KR20210023464A - 수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법 - Google Patents

수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고압의 수소 충전을 위해 수소를 냉각하기 위한 수소 충전용 냉각 장치 및 수소 자동차 충전 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 시동시간을 최소화하고 운전비용 및 설치비용을 절감할 수 있으며, 열교환기의 체적을 줄일 수 있는 수소 충전용 냉각 장치 및 수소 자동차 충전 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치는 수소 탱크로부터 입력받은 수소를 냉각시킨 후 냉각된 수소를 디스펜서로 출력하는 열교환 유니트; 상기 열교환 유니트에 주입되는 냉매를 냉각하는 냉동 유니트; 및 상기 열교환 유니트를 내부에 수용하는 축열조를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 자동차 충전 방법은 상기 냉동 유니트를 가동하여 상기 열교환 유니트를 -40 내지 0 ℃ 로 예냉하는 예냉 단계; 상기 수소 탱크의 수소를 상기 열교환 유니트에서 순환시켜 수소를 냉각하는 수소 냉각 단계; 냉각된 수소를 상기 디스펜서로 출력하여 수소 자동차에 수소를 충전하는 수소 충전 단계; 및 상기 열교환 유니트를 -40 내지 0 ℃ 로 유지하는 저온 유지 단계를 포함할 수 있다.

Description

수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법{COOLING APPARATUS FOR CHARGING HYDROGEN AND METHOD FOR CHARGING HYDROGEN VEHICLE USING SAME}
본 발명은 고압의 수소 충전을 위해 수소를 냉각하기 위한 수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 정상상태 운전을 위한 시동시간을 최소화하고 운전비용 및 설치비용을 절감할 수 있으며, 열교환기의 체적을 줄일 수 있는 수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법에 관한 것이다.
수소 충전소는 고압의 수소를 차량에 주입하기 위해 수소 탱크, 압축기, 디스펜서 등으로 구성되어 있다. 고압으로 압축된 수소를 차량에 신속하게 주입하기 위해서는 수소를 냉각하는 과정이 필요하고, 따라서, 수소 냉각 장비가 마련되어야 한다. 수소 냉각 장비는 냉매를 압축-팽창하는 폐시스템으로 구성될 수 있다.
도 1은 종래의 수소 냉각 시스템을 나타내는 계통도이다. 기존의 수소 냉각 시스템은 냉동시스템에서 생성된 저온열원을 별도의 브라인(brine)을 통해 열교환하고, 브라인을 순환시켜 수소를 냉각시키는 방식으로 간접냉각방식이라 한다. 이러한 방식은 냉동시스템을 운전하기 위한 압축기 동력과 브라인을 순환시키기 위한 펌프 동력의 소모가 발생한다.
또한, 수소를 냉각시키는 수소 냉각기에 저온 열원이 공급되면 일반적으로 정상상태 운전을 위한 시동시간이 필요한데, 수소충전소의 차량 충전 시간이 5분 내외인 점을 감안하면 수소 냉각기의 몸체를 저온으로 유지시키는 것이 필요하다.
또한, 일반적으로 수소 냉각기 또는 연결 배관에서 수소가 소량 누출되더라도 개방형 설치공간의 특성상 검출이 어려울 수 있다. 한국공개특허 제10-2016-0025589호에는 "수소 가스의 냉각 방법 및 수소 가스의 냉각 시스템"에 대한 기술이 개시되고 있다.
한국공개특허 제10-2016-0025589호
본 발명은 고압의 수소 충전을 위해 수소를 냉각하기 위한 수소 충전용 냉각 장치 및 수소 자동차 충전 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 정상상태 운전을 위한 시동시간을 최소화하고 운전비용 및 설치비용을 절감할 수 있으며, 열교환기의 체적을 줄일 수 있는 수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치는 수소 탱크로부터 입력받은 수소를 냉각시킨 후 냉각된 수소를 디스펜서로 출력하는 열교환 유니트; 상기 열교환 유니트에 주입되는 냉매를 냉각하는 냉동 유니트; 및 상기 열교환 유니트를 내부에 수용하는 축열조를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치의 상기 열교환 유니트에는 냉매 순환회로가 마련되며, 상기 냉동 유니트에서 냉각된 냉매가 상기 냉매 순환회로에 주입되는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치의 상기 열교환 유니트는 PCHE 타입 열교환기일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치에서 상기 축열조는 축냉오일로 채워지고, 상기 열교환 유니트는 상기 축냉오일에 잠기도록 배치되며, 상기 축열조에는 상기 축냉오일과 접촉하며 냉매가 흐르는 열교환 파이프가 마련되고, 상기 열교환 파이프와 상기 냉매 순환회로는 병렬로 연결되며, 상기 열교환 파이프 및 상기 냉매 순환회로의 입력단과 상기 냉동 유니트의 출력단은 3방 밸브로 연결되는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치의 상기 열교환 파이프는 상기 열교환 유니트의 외면을 따라 권선되는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치의 상기 축냉오일은 액체상태로 상기 축열조에 채워지며, 상기 수소 또는 상기 냉매는 기체 상태로 상기 열교환 유니트를 통과하고, 상기 축열조의 내부에는 상기 수소 또는 상기 냉매의 누출을 검지하는 가스 검출부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치의 상기 냉동 유니트는, 상기 열교환 유니트로 회수받은 기체상태의 냉매를 압축하여 고압의 기체로 만드는 압축기와, 상기 압축기에서 출력된 냉매를 액화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 출력된 냉매를 기화시키는 팽창밸브와, 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 필터부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치에 따른 수소 충전용 냉각 장치를 이용하는 수소 자동차 충전 방법은 상기 냉동 유니트를 가동하여 상기 열교환 유니트를 -40 내지 0 ℃ 로 예냉하는 예냉 단계; 상기 수소 탱크의 수소를 상기 열교환 유니트에서 순환시켜 수소를 냉각하는 수소 냉각 단계; 냉각된 수소를 상기 디스펜서로 출력하여 수소 자동차에 수소를 충전하는 수소 충전 단계; 및 상기 열교환 유니트를 -40 내지 0 ℃ 로 유지하는 저온 유지 단계를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치는 직접 냉각 방식으로 냉동 유니트의 냉매를 직접 수소를 냉각하는 열교환 유니트에 주입하여 동력소모를 최소화하고, 별도의 브라인 순환시스템을 설치할 필요가 없어, 운전비용과 설치비용이 절감될 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치는 냉매로 직접 열교환을 하는 잠열을 통한 열교환으로 열교환 효율이 우수할 수 있다. 따라서, 열교환기에 주입되는 저온측 유량이 감소할 수 있고, 열교환 유니트의 전체 체적을 줄일 수 있다.
본 발명의 수소 충전용 냉각 장치는 열교환 유니트가 시동되는 시간을 감축하여 신속하게 수소를 차량에 충전할 수 있다.
본 발명이 수소 충전용 냉각 장치는 열교환 유니트의 내부 가스가 누출되더라도, 누출 가스 검출을 쉽게 할 수 있고, 누출 가스가 외부로 방출되는 것을 차단 할 수 있다.
도 1은 종래의 냉각 시스템을 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명의 수소 충전용 냉각 시스템을 나타내는 계통도이다.
도 3은 열교환 파이프를 나타내는 사시도이다.
도 4는 축열조 및 열교환 유니트를 나타내는 사진이다.
도 5은 본 발명의 수소 자동차 충전 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 2는 본 발명의 수소 충전용 냉각 시스템을 나타내는 계통도이다. 도 3은 열교환 파이프를 나타내는 사시도이다. 도 4는 축열조 및 열교환 유니트를 나타내는 사진이다. 도 5은 본 발명의 수소 자동차 충전 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 수소 충전용 냉각 장치 및 이를 이용한 수소 자동차 충전 방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수소 충전용 냉각 장치는 수소 탱크로부터 입력받은 수소를 냉각시킨 후 냉각된 수소를 디스펜서로 출력하는 열교환 유니트(100)와, 열교환 유니트(100)에 주입되는 냉매를 냉각하는 냉동 유니트(300)와, 열교환 유니트(100)를 내부에 수용하는 축열조(300)를 포함할 수 있다.
수소 탱크는 고압의 가스를 저장할 수 있는 탱크로, 200 내지 900 bar의 압력의 기체를 저장할 수 있는 탱크일 수 있다. 수소 탱크는 내부식성, 방폭성능을 가진 소재로 제작될 수 있으며, 금속, 플라스틱 등으로 제작될 수 있다.
수소 탱크에서 출력되는 수소의 온도는 -20 내지 30℃이며, 압력은 최대 850 bar 이상일 수 있다. 이러한 상태로 출력되는 수소를 차량에 충전하기 위해서, 수소의 온도를 -40 내지 -33℃ 로 만들 필요가 있다.
따라서, 수소 탱크에서 출력된 수소는 열교환 유니트(100)를 통과하면서 -40 내지 -33℃ 로 냉각된 다음, 차량에 충전될 수 있다. 냉매는 -43℃ 이하에서 끓는점이 존재하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 냉매는 증발잠열이 비교적 크고, 온난화계수가 낮은 R507일 수 있다. 하기 표 1은 R507 냉매의 특성을 나타내는 것이다.
PHYSICAL PROPERTIES UNIT R507
Molecular weight (g/mol) 98.9
Boiling point(at 1.013 bar) (℃) -46.7
Critical temperature (℃) 70.9
Critical pressure (Bar abs) 37.9
Critical density (kg/m3) 500
Liquid density(25℃) (kg/m3) 1,050
Liquid density(-25℃) (kg/m3) 1,248
Saturated vapor density(at 1.013 bar) (kg/m3) 5.5
Sliding boiling temperature(at 1.013 bar) (K) 0
Vapor pressure (25℃) (Bar abs) 12.74
Vapor pressure (-25℃) (Bar abs) 2.58
Latent heat of vaporization at boiling point (KJ/kg) 200
Specific heat of liquid at(25℃) (KJ/kg·K) 1.65
Specific heat of vapor at(25℃)(1.013 bar) (KJ/kg·K) 0.87
Thermal conductivity of liquid (25℃) (W/mK) 0.063
Thermal conductivity of steam (1.013 bar) (W/mK) 0.0141
Solubility in water (25℃) (ppm) Negligible
Toxicity (AEL) (ppm) 1000
ODP 0
GWP 3985
열교환 유니트(100)는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger) 타입 열교환기일 수 있다. 구체적으로 열교환 유니트(100)는 화학적 에칭을 통해 가공된 복수의 열교환판이 적층된 것일 수 있다. 열교환판에는 화학적 에칭을 통해 수소 또는 냉매가 흐를 수 있는 유로가 인쇄될 수 있다. 열교환판은 수소가 흐르는 수소 유로가 형성된 제1 열교환판과, 냉매가 흐르는 냉매 순환회로가 형성된 제2 열교환판을 포함할 수 있다. 제1 열교환판 및 제2 열교환판은 복수로 마련되며, 제1 열교환판과 제2 열교환판은 교차로 적층될 수 있다. 복수의 열교환판은 디퓨전 본딩(Diffusion bonding) 작업을 통해서 접착될 수 있다. 수소 유로와 냉매 순환회로는 서로 독립적인 유로로, 수소와 냉매가 혼합되지 않도록 열교환 유니트(100)는 외부 배관과 연결될 수 있다. 열교환판은 1 내지 2 mm의 두께일 수 있으며, 수소 유로 및 냉매 유로는 직경이 0.8 내지 1.2mm인 반원을 단면적으로 하는 홈으로 열교환판에 인쇄될 수 있다.
PCHE 타입 열교환기는 기존의 다관식 열교환기, 이중관식 열교환기, 코일식 열교환기, 판형 열교환기 등과 비교하여, 고압 기체의 열교환을 안정적으로 할 수 있으며, 더 작은 크기로 효율적인 열교환이 가능하기 때문에, 본 발명의 수소 충전용 냉각 장치와 같이 축열조(200) 내부에 열교환 유니트(100)를 설치하는 구조에 유리할 수 있다.
열교환 유니트(100)는 축열조(200) 내부에 수용될 수 있다. 차량에 수소를 충전할 시, 수소 충전 장치의 신속 시동을 위해 열교환 유니트(100)의 정상상태 유지가 필요하고, 이를 위해 저온의 열을 보관할 수 있는 축열조(200)에 열교환 유니트(100)를 삽입하여 설치할 수 있다. 이에 따라, 열교환 유니트(100)의 몸체를 저온으로 유지함으로서 신속시동이 가능할 수 있다.
축열조(200)는 축냉오일로 채워질 수 있다. 축냉오일은 축열조(200) 내부에 액체 상태로 저장될 수 있다. 축냉오일은 축열조(200) 내부에서 -40 내지 0 ℃ 로 유지될 수 있으며, 따라서, 축냉오일은 -40 내지 0 ℃ 의 온도 범위에서 액체 상태를 유지하는 물질일 수 있다. 축냉오일은 일정 수치 범위 내의 점도를 가짐으로써, 축냉오일의 열순환을 방지하여 단열 효과를 높일 수 있고, 더불어 외부의 충격으로부터 충격완화의 효과를 기대할 수 있다.
열교환 유니트(100)의 외면에는 축냉오일과 열교환을 용이하게 할 수 있도록 방열핀이 마련될 수 있다. 방열핀은 열교환 유니트(100)의 외면에 도출되는 돌기 형상으로 마련될 수 있다.
열교환 유니트(100)는 축냉오일에 잠기도록 배치될 수 있다. 축냉오일은 냉동 유니트(300)로 부터 흘러온 냉매의 냉기를 저장하여 열교환 유니트(100)가 저온 상태, 즉 약 -40 내지 0 ℃로 유지될 수 있도록 할 수 있다.
축열조(200) 내부에는 축냉오일과 접촉하며 냉매가 흐르는 열교환 파이프(210)가 마련될 수 있다. 열교환 파이프(210)는 열전도율이 높은 구리와 같은 금속으로 제작되어, 열교환 파이프(210)를 흐르는 냉매와 열교환 파이프(210)를 둘러싸는 축냉오일은 서로 쉽게 열교환을 할 수 있다.
열교환 파이프(210)는 열교환 면적을 늘리기 위해서 열교환 파이프(210)는 절곡부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 열교환 파이프(210)는 열교환 유니트(100)의 외면을 따라 권선될 수 있다. 더 구체적으로, 열교환 파이프(210)는 열교환 유니트(100)를 중심으로 권선될 수 있다. 열교환 파이프(210)는 열교환 유니트(100)와 접촉할 수도 있고, 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같은 구조로, 열교환 파이프(210)를 흐르는 냉매는 열교환 유니트(100) 부근의 축냉오일을 먼저 냉각시킬 수 있다.
열교환 파이프(210)와 냉매 순환회로는 병렬로 연결되며, 열교환 파이프(210) 및 냉매 순환회로의 입력단과 냉동 유니트(300)의 출력단은 3방 밸브(3-way valve)(350)로 연결될 수 있다. 자동차가 충전소로 진입하기 전에는 3방 밸브(350)가 냉동 유니트(300)와 열교환 파이프(210)가 연결되도록 하여, 축냉오일을 냉각시키고, 자동차가 충전소로 진입할 때는, 3방 밸브(350)가 냉동 유니트(300)와 냉매 순환회로가 연결되도록 하여, 냉매가 열교환 유니트(100)를 통과하는 수소를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 3방 밸브(350)는 충전 대상이 되는 차량의 진입여부에 대한 정보를 근거로 제어될 수 있다.
수소 또는 냉매는 기체 상태로 열교환 유니트(100) 통과할 수 있다. 축냉오일은 액체 상태이기 때문에 열교환 유니트(100)에서 수소 또는 냉매가 누출될 경우 기포가 발생하여 육안으로 누출 여부를 감지할 수 있다.
축열조(200)의 내부에는 수소 또는 냉매의 누출을 검지하는 가스 검출부를 포함할 수 있다. 가스 검출부는 가스 센서로 가스의 종류, 농도 등을 측정할 수 있는 센서일 수 있다.
축열조(200) 내부에서 수소, 냉매, 축냉오일은 서로 독립적인 공간에서 흐르거나 저장되어 있으며, 서로 혼합되지 않을 수 있다.
수소는 수소 탱크로부터 공급되어 열교환 유니트(100)를 거쳐 디스펜서로 주입되어 차량에 충전될 수 있다.
냉매는 열교환 유니트(100) 및 냉동 유니트(300)를 순환하며, 열교환 유니트(100)를 지나는 수소의 열 및 축열조(200)를 채우는 축냉오일의 열을 흡수할 수 있다.
축냉오일은 열교환 유니트(100)를 감싼 상태로 축열조(200)에 저장되며, 열교환 유니트(100)를 일정 온도 이하로 유지시키고, 열교환 유니트(100)를 외부로부터 보호할 수 있다.
축열조(200) 내부에는 축냉오일을 순환시키는 혼합부가 마련될 수 있다. 혼합부는 믹서 장치로 축열조(200) 내부에서 축냉오일의 유동을 제어하는 장치일 수 있다.
냉동 유니트(300)는 열교환 유니트(100)로 회수받은 기체상태의 냉매를 압축하여 고압의 기체로 만드는 압축기(310)와, 압축기(310)에서 출력된 냉매를 액화시키는 응축기(320)와, 응축기(320)에서 출력된 냉매를 기화시키는 팽창밸브(330)를 포함할 수 있다. 냉동 유니트(300)는 압축기(310)-응축기(320)를 거쳐 저온 열원으로 처리된 냉매를 직접 열교환 유니트(100)에 공급하는 것일 수 있다.
압축기(310)는 저온/저압의 기체 냉매를 고온/고압의 기체 냉매로 바꾸어 응축기(320)로 출력할 수 있다.
응축기(320)는 고온/고압의 기체 냉매를 고압의 액상의 냉매로 상변화시켜 출력할 수 있다.
팽창밸브(330)는 냉매를 팽창시켜 저온/저압 냉매로 출력할 수 있다.
PCHE 타입의 열교환기는 유로의 직경이 작아 열전달 효과가 높은 장점이 있지만, 유체에 포함된 불순물로 인해 막힘 현상이 발생할 수 있다. 냉동 유니트(300)는 압축기(310)와 응축기(320) 사이에 필터부(340)가 더 마련될 수 있다. 필터부(340)는 냉매가 열교환 유니트(100) 및 냉동 유니트(300)를 순환하면서 발생하는 이물질, 슬러지, 응고된 냉매 등을 걸러낼 수 있다. 필터부(340)는 압축기(310)의 출력단에 마련되어 이물질 중에 하나인 압축기 오일(compressor oil)이 냉매에 섞이는 것을 제한할 수 있다.
이하, 본 발명의 수소 충전용 냉각 장치를 이용하는 수소 자동차 충전 방법을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수소 자동차 충전 방법은 냉동 유니트(300)를 가동하여 상기 열교환 유니트(100)를 -40 내지 0 ℃로 예냉하는 예냉 단계(S10), 상기 수소 탱크의 수소를 상기 열교환 유니트(100)에서 순환시켜 수소를 냉각하는 수소 냉각 단계(S20), 냉각된 수소를 상기 디스펜서로 출력하여 수소 자동차에 수소를 충전하는 수소 충전 단계(S30) 및 상기 열교환 유니트(100)를 -40 내지 0 ℃ 이하로 유지하는 저온 유지 단계(S40)를 포함할 수 있다.
예냉 단계(S10)에서, 냉동 유니트(300)는 축열조(200)에 저장된 축냉오일의 열용량, 축냉오일의 양, 열교환 유니트(100) 자체의 열용량을 고려한 양의 열을 흡수할 수 있도록 냉매를 순환시킬 수 있다.
냉각 단계(S20)에서, 냉동 유니트(300)는 충전되는 수소의 양을 고려한 양의 열을 흡수할 수 있도록 냉매를 순환시킬 수 있다.
저온 유지 단계(S40)에서, 냉동 유니트(300)는 축열조(200)의 단열 성능을 고려하여 냉매를 순환시킬 수 있다.
차량 특성상 수소 충전 차량의 수소 충전은 빈번하게 수행되는데, 충전시 마다 매번 열교환기를 냉각시키는 것은 열교환기 몸체 냉각을 위한 에너지 소모도 크지만 열교환기의 노후화를 가속시킬 수 있다. 본 발명의 수소 충전용 냉각 장치 및 수소 자동차 충전 방법은 한번 열교환 유니트(100)를 냉각한 후 온도 변화없이 유지되기 때문에, 열교환 유니트(100)의 수명을 극대화 시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100...열교환 유니트 200...축열조
210...열교환 파이프 300...냉동 유니트
310...압축기 320...응축기
330...팽창밸브 340...필터부
350...3방 밸브

Claims (8)

  1. 수소 탱크로부터 입력받은 수소를 냉각시킨 후 냉각된 수소를 디스펜서로 출력하는 열교환 유니트;
    상기 열교환 유니트에 주입되는 냉매를 냉각하는 냉동 유니트; 및
    상기 열교환 유니트를 내부에 수용하는 축열조를 포함하는 것인 수소 충전용 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환 유니트에는 냉매 순환회로가 마련되며, 상기 냉동 유니트에서 냉각된 냉매가 상기 냉매 순환회로에 주입되는 것인 수소 충전용 냉각 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열교환 유니트는 PCHE 타입 열교환기인 수소 충전용 냉각 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 축열조는 축냉오일로 채워지고,
    상기 열교환 유니트는 상기 축냉오일에 잠기도록 배치되며,
    상기 축열조에는 상기 축냉오일과 접촉하며 냉매가 흐르는 열교환 파이프가 마련되고,
    상기 열교환 파이프와 상기 냉매 순환회로는 병렬로 연결되며,
    상기 열교환 파이프 및 상기 냉매 순환회로의 입력단과 상기 냉동 유니트의 출력단은 3방 밸브로 연결되는 것인 수소 충전용 냉각 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열교환 파이프는 상기 열교환 유니트의 외면을 따라 권선되는 것인 수소 충전용 냉각 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 축냉오일은 액체상태로 상기 축열조에 채워지며,
    상기 수소 또는 상기 냉매는 기체 상태로 상기 열교환 유니트를 통과하고,
    상기 축열조의 내부에는 상기 수소 또는 상기 냉매의 누출을 검지하는 가스 검출부를 포함하는 것인 수조 충전용 냉각 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 냉동 유니트는,
    상기 열교환 유니트로 회수받은 기체상태의 냉매를 압축하여 고압의 기체로 만드는 압축기와,
    상기 압축기에서 출력된 냉매를 액화시키는 응축기와,
    상기 응축기에서 출력된 냉매를 기화시키는 팽창밸브와,
    상기 압축기와 상기 응축기 사이에 필터부를 포함하는 것인 수소 충전용 냉각 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 따른 수소 충전용 냉각 장치를 이용하는 수소 자동차 충전 방법에 있어서,
    상기 냉동 유니트를 가동하여 상기 열교환 유니트를 -40 내지 0 ℃ 로 예냉하는 예냉 단계;
    상기 수소 탱크의 수소를 상기 열교환 유니트에서 순환시켜 수소를 냉각하는 수소 냉각 단계;
    냉각된 수소를 상기 디스펜서로 출력하여 수소 자동차에 수소를 충전하는 수소 충전 단계; 및
    상기 열교환 유니트를 -40 내지 0 ℃ 로 유지하는 저온 유지 단계를 포함하는 것인 수소 자동차 충전 방법.
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