팽창밸브로 냉매가 제공된다. According to an embodiment of the present invention, a liquid refrigerant tank for accommodating the refrigerant liquefied in the refrigerant condenser is provided in the refrigerant pipe at the outlet side of the refrigerant condenser, and the refrigerant is provided from the liquid refrigerant tank to the expansion valve for the hydrogen cooler. .
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 수소 냉각기로 도입되는 냉매와 상기 수소 냉각기로부터 배출되는 냉매 사이의 열교환을 위한 보조 열교환기가 더 구비되며, 상기 수소냉각기용 팽창밸브는 상기 보조 열교환기와 상기 수소냉각기 사이에서 상기 수소냉각기로 냉매가 도입되는 냉매관로에 설치된다 ,According to an embodiment of the present invention, an auxiliary heat exchanger for heat exchange between the refrigerant introduced into the hydrogen cooler and the refrigerant discharged from the hydrogen cooler is further provided, and the expansion valve for the hydrogen cooler is provided between the auxiliary heat exchanger and the hydrogen cooler. It is installed in the refrigerant pipe through which the refrigerant is introduced into the hydrogen cooler.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 수소 압축부는, 상기 수소가스 압축기의 일측 유입포트에 선택적으로 유입되거나 타측 배출포트에서 선택적으로 배출되는 냉매의 흐름 방향을 전환되도록 하는 방향전환밸브를 더 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the hydrogen compression unit further includes a direction switching valve for switching the flow direction of the refrigerant selectively introduced into one inlet port of the hydrogen gas compressor or selectively discharged from the other outlet port.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 수소 압축 냉각 시스템에 의하면, 수소 압축을 위한 압축원과 수소 냉각에 필요한 냉각원을 냉각 모듈부에서 제공되는 냉매로 단일화함으로써, 종래의 수소 압축부의 동력원인 유압펌프나 가스부스터의 사용을 배제할 수 있어 제조 비용뿐만 아니라 동력 비용을 절감할 수 있으며, 효율적인 동력 성능의 발휘가 가능하므로 제조 비용은 물론, 종래의 펌프의 오일 교환 등의 유지비용 등의 절감을 도모할 수 있는 장점이 있다. According to the hydrogen compression cooling system according to the present invention having the configuration as described above, by unifying the compression source for hydrogen compression and the cooling source required for hydrogen cooling with the refrigerant provided from the cooling module unit, hydraulic pressure, which is the power source of the conventional hydrogen compression unit. Since the use of pumps or gas boosters can be excluded, not only manufacturing costs but also power costs can be reduced, and efficient power performance can be exhibited, thus reducing manufacturing costs as well as maintenance costs such as oil change of conventional pumps. There is an advantage that can be promoted.
본 발명에 의하면, 수소가스 압축에 사용된 냉매를 활용하여 수소가스 압축시에 발생하는 압축열을 제거할 수 있으므로, 구조를 간단히 하면서도 보다 안정한 수소 압축 냉각 시스템을 제공할 수 있다. According to the present invention, since the heat of compression generated during hydrogen gas compression can be removed by utilizing the refrigerant used for hydrogen gas compression, it is possible to provide a more stable hydrogen compression cooling system while simplifying the structure.
본 발명에 의하면, 냉각원으로 사용되는 냉각 모듈부의 냉매 압축기로 고압 압축된 냉매를 활용하여 수소가스 압축기의 가압원으로 사용하고 압축 후 배출되는 저압의 액체 냉매를 감압 팽창시켜 냉각원으로 사용하는 장치를 구성하여 별도의 냉각장치를 활용하지 않고, 수소가스 압축에 사용된 냉매를 활용하여 수소가스 압축시에 발생하는 압축열을 제거할 수 있도록 구성하는 것이 가능하므로, 수소가스의 압축 및 냉각이 일체화된 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다. According to the present invention, a refrigerant compressed by a refrigerant compressor of a cooling module used as a cooling source is used as a pressurizing source for a hydrogen gas compressor, and a low-pressure liquid refrigerant discharged after compression is expanded under reduced pressure and used as a cooling source. It is possible to configure so that the compression heat generated during hydrogen gas compression can be removed by using the refrigerant used for hydrogen gas compression without using a separate cooling device, so the compression and cooling of hydrogen gas are integrated. Makes it possible to provide a customized device.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a hydrogen compression cooling system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a hydrogen compression cooling system according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention will be described in detail in the text, since various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템의 구성도이다. 1 and 2 are configuration diagrams of a hydrogen compression cooling system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템은, 수소 압축부(200), 압축수소 저장탱크(300), 수소 냉각기(400), 냉각 모듈부(500), 디스펜서(600), 동력공급장치(800)를 포함한다. The hydrogen compression cooling system according to an embodiment of the present invention includes a
수소 압축부(200)는 기체수소 저장탱크(100)로부터 공급받은 수소를 압축하는 수소가스 압축기(220)를 포함한다. 수소가스 압축기(220)는 기체수소 저장탱크(100)로부터 공급받은 수소를, 수소를 사용하는 장치로의 충전에 적합한 압력으로 압축하기 위해 제공된다. The
예컨대, 수소가스 압축기(220)에서의 기체 수소의 압력은 수소연료전지 차량이 이용하는 압축 수소의 적정 압력을 고려하여 설정할 수 있다. 예컨대, 수소를 연료로 하는 수소연료전지 차량의 수소저장용기(700)가 700bar 이하의 수소를 저장하도록 채택된 경우, 수소가스 압축기(220)는 기체 수소를 900bar 이상으로 압축할 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고 수소가스 압축기(200)에서 압축되는 수소 압력은 수소를 이용하는 장치에 맞추어 설정될 수 있다. For example, the pressure of gaseous hydrogen in the
기체수소 저장탱크(100)는 수소가스 압축기(220)에 제공될 수소를 저장한다. The gaseous
본 발명의 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템은, 지상에 고정된 수소 스테이션의 일부를 이룰 수 있다. 수소 스테이션은 수소생산설비에서 생산된 수소를 이송 트레일러 등을 통해 이송받아 기체수소 저장탱크(100)에 저장하고, 수소가스 압축기(200)에 제공한다. The hydrogen compression cooling system according to an embodiment of the present invention may form part of a hydrogen station fixed on the ground. The hydrogen station receives the hydrogen produced in the hydrogen production facility through a transfer trailer or the like, stores it in the gaseous
본 발명의 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템은, 이동 가능한 차량에 탑재된 이동 수소 스테이션의 일부를 이룰 수 있다. 이 경우 기체수소 저장탱크(100)는 수소생산장치에서 연결된 수소가스 저장설비 또는 수소생산장치에 생산된 수소가 이송되어 저장되는 수소가스 저장설비일 수 있다. The hydrogen compression cooling system according to an embodiment of the present invention may form part of a mobile hydrogen station mounted on a mobile vehicle. In this case, the gaseous
이동 수소 스테이션은 수소가스 저장설비로부터 수소를 공급받아 수소가스 압축기(220)에서 압축하고 압축수소 저장탱크(300)에 저장한 후, 수요처가 위치한 곳으로 이동한다. 이후, 예를 들면 수소 연료전지 차량의 수소저장용기(700)에 압축수소를 제공할 수 있다. The mobile hydrogen station receives hydrogen from the hydrogen gas storage facility, compresses it in the
본 발명의 실시예에 따르면, 수소 압축부(200)의 수소가스 압축기(220)는 냉각 모듈부(500)에 제공된 고압의 냉매를 이용하여 수소가스를 압축한다. 압력원으로서 고압 가스, 고압의 오일과 같은 고압 액체를 이용하여 수소를 압축하는 수소가스 압축기는 공지되어 있으며, 실린더와 피스톤을 이용하는 방식에서 왕복동식, 단동식, 2단 단동식 등의 다양한 구조가 공지되어 있다. According to an embodiment of the present invention, the
수소가스 압축기(220)에서 압력원으로 사용되는 고압 냉매로서, 본 발명의 제1 실시예는 고압의 액체 냉매를 사용하며, 본 발명의 제2 실시예에 의하면 고압의 기체 냉매를 사용한다. As a high-pressure refrigerant used as a pressure source in the
본 발명의 실시예에 의하면, 수소 압축부(200)는 수소가스 압축기(220)에서 사용된 냉매를 이용하여 수소가스의 압축에 의해 발생하는 압축열을 제거하는 압축열 제거부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 실시예에 의하면, 압축열 제거부는, 수소가스 압축기(220)를 구비되는 냉각 자켓(222)을 포함한다. 냉각 자켓(222)에는 수소가스 압축기(220)로부터 배출된 냉매가 팽창밸브(230)를 통하여 저압저온 상태로 제공된다. 냉각 자켓(222)을 통과하면서 냉매가 수소의 압축열을 흡수하여 기화되면서 수소가스 압축기(220) 및 내부의 압축수소가스를 냉각시킨다. According to an embodiment of the present invention, the compression heat removal unit includes a
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 압축열 제거부는, 쿨링 열교환기(240)를 포함할 수 있다. 쿨링 열교환기(240)는 수소가스 압축기(220)에서 배출된 고압 수소가 압축수소저장탱크(300)로 이동하는 경로 상의 수소 관로를 따라 설치된다. 쿨링 열교환기(240)는 냉각 자켓(222)을 통과한 냉매와 수소가스 압축기(220)에서 배출된 고압 수소 간의 열교환을 통해 압축열을 제거할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the compression heat removal unit may include a
본 발명의 실시예에 의하면, 냉매의 이동경로는 냉각 자켓(222)을 먼저 통과하고 쿨링 열교환기(240)로 이동할 수 있으며, 반대가 될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 실시예의 변형예로서, 냉매가 쿨링 열교환기(240)를 거친 후 냉각 자켓(222)으로 이동하도록 설계될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the refrigerant movement path may first pass through the cooling
냉각 자켓(222) 및 쿨링 열교환기(240)는 냉각 사이클의 증발기 기능을 한다. 즉, 내부를 통과하면서 저압의 액체 냉매가 열교환을 통해 증발 잠열을 흡수하여 기화되고, 이러한 열교환을 통해 수소가스 압축기(220) 및/또는 압축수소가스를 냉각시킨다. The cooling
수소 압축부(200)에 대해서는 본 발명의 제1 및 제2 실시예를 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명된다. The
수소 압축부(200)는 압축한 기체 수소를 압축수소 저장탱크(300)로 공급하게 된다. The
압축수소 저장탱크(300)는 고압의 수소를 저장한 상태에서 디스펜서(600)로 공급하기 위한 버퍼 탱크(buffer tank)일 수 있다. 압축수소 저장탱크(300)는 공급 및 배출되는 수소의 압력을 측정하는 압력계를 포함할 수 있다. 이를 통해 압축수소 저장탱크(300)의 압력이 설정 압력에 대응하게 유지될 수 있도록 수소가스 압축기(220)의 압축 동작을 제어할 수 있다.The compressed
수소 냉각기(400)는 디스펜서(600)에 공급되는 수소 가스의 냉각을 위해 제공된다. The
디스펜서(600)는 압축수소저장탱크(300)에 연결되어, 수소를 연료로 하는 연료전지 차량에 탑재되어 있는 수소저장용기(700)로 수소를 공급하는 것으로서, 2점 쇄선으로 도시된 수소 라인을 통해 수소를 수소연료전지 차량의 수소저장용기(700)에 공급하게 된다. The
디스펜서(600)가 수소저장용기(700)에 수소를 충전하게 될 경우, 줄-톰슨 효과에 의해 압축수소 저장탱크(300)에 비해 상대적으로 저압인 수소저장용기(700)에서 기체 수소의 온도가 상승하게 된다. 이때 수소저장용기(700)의 안전성에 관련된 내구 온도(예컨대, -40 ~ 80℃) 이상으로 온도가 상승될 수 있다. When the
이와 같은 수소가스의 온도 상승 문제를 해결하기 위하여 수소 냉각기(400)가 제공된다. 수소 냉각기(400)의 냉열을 이용하여 디스펜서(600)에서 수소연료전지 차량으로 공급되는 수소의 온도를 강하시키게 된다. 즉, 수소연료전지 차량의 수소저장용기(700)에 충전되는 기체 수소가 수소저장용기(700)의 내구 온도 이상으로 상승하는 것을 방지하기 위하여, 수소 냉각기(400)는 냉매의 기화시 발생하는 흡열을 이용하여 디스펜서(600)로 제공되는 기체 수소의 온도를 적정 온도(예컨대, 80℃ 이하)로 제어한다. A
수소 냉각기(400)에서 압축수소저장탱크(300)로부터 이송되는 기체 수소와 냉각 모듈부(500)로부터 공급된 냉매가 열교환을 하여, 수소연료전지 차량의 수소저장용기(700)에 충전되는 수소의 온도를 낮춤으로써, 수소저장용기(700) 내의 수소는 내구 온도 이상으로 상승하지 않을 수 있다. In the
본 발명에 의하면, 수소가스 압축기(220)에서 압축 동력으로 사용되는 냉매와, 수소 냉각기(400)에서 냉각원으로 사용하는 냉매가 모두 냉각 모듈부(500)로부터 제공되므로, 수소가스 압축기(220)를 위한 압력원과 수소 냉각기(400)를 위한 냉매원을 별도로 형성시키지 않고 통합하는 것이 가능하게 된다. According to the present invention, since both the refrigerant used as compression power in the
본 발명의 실시예에 의하면, 냉각 모듈부(500)는 냉매 압축기(510), 기체냉매탱크(520), 냉매응축기(530), 액체냉매탱크(540), 액분리기(550)를 포함하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
냉매압축기(510)는 기체 냉매를 고온 고압으로 압축한다. The
기체냉매탱크(520)는 냉매압축기(510)에서 압축된 고압의 기체 냉매를 수용한다. 기체냉매탱크(520)는 고압의 기체 냉매를 임시 저장하는 버퍼 탱크이며, 연결된 냉매 관로로 고압 기체 냉매를 전달하는 역할을 한다. The
냉매 응축기(530)는 기체냉매탱크(520)에서 도입된 고온 고압의 기체 냉매를 저온 고압의 액체 냉매로 액화시키게 된다.The
액체냉매탱크(540)는 냉매 응축기(530)에서 응축된 액체 냉매를 수용한다. 액체냉매탱크(540)로는 공지의 수액기가 사용될 수 있다. 액체냉매탱크(540)는 냉매 응축기(530)에서 응축 액화된 고압의 냉매를 임시 저장하며, 연결된 냉매 관로로 고압의 액체 냉매를 전달하는 역할을 한다. The
액분리기(550)는 냉매 관로에서 냉매 압축기(510)의 입구측으로 설치된다. 액분리기(550)는 냉매압축기(550)로 액체 냉매가 흡입되는 것을 방지하기 위해 사용된다. The
본 발명의 실시예에 따르면, 냉각 모듈부(500)는 수소 냉각기(400)와 냉매 관로로 연결되어 냉각 사이클을 형성한다. 수소 냉각기(400)로 냉매가 도입되는 경로의 냉매 관로에는 수소냉각기용 팽창밸브(420)가 설치된다. According to an embodiment of the present invention, the
냉매 응축기(530)에서 생성된 저온 고압의 액체 냉매가 액체냉매탱크(540)를 경유하여 수소 냉각기(400) 측으로 공급될 수 있다. 수소 냉각기(400)를 향해 공급된 저온 고압의 액체 냉매는 수소냉각기용 팽창밸브(420)를 거치면서 저온 저압이 되고, 수소 냉각기(400)에서 기화되면서 압축수소 저장탱크(300)에서 디스펜서(600)로 공급되는 수소가스를 냉각한다. 수소 냉각기(400)에서 배출된 냉매는 액분리기(550)로 유입된다. The low temperature and high pressure liquid refrigerant generated in the
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 냉각 모듈부(500)는 수소 압축부(200)와 냉매 관로로 연결되어 추가의 냉각 사이클을 형성할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 액체냉매탱크(540)에서 공급된 고압 액체 냉매가 수소가스 압축기(220)에서의 수소가스 압축을 위한 압력원으로 사용된 후, 팽창밸브(230) 그리고 냉각자켓(223) 및/또는 쿨링 열교환기(240)를 거친 후, 액분리기(550)로 유입된다. According to the first embodiment of the present invention, after the high-pressure liquid refrigerant supplied from the
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 기체냉매탱크(520)에서 공급된 고압의 가스 냉매를 수소가스 압축기(220)에서의 수소가스 압축을 위한 압력원으로 사용된 후, 응축기(225)와 팽창밸브(230), 그리고 냉각자켓(223) 및/또는 쿨링 열교환기(240)를 거친 후, 액분리기(550)로 유입된다. According to the second embodiment of the present invention, the high-pressure gas refrigerant supplied from the
본 발명의 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템은 동력공급장치(800)를 포함한다. 동력공급장치(800)에 제공되는 동력은 엔진 동력이거나 전기 동력일 수 있다. 동력공급장치(800)는 엔진의 구동력 또는 전기 동력에 의한 모터의 구동력을 냉각 모듈부(500)에 제공하여 냉매압축기(510)를 구동한다. The hydrogen compression cooling system according to an embodiment of the present invention includes a power supply (800). The power provided to the
본 발명에 따른 수소 압축 냉각 시스템은 내부의 각 요소들을 수소와 냉매의 이동이 가능하게 연결하는 관로를 포함한다. 본 명세서에서는 이를 전체적으로 수소 라인 및 냉매 라인으로 지칭한다. 도면에서 수소 라인은 기체수소 저장탱크(100)에서 수소연료전지 차량의 수소저장용기(700)로 수소가 이동되는 경로로 이점 쇄선으로 표시된다. 또한 냉매 라인은 냉각 모듈부(500) 내부의 냉매 이동 경로와 냉각 모듈부(500)로부터 제공된 냉매가 수소 압축부(200)와 수소 냉각기(400)로 전달되고 복귀하는 경로를 형성하는 데, 기체 냉매의 이동 경로는 점선으로 액체 냉매의 이동 경로는 실선으로 표시된다. The hydrogen compression cooling system according to the present invention includes a conduit that connects each of the internal elements to enable the movement of hydrogen and refrigerant. In this specification, this is referred to as a hydrogen line and a refrigerant line as a whole. In the drawing, the hydrogen line is a path through which hydrogen moves from the gaseous
(제1 실시 형태)(First embodiment)
도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating a hydrogen compression cooling system according to a first embodiment of the present invention.
도 1 에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템에 의하면, 냉각 모듈부(500)에서 제공된 고압의 액체 냉매가 수소가스 압축기(220)에서의 수소가스 압축을 위한 압력원으로 사용된다. According to the hydrogen compression cooling system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the high-pressure liquid refrigerant provided from the
냉매압축기(510)는 동력공급장치(800)에 의해 구동되어 기체 냉매를 고온 고압으로 압축한다. 냉매압축기(510)에서 압축된 고압의 기체 냉매는 기체냉매탱크(520)를 거쳐 냉매응축기(530)로 도입된다. 냉매응축기(530)는 기체냉매탱크(520)로부터 온 고온 고압의 기체 냉매를 저온 고압의 액체 냉매로 액화시킨 후, 액체냉매탱크(540)에 제공한다. The
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 냉매응축기(530)에서 응축된 저온 고압의 액체 냉매가 액체냉매탱크(540)를 통해 수소가스 압축기(220)에 공급되어, 수소를 고압으로 압축하는 데 사용할 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the low-temperature, high-pressure liquid refrigerant condensed in the
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 수소 압축부(200)는, 수소가스 압축기(220), 보조 승압기(210), 팽창밸브(230), 압축열 제거부를 포함할 수 있다. 또한, 방향전환밸브(250)를 포함할 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the
보조 승압기(210)는 냉각 모듈부(500)의 액체냉매탱크(540)로부터 수소가스 압축기(220)로 액체 냉매가 제공되는 경로 상에 설치된다. 보조 승압기(210)는 수소가스 압축기(220)로 제공되는 액체 냉매를 가압하여 승압하는 기능을 한다. The
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 보조 승압기(210)는 기체냉매탱크(520)에서 제공된 고압의 냉매 가스를 압력 원으로 사용하여 액체 냉매를 승압한다. 한편, 기체냉매탱크(520)로부터 보조 승압기(210)에 압력원으로 제공된 고압의 기체 냉매는, 저압의 기체 냉매로 전환되어 냉각 모듈부(500)의 액분리기(550)로 회수된다. According to the first embodiment of the present invention, the
액체냉매탱크(540)를 통해 수소가스 압축기(220)를 향하여 제공된 고압의 액체 냉매는 방향전환밸브(250)를 경유하여 수소가스 압축기(220)로 유입된다. The high-pressure liquid refrigerant provided toward the
방향전환밸브(250)는 수소가스 압축기(220)로 유입되는 고압의 액체 냉매가 수소가스 압축기(220)의 피스톤의 이동을 제어할 수 있도록 냉매의 흐름을 제어한다. 수소가스 압축기(220)의 일측 유입포트에 냉매가 선택적으로 유입되거나 타측 배출포트에서 선택적으로 배출되도록 냉매의 흐름 방향을 전환할 수 있다. The
수소가스 압축기(220)로부터 배출된 액체 냉매는 팽창밸브(230)로 유입된다. 팽창밸브(230)는 수소가스 압축기(220)로부터 배출된 액체 냉매를 감압시키게 된다. The liquid refrigerant discharged from the
팽창밸브(230)를 통과한 냉매는 압축열 제거부로 이송된다. 상술한 바와 같이, 압축열 제거부는 냉각자켓(222) 및 쿨링 열교환기(240)를 포함한다. 압축열 제거부는 냉각자켓(222) 및 쿨링 열교환기(240) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. The refrigerant passing through the
도 1을 보면, 수소가스 압축기(220)로부터 배출된 냉매가 방향전환밸브(250)를 지나 팽창밸브(230)로 이동하며, 수소가스 압축기(220)의 냉각자켓(222)로 도입된다. 또한, 냉각자켓(222)로부터 배출된 냉매는 쿨링 열교환기(240)로 도입된다. Referring to FIG. 1, the refrigerant discharged from the
압축열 제거부를 이루는 냉각자켓(222) 및 쿨링 열교환기(240)에서, 팽창밸브(230)에서 압력이 강하된 저온 저압의 액체 냉매는 기화되고, 기화되면서 발생하는 냉열을 수소가스 압축기(220) 및 수소가스 압축기(220)에서 압축된 고압 수소에 제공한다. 이를 통해 수소 압축열을 제거하고 고압 수소를 냉각시킨다. In the
본 발명의 실시예에 의하면, 냉매 라인은 냉매가 냉각 자켓(222)을 먼저 통과하고 쿨링 열교환기(240)로 이동하도록 형성되거나 그 반대가 될 수 있다. 즉, 냉매가 쿨링 열교환기(240)를 거친 후 냉각 자켓(222)으로 이동하도록 냉매 라인이 형성될 수 있다. 그러나, 주변 공간과의 간섭 및 설치 공간을 고려할 때, 냉매 라인은 냉매가 냉각 자켓(222)을 먼저 통과하고 쿨링 열교환기(240)로 이동하도록 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the refrigerant line may be formed so that the refrigerant first passes through the cooling
수소가스 압축기(220)에서 압축되고 쿨링 열교환기(240)에서 냉각된 고압 수소는 압축수소 저장탱크(300)로 이동한다. 그리고 쿨링 열교환기(240)에 배출된 냉매는 저압의 기체 냉매 상태로 냉각 모듈부(500)의 액분리기(550)로 회수되어 다시 냉매압축기(510)로 유입된다.The high-pressure hydrogen compressed by the
냉각 모듈부(500)에서 수소 압축부(200)로 제공되는 냉매에 의해 형성되는 냉각 사이클을 살펴보면, 냉매는, 냉매 압축기(510), 냉매 응축기(530), 팽창밸브(230), 압축열제거부인 냉각자켓(222) 및/또는 쿨링 열교환기(240)를 순환되면서 냉각 사이클을 형성한다. 냉각자켓(222) 및 쿨링 열교환기(240)가 열을 흡수하면서 냉매가 기화되는 기화기로서 기능한다. Looking at the cooling cycle formed by the refrigerant provided from the
한편, 상술한 바와 같이, 냉각 모듈부(500)에서 수소 냉각기(400)로 제공되는 냉매에 의해 형성되는 냉각 사이클을 살펴보면, 냉매는, 냉매 압축기(510), 냉매 응축기(530), 수소냉각기용 팽창밸브(420) 및 수소 냉각기(400)를 순환하면서 냉각 사이클을 형성한다. 수소 냉각기(400)가 열을 흡수하면서 냉매가 기화되는 기화기로서 기능한다. On the other hand, as described above, looking at the cooling cycle formed by the refrigerant provided from the
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 수소 냉각기(400)를 향하는 액체 냉매와, 수소 냉각기(400)에서 배출되는 기체 냉매 사이의 열교환을 위한 보조 열교환기(410)를 더 구비할 수 있다. 이때 수소냉각기용 팽창밸브(420)는 보조 열교환기(410)와 수소 냉각기(400) 사이에서 액체 냉매의 이동 경로 상의 냉매 관로에 설치된다. According to the first embodiment of the present invention, an
보조 열교환기(420)는 수소 냉각기(400)를 향하는 액체 냉매에 냉각을 제공하여, 수소 냉각기(400)에서의 냉각 성능이 향상되도록 한다. The
쿨링 열교환기(240) 및 보조 승압기(210)로부터 배출된 저압의 기체 냉매는 보조 열교환기(420)의 하류에서 보조 열교환기(420)를 통과한 기체 냉매와 만나 액분리기(550)로 유입된다. The low pressure gaseous refrigerant discharged from the
(제2 실시 형태)(2nd embodiment)
도 2 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 이하 본 발명에 따른 수소 압축 냉각 시스템의 제2 실시예를 설명함에 있어 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며 반복적인 구성을 피하기 위하여 이들 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.2 is a block diagram illustrating a hydrogen compression cooling system according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, in describing the second embodiment of the hydrogen compression cooling system according to the present invention, the same components as those of the first embodiment of the present invention and components having the same function are used with the same component numbers, and in order to avoid repetitive configurations, these components Detailed description of is omitted.
도 2 에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템에 의하면, 냉각 모듈부(500)에서 제공된 고압의 기체 냉매가 수소가스 압축기(220)에서의 수소가스 압축을 위한 압력원으로 사용된다. According to the hydrogen compression cooling system according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the high-pressure gas refrigerant provided from the
냉매압축기(510)는 동력공급장치(800)에 의해 구동되어 기체 냉매를 고압으로 압축하고 기체냉매탱크(520)로 이송한다. The
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 냉각 모듈부(500)의 기체냉매탱크(520)로부터 고압의 기체 냉매가 수소가스 압축기(220)로 제공되어, 수소 가스를 고압으로 압축하는 데 사용된다. According to the second embodiment of the present invention, a high-pressure gas refrigerant is supplied from the
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 수소 압축부(200)는, 수소가스압축기(220), 압력조정기(215), 응축기(225), 팽창밸브(230), 쿨링 열교환기(240), 방향전환밸브(250)를 포함할 수 있다. According to the second embodiment of the present invention, the
압력조정기(215)는 기체냉매탱크(520)로부터 배출되는 고온 고압의 기체 냉매의 압력을 균일하게 조절하는 기능을 한다. 압력조정기(215)를 통과한 기체 냉매는 수소가스 압축기(220)에 제공되어 기체가스 저장탱크(100)로부터 제공된 수소가스를 고압으로 압축하는 데 사용된다. The
이때 고압의 냉매 가스는 방향전환밸브(250)를 통해 입출력 방향이 제어될 수 있다. In this case, the input/output direction of the high-pressure refrigerant gas may be controlled through the
수소가스 압축기(220)로부터 배출된 기체 냉매는 응축기(225)로 유입된다. 도 2를 보면, 수소가스 압축기(220)로부터 배출된 기체 냉매가 방향전환밸브(250)를 지나고 응축기(225)를 지나면서 저온 고압으로 액화된다. 그리고 팽창밸브(230)로 이동하여 감압된 후, 수소가스 압축기(220)의 냉각자켓(222)으로 도입된다. 또한, 냉각자켓(222)으로부터 배출된 냉매는 쿨링 열교환기(240)로 도입된다. The gaseous refrigerant discharged from the
압축열 제거부를 이루는 냉각자켓(222) 및 쿨링 열교환기(240)에서, 팽창밸브(230)에서 압력이 강하된 저온 저압의 액체 냉매는 기화되고, 기화되면서 발생하는 냉열을 수소가스 압축기(220) 및 수소가스 압축기(220)에서 압축된 고압 수소에 제공한다. 이를 통해 수소 압축열을 제거하고 고압 수소를 냉각시킨다. 냉각 자켓(222)은 수소가스 압축기(220)를 냉각시켜 수소가스 압축기(220) 내의 부품의 손상을 방지하고, 수소가스 압축기(220)에서 발생하는 압축열을 제거한다. 쿨링 열교환기(240)는 수소가스 압축기(220)와 압축수소 저장탱크(300)의 수소라인 사이에 설치되어 압축된 수소가스 내에 있는 압축열을 제거한다. In the
쿨링 열교환기(240)에 배출된 냉매는 저압의 기체 냉매 상태로 냉각 모듈부(500)의 액분리기(550)로 회수되어 다시 냉매 압축기(510)로 유입된다.The refrigerant discharged from the
냉각 모듈부(500)에서 수소 압축부(200)로 제공되는 냉매에 의해 형성되는 냉각 사이클을 살펴보면, 냉매는, 냉매 압축기(510), 응축기(225), 팽창밸브(230), 압축열 제거부인 냉각자켓(222) 및/또는 쿨링 열교환기(240)를 순환되면서 냉각 사이클을 형성한다. Looking at the cooling cycle formed by the refrigerant provided from the
냉각 모듈부(500)에서 수소 냉각기(400)로 제공되는 냉매에 의해 형성되는 냉각 사이클을 살펴보면, 냉매는, 냉매 압축기(510), 냉매 응축기(530), 수소냉각기용 팽창밸브(420) 및 수소 냉각기(400)를 순환하면서 냉각 사이클을 형성한다. Looking at the cooling cycle formed by the refrigerant provided from the
본 발명의 제2 실시예는, 제1 실시예와 동일하게, 수소 냉각기(400)를 향하는 액체 냉매와, 수소 냉각기(400)에서 배출되는 기체 냉매 사이의 열교환을 위한 보조 열교환기(410)를 더 구비할 수 있다. 이때 수소냉각기용 팽창밸브(420)는 보조 열교환기(410)와 수소 냉각기(400) 사이에서 액체 냉매의 이동 경로 상에 설치된다.In the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, a
본 발명의 실시예에 따른 수소 압축 냉각 시스템에 의하면, 냉각 모듈부(500)로부터 제공되는 고압 냉매를 수소가스 압축기(220)에서 수소가스를 압축하는 동력으로 사용한다. 따라서, 별도의 유압펌프나 가스부스터의 사용을 배제할 수 있어 제조 비용뿐만 아니라 동력 비용을 절감할 수 있다. According to the hydrogen compression cooling system according to the embodiment of the present invention, the high-pressure refrigerant provided from the
또한, 수소 압축를 위한 압력원과 수소 냉각을 위한 냉각원을 냉각 모듈부(500)로부터 제공되는 냉매로 단일화함으로써, 효율적인 동력 성능의 발휘가 가능하다. 또한, 제조 비용은 물론, 종래의 펌프의 오일 교환 등의 유지비용 절감을 도모할 수 있다.In addition, by unifying the pressure source for hydrogen compression and the cooling source for hydrogen cooling with the refrigerant provided from the
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 냉각 모듈부(500)의 냉매로서 이산화탄소와 같은 불연성 냉매를 사용할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a non-flammable refrigerant such as carbon dioxide may be used as the refrigerant of the
수소는 그 특성상 가연성을 가지고 있으므로 안전상 특별한 조치가 필요하다. 특히, 수소가스 압축기에서 수소가 초고압으로 압축하는 과정에서 많은 압축열이 발생할 수 있다. 그런데, 본 발명의 실시예에 따라 수소가스 압축기(220)가 냉각 모듈부(500)의 냉매를 사용하여 수소가스를 압축하고, 이때 냉매가 이산화탄소인 경우, 기기 파손시 냉매인 이산화탄소가 누설되어 소화 가스로서 기능하므로 화재 위험에서 벗어날 수 있게 된다. Because hydrogen is flammable due to its nature, special measures are required for safety. In particular, a lot of compression heat may be generated in the process of compressing hydrogen at an ultra-high pressure in a hydrogen gas compressor. By the way, according to an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 냉각 모듈부(500)로부터 불연성의 냉매 가스를 소화용 가스로 배출할 수 있는 소화용 가스라인을 추가로 형성할 수 있다. 즉, 기체냉매탱크(520)에 소화용 가스라인을 설치하여, 긴급시에 소방가스로 사용할 수 있게 할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a fire extinguishing gas line capable of discharging a non-flammable refrigerant gas from the
상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it is possible to easily transform it into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 기체수소 저장탱크 200 : 수소 압축부
220: 수소가스 압축기 222: 냉각 자켓
240: 쿨링 열교환기 300 : 압축수소 저장탱크
400 : 수소 냉각기 500 : 냉각 모듈부
510; 냉매 압축기 530: 냉매 응축기100: gaseous hydrogen storage tank 200: hydrogen compression unit
220: hydrogen gas compressor 222: cooling jacket
240: cooling heat exchanger 300: compressed hydrogen storage tank
400: hydrogen cooler 500: cooling module unit
510; Refrigerant compressor 530: refrigerant condenser
Claims (10)
상기 수소가스 압축기에서 압축된 압축수소를 저장하는 압축수소 저장탱크;
냉각원으로 제공된 냉매의 증발시 일어나는 열전달을 이용하여 상기 압축수소 저장탱크에서 디스펜서로 공급되는 수소를 냉각하는 수소 냉각기; 및
상기 수소가스 압축기에 수소가스의 압축 원으로 압축 냉매를 제공하고, 상기 수소 냉각기에 냉각원으로 냉매를 제공하는 냉각 모듈부;를 포함하며,
상기 냉각 모듈부는,
기체 냉매를 고압으로 압축하는 냉매 압축기; 및
상기 냉매 압축기에서 압축된 고압의 기체 냉매를 고압의 액체 냉매로 액화시키는 냉매 응축기를 포함하고,
상기 냉각 모듈부에서 상기 수소가스 압축기로 공급되는 압축 냉매는 상기 냉매 응축기에서 액화된 고압의 액체 냉매 및 상기 냉매 압축기에서 압축된 고압의 기체 냉매 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
A hydrogen compression unit including a hydrogen gas compressor for compressing gaseous hydrogen supplied from the gaseous hydrogen storage tank to a set pressure using a compressed refrigerant;
A compressed hydrogen storage tank for storing compressed hydrogen compressed by the hydrogen gas compressor;
A hydrogen cooler for cooling hydrogen supplied from the compressed hydrogen storage tank to a dispenser by using heat transfer occurring when the refrigerant provided as a cooling source evaporates; And
Includes; a cooling module unit for providing a compressed refrigerant as a compression source of hydrogen gas to the hydrogen gas compressor and providing a refrigerant as a cooling source to the hydrogen cooler,
The cooling module part,
A refrigerant compressor for compressing gaseous refrigerant at high pressure; And
A refrigerant condenser for liquefying the high-pressure gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor into a high-pressure liquid refrigerant,
The compressed refrigerant supplied from the cooling module unit to the hydrogen gas compressor is one of a high-pressure liquid refrigerant liquefied in the refrigerant condenser and a high-pressure gas refrigerant compressed in the refrigerant compressor.
상기 냉매 응축기에서 응축된 액체 냉매를 저장하는 액체냉매탱크; 및
상기 냉매압축기로 냉매가 제공되는 경로 상에 설치되어 기체 냉매가 상기 냉매 압축기로 제공될 수 있게 하는 액분리기를 포함하고,
상기 액체냉매탱크는, 상기 수소가스 압축기와 냉매 관로로 연결되어 상기 수소가스 압축기에 수소가스 압축을 위한 고압 액체 냉매를 제공하고, 그리고 상기 수소 냉각기와 연결되어 냉각원으로 사용될 고압 액체 냉매를 제공하며,
상기 액체냉매탱크로부터 상기 수소 냉각기로 냉매가 이송되는 경로에는 수소냉각기용 팽창밸브가 구비되며,
상기 수소가스 압축기 및 상기 수소 냉각기로 제공된 냉매는 상기 액분리기로 회수되는 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
The method of claim 1,
A liquid refrigerant tank for storing the liquid refrigerant condensed in the refrigerant condenser; And
And a liquid separator installed on a path through which a refrigerant is provided to the refrigerant compressor so that a gaseous refrigerant can be supplied to the refrigerant compressor,
The liquid refrigerant tank is connected to the hydrogen gas compressor through a refrigerant pipe to provide a high-pressure liquid refrigerant for compressing hydrogen gas to the hydrogen gas compressor, and is connected to the hydrogen cooler to provide a high-pressure liquid refrigerant to be used as a cooling source. ,
An expansion valve for a hydrogen cooler is provided in a path through which the refrigerant is transferred from the liquid refrigerant tank to the hydrogen cooler,
The hydrogen compression cooling system, characterized in that the refrigerant provided to the hydrogen gas compressor and the hydrogen cooler is recovered to the liquid separator.
상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에서 수소가스의 압축에 제공되고 배출된 액체 냉매가 도입되는 팽창밸브를 포함하고,
상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에 형성되는 냉각자켓 및 상기 수소가스 압축기에서 압축되어 배출된 수소가 상기 압축수소 저장탱크로 이송되는 경로상에 설치되는 쿨링 열교환기 중 적어도 하나를 포함하는 압축열 제거부를 포함하고,
상기 팽창밸브에서 감압된 냉매는 상기 압축열 제거부에서 열교환을 수행하고 기체 상태로 상기 액분리기로 회수되는 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
The method of claim 3,
The hydrogen compression unit includes an expansion valve provided for compression of hydrogen gas in the hydrogen gas compressor and into which the discharged liquid refrigerant is introduced,
The hydrogen compression unit removes compressed heat including at least one of a cooling jacket formed in the hydrogen gas compressor and a cooling heat exchanger installed on a path through which hydrogen compressed and discharged from the hydrogen gas compressor is transferred to the compressed hydrogen storage tank Includes wealth,
A hydrogen compression cooling system, characterized in that the refrigerant depressurized by the expansion valve performs heat exchange in the compression heat removal unit and is recovered in a gaseous state to the liquid separator.
상기 냉매압축기와 상기 냉매응축기를 연결하는 냉매관로 상에 배치되어 상기 냉매압축기에서 압축된 기체 냉매를 수용하는 기체냉매탱크를 포함하고,
상기 액체냉매탱크에서 상기 수소가스 압축기로 고압 액체 냉매가 제공되는 냉매 관로에는 상기 기체냉매탱크로부터 제공된 고압 기체 냉매를 이용하여 상기 수소가스 압축기로 이송되는 액체 냉매를 가압하는 보조 승압기가 구비된 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
The method of claim 3,
And a gas refrigerant tank disposed on a refrigerant pipe connecting the refrigerant compressor and the refrigerant condenser to receive the gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor,
A refrigerant pipe through which high-pressure liquid refrigerant is supplied from the liquid refrigerant tank to the hydrogen gas compressor is provided with an auxiliary booster for pressurizing the liquid refrigerant transferred to the hydrogen gas compressor using the high-pressure gas refrigerant provided from the gas refrigerant tank. Hydrogen compression cooling system.
상기 냉매 압축기와 상기 냉매 응축기를 연결하는 냉매관로 상에 배치되어 상기 냉매압축기에서 압축된 기체 냉매를 수용하는 기체냉매탱크;
상기 냉매 압축기로 냉매가 제공되는 경로 상에 설치되어 기체 냉매가 상기 냉매압축기로 제공될 수 있게 하는 액분리기를 포함하고,
상기 기체냉매탱크는 상기 수소가스 압축기와 냉매 관로로 연결되어 상기 수소가스 압축기에 수소가스 압축을 위한 고압 기체 냉매를 제공하며
상기 냉매 응축기에서 액화된 액체 냉매가 냉각원으로서 상기 수소 냉각기를 향하여 이송되되, 상기 수소 냉각기로 냉매가 이송되는 냉매관로에는 수소냉각기용 팽창밸브가 구비되며,
상기 수소가스 압축기 및 상기 수소 냉각기로 제공된 냉매는 상기 액분리기로 회수되는 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
The method of claim 1,
A gas refrigerant tank disposed on a refrigerant pipe connecting the refrigerant compressor and the refrigerant condenser to receive the gas refrigerant compressed by the refrigerant compressor;
And a liquid separator installed on a path through which a refrigerant is provided to the refrigerant compressor so that a gaseous refrigerant can be provided to the refrigerant compressor,
The gas refrigerant tank is connected to the hydrogen gas compressor through a refrigerant pipe to provide a high-pressure gas refrigerant for compressing hydrogen gas to the hydrogen gas compressor,
The liquid refrigerant liquefied in the refrigerant condenser is transferred to the hydrogen cooler as a cooling source, and an expansion valve for a hydrogen cooler is provided in a refrigerant pipe through which the refrigerant is transferred to the hydrogen cooler,
The hydrogen compression cooling system, characterized in that the refrigerant provided to the hydrogen gas compressor and the hydrogen cooler is recovered to the liquid separator.
상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에서 수소가스의 압축에 제공한 후 배출된 기체 냉매가 도입되는 응축기와, 상기 응축기에서 액화된 냉매가 도입되는 팽창밸브를 포함하고,
상기 수소 압축부는 상기 수소가스 압축기에 형성되는 냉각자켓 및 상기 수소가스 압축기에서 압축되어 배출된 수소가 상기 압축수소 저장탱크로 이송되는 경로상에 설치되는 쿨링 열교환기 중 적어도 하나를 포함하는 압축열 제거부를 포함하고,
상기 팽창밸브에서 감압된 냉매는 상기 압축열 제거부에서 열교환을 수행하고 기체 상태로 상기 액분리기로 회수되는 것을 특징으로 하는, 수소 압축 냉각 시스템.
The method of claim 6,
The hydrogen compression unit includes a condenser into which the gaseous refrigerant discharged after the hydrogen gas is compressed by the hydrogen gas compressor is introduced, and an expansion valve into which the refrigerant liquefied in the condenser is introduced,
The hydrogen compression unit removes compressed heat including at least one of a cooling jacket formed in the hydrogen gas compressor and a cooling heat exchanger installed on a path through which hydrogen compressed and discharged from the hydrogen gas compressor is transferred to the compressed hydrogen storage tank Includes wealth,
A hydrogen compression cooling system, characterized in that the refrigerant depressurized by the expansion valve performs heat exchange in the compression heat removal unit and is recovered in a gaseous state to the liquid separator.
상기 냉매 응축기의 출구측 냉매관로에는 상기 냉매 응축기에서 액화된 냉매를 수용하는 액체냉매탱크가 구비되고,
상기 액체냉매탱크에서 상기 수소냉각기용 팽창밸브로 냉매가 제공되는 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
The method of claim 6,
A liquid refrigerant tank accommodating the refrigerant liquefied in the refrigerant condenser is provided in the refrigerant pipe at the outlet side of the refrigerant condenser,
Hydrogen compression cooling system, characterized in that the refrigerant is provided from the liquid refrigerant tank to the expansion valve for the hydrogen cooler.
상기 수소 냉각기로 도입되는 냉매와 상기 수소 냉각기로부터 배출되는 냉매 사이의 열교환을 위한 보조열교환기가 더 구비되며,
상기 수소냉각기용 팽창밸브는 상기 보조 열교환기와 상기 수소냉각기 사이에서 상기 수소냉각기로 냉매가 도입되는 냉매관로에 설치되는 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.
The method according to claim 3 or 6,
An auxiliary heat exchanger for heat exchange between the refrigerant introduced into the hydrogen cooler and the refrigerant discharged from the hydrogen cooler is further provided,
The hydrogen compression cooling system, characterized in that the expansion valve for the hydrogen cooler is installed in a refrigerant line between the auxiliary heat exchanger and the hydrogen cooler into which refrigerant is introduced into the hydrogen cooler.
상기 수소 압축부는,
상기 수소가스 압축기의 일측 유입포트에 선택적으로 유입되거나 타측 배출포트에서 선택적으로 배출되는 냉매의 흐름 방향을 전환되도록 하는 방향전환밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 압축 냉각 시스템.The method according to claim 4 or 7,
The hydrogen compression unit,
A hydrogen compression cooling system, characterized in that the hydrogen compression cooling system further comprises a direction switching valve for switching the flow direction of the refrigerant selectively introduced into one inlet port of the hydrogen gas compressor or selectively discharged from the other outlet port.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200000734A KR102248672B1 (en) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | System for compressing and cooling hydrogen having a high efficiency |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200000734A KR102248672B1 (en) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | System for compressing and cooling hydrogen having a high efficiency |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102248672B1 true KR102248672B1 (en) | 2021-05-06 |
Family
ID=75916199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200000734A KR102248672B1 (en) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | System for compressing and cooling hydrogen having a high efficiency |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102248672B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5839546B2 (en) * | 1976-09-02 | 1983-08-30 | ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト | Membrane unit for detoxifying blood |
KR20120011681A (en) | 2010-07-29 | 2012-02-08 | 지에스칼텍스 주식회사 | Hydrogen station |
JP2016133142A (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 大陽日酸株式会社 | Hydrogen station |
KR20190016565A (en) * | 2016-07-14 | 2019-02-18 | 가부시키가이샤 히타치 플랜트메카닉스 | High-pressure hydrogen expansion turbine charging system |
-
2020
- 2020-01-03 KR KR1020200000734A patent/KR102248672B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5839546B2 (en) * | 1976-09-02 | 1983-08-30 | ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト | Membrane unit for detoxifying blood |
KR20120011681A (en) | 2010-07-29 | 2012-02-08 | 지에스칼텍스 주식회사 | Hydrogen station |
JP2016133142A (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 大陽日酸株式会社 | Hydrogen station |
KR20190016565A (en) * | 2016-07-14 | 2019-02-18 | 가부시키가이샤 히타치 플랜트메카닉스 | High-pressure hydrogen expansion turbine charging system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102196751B1 (en) | System for Liquid Air Energy Storage using Liquefied Gas Fuel | |
EP4204732B1 (en) | Compressed natural gas (cng) power system with co2 emissions capture and storage | |
EP2753861B1 (en) | Method and apparatus for power storage | |
CN110182104B (en) | Fuel cell automobile auxiliary energy supply system | |
KR102061294B1 (en) | Liquefied Air Energy Storage System and Method | |
CN112325497A (en) | Liquefied carbon dioxide energy storage system and application thereof | |
CN108266229B (en) | Adiabatic constant voltage compressed air energy storage system based on volatile fluid | |
KR102142006B1 (en) | Gas and liquid hydrogen composite charge system | |
CN104169542A (en) | Electricity generation device and method | |
KR20160060207A (en) | Energy Storage System and Method by Liquefied Carbon Dioxide | |
US10316825B2 (en) | Non-air compressed gas-based energy storage and recovery system and method | |
WO2018012320A1 (en) | Expansion turbine filling system for high-pressure hydrogen | |
US11773754B2 (en) | Cryogenic energy system for cooling and powering an indoor environment | |
KR20210122393A (en) | Hydrogen liquefaction system | |
CN112177882A (en) | Liquid compressed air energy storage system and method coupled with LNG system | |
CN105927303A (en) | Storage tank pressurization type copious cooling liquid air energy storage system | |
CN214249132U (en) | Buried liquid hydrogen storage type hydrogenation device | |
KR102248672B1 (en) | System for compressing and cooling hydrogen having a high efficiency | |
JP2005090636A (en) | Transportation system for liquefied hydrogen | |
KR102087886B1 (en) | Test bed for high pressure compressor | |
JP6231245B1 (en) | High-pressure hydrogen expansion turbine filling system | |
CA3225007A1 (en) | System and method with boil-off management for liquefied gas storage | |
KR102310951B1 (en) | Gas supply system and gas filling device using the same | |
CN101749206B (en) | Low-temperature liquefied energy recovery power supply system | |
CN110925040A (en) | Metal hydride working system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |