一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统。该系统包括CO2跨临界制冷循环单元、换热器、蓄冷供冷单元和氢气预冷单元。CO2跨临界制冷循环单元包括通过制冷循环管道相连的压缩机和气体冷却器。蓄冷供冷单元包括通过载冷剂循环管道相连的蓄冷池和循环泵。氢气预冷单元包括氢气预冷管道。载冷剂循环管道、制冷循环管道和氢气预冷管道均流经换热器。本实用新型专利技术可以实现制冷单元分别对蓄冷单元及氢气预冷单元直接换热，提高了设备的制冷效率，可以减少蓄冷系统制冷设备的容量，节省制冷设备费用，也可使制冷设备的满负荷运行比例增大，状态更稳定，提高设备利用率。提高设备利用率。提高设备利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统


[0001]本技术涉及加氢站
，具体涉及一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统。

技术介绍

[0002]加氢机加注氢气时会有焦汤效应，导致氢气温度上升。为了防止加注过程中的氢气温度不断升高，现常规的解决方案主要采取以下两种：
[0003]一、在加氢机内设置与汽车车载瓶相连接的通讯接口，将加注过程中车载气瓶的温度和压力信号输入到加氢机内。通过调节加氢升压速率，达到控制氢气温度的效果。但是，这种方案造价较高，且调节加氢速率导致加氢的时间变长，难以实现快速加氢的需求。
[0004]二、采用加氢前预冷的方式。氢气进入加氢机前先通过一台外置换热器进行换热，使氢气温度下降后，再对车载气瓶进行加注。加设一台大功率制冷机组将冷却剂降低至
‑
30℃，换热器冷却介质为乙二醇溶液或氯化钙溶液。然而，这种方案的耗能和运行成本都较高。
[0005]中国专利217464063U公开了一种用于加氢站的加氢机储冷预冷系统，该系统使用两个中间换热器实现对加氢机的储冷预冷功能，但是由于两个中间换热器的存在增加了制造成本，降低了换热效率，并且当储冷池储冷量不足时，制冷系统需要通过两次换热才能冷却氢气，使得氢气的制冷效率大大下降。
[0006]因此，需要开发一种设备利用率高、换热效率高、节能环保效果好、加氢速率高的用于加氢站的加氢机单换热器储冷预冷系统。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种用于加氢站的加氢机单换热器储冷预冷系统。
[0008]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0009]一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统，该系统包括CO2跨临界制冷循环单元、换热器、蓄冷供冷单元和氢气预冷单元。
[0010]所述CO2跨临界制冷循环单元包括通过制冷循环管道相连的压缩机和气体冷却器。
[0011]所述蓄冷供冷单元包括通过载冷剂循环管道相连的蓄冷池和循环泵。
[0012]所述氢气预冷单元包括氢气预冷管道。
[0013]所述载冷剂循环管道、所述制冷循环管道和所述氢气预冷管道均流经所述换热器。
[0014]进一步的，所述CO2跨临界制冷循环单元还包括膨胀阀。
[0015]进一步的，所述制冷循环管道从换热器的接口b引出，依次经压缩机、气体冷却器、膨胀阀后，再由换热器的接口a进入换热器内部后与换热器的接口b相连。
[0016]进一步的，所述蓄冷供冷单元还包括供冷调节阀、第一闸阀和第二闸阀。
[0017]所述蓄冷池的接口h通过载冷剂循环管道依次连接循环泵、供冷调节阀、第一闸阀，经换热器的接口c进入换热器内部后，再经换热器的接口d接出，最后经第二闸阀与蓄冷池的接口g相连。
[0018]进一步的，所述氢气预冷单元还包括第三闸阀、第四闸阀和氢气调节阀。
[0019]所述氢气预冷管道经氢气调节阀、第四闸阀与换热器的接口e相连，氢气预冷管道进入换热器内部后再由换热器的接口f接出，所述闸阀与换热器的接口f相连。
[0020]进一步的，所述循环泵采用丙二醇循环泵。
[0021]本技术采用夜间峰谷电时段加冷制冷机对箱体内蓄冷剂进行充冷，能够节省运行费用，避开电力高峰，减轻电网压力。而且由于蓄冷使得用冷量高峰时需制冷设备的制冷量减少，本技术可以实现制冷单元分别对蓄冷单元及氢气预冷单元直接换热，提高了设备的制冷效率，可以减少蓄冷系统制冷设备的容量，节省制冷设备费用，也可使制冷设备的满负荷运行比例增大，状态更稳定，提高设备利用率。
附图说明
[0022]图1是本技术的结构原理图。
[0023]其中：
[0024]1、CO2跨临界制冷单元，2、压缩机，3、气体冷却器，4、膨胀阀，5、制冷循环管道，6、换热器，7、循环泵，8、供冷调节阀，9、第一闸阀，10、第二闸阀，11、载冷剂循环管道，12、蓄冷池，13、蓄冷供冷单元，14、氢气预冷单元，15、第三闸阀，16、第四闸阀，17、氢气调节阀，18、氢气预冷管道。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术做进一步说明：
[0026]如图1所示的一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统，包括CO2跨临界制冷单元1、蓄冷供冷单元13、氢气预冷单元14和换热器6。
[0027]所述CO2跨临界制冷单元1包括通过制冷循环管道5相连的换热器6、压缩机2和膨胀阀4。所述换热器6的接口b与压缩机2的入口相连，压缩机2的出口与气体冷却器3的入口相连，气体冷却器3的出口与膨胀阀4的入口相连，膨胀阀4的出口与换热器6的接口a相连。所述膨胀阀4设置在气体冷却器3与换热器6之间的制冷循环管道5上。CO2跨临界制冷循环单元1为整个系统提供冷源。
[0028]CO2跨临界制冷循环单元1的制冷循环过程为：
[0029]CO2作为制冷剂在制冷循环管道5中循环，在换热器6中与载冷剂进行换热，吸收热量，使载冷剂温度降低。吸热后的CO2进入压缩机2后进行压缩，使CO2压力升高，超过临界压力。高压的CO2制冷剂进入气体冷却器，在超临界状态放热，并通过膨胀阀4降低压力。CO2跨临界制冷循环单元1，用于为整个系统提供冷源。气体冷却器3，用于为超临界CO2降温。膨胀阀4，用于降低超临界CO2压力。换热器6，用于使低温CO2与载冷剂换热。压缩机2，用于增加CO2压力至超临界。
[0030]所述蓄冷供冷单元还包括供冷调节阀8、第一闸阀9和第二闸阀10；蓄冷池12接口h
通过载冷剂循环管道11依次连接丙二醇循环泵7、供冷调节阀8、第一闸阀9、换热器6接口c、换热器6接口d、第二闸阀10并连接蓄冷池12接口g。通过对阀门和泵的控制，实现蓄冷及供冷功能。蓄冷供冷单元7，用于为整个系统储冷和供冷。蓄冷池12，用于通过相变储冷。供冷调节阀8，用于调节供冷量大小。
[0031]所述氢气预冷单元还包括第三闸阀15、第四闸阀16和氢气调节阀17；氢气管道18上安装氢气调节阀17、第四闸阀16并接换热器6接口e，第三闸阀15接换热器6接口f。通过氢气调节阀17调节管道内氢气量的大小，从而调节充气速率和制冷效果。氢气调节阀用于调节氢气量大小。
[0032]本技术所述的储冷预冷系统，通过换热器6实现对上述三个单元之间可以相互直接换热，根据使用情况，控制分为机组直接供冷、白天蓄冷池供冷、白天机组+蓄水池供冷、夜间蓄冷4种工况进行控制。
[0033]（1）机组直接供冷
[0034]CO2跨临界制冷单元1通过制冷循环管道5，经过换热器6将冷量直接换给氢气。此状态下，系统内阀门及泵的状态为：供冷调节阀8关、第一闸阀9关、第二闸阀10关、第三闸阀15开、第四闸阀16开、氢气调节阀17开、丙二醇循环泵7关。
[0035]（2）白天蓄冷池供冷
[0036]丙二醇循环泵7开启，载冷剂通过第二闸阀10，经由载冷剂循环管道11进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加氢站的单换热器储冷预冷系统，其特征在于，该系统包括CO2跨临界制冷循环单元（1）、换热器（6）、蓄冷供冷单元（13）和氢气预冷单元（14）；所述CO2跨临界制冷循环单元（1）包括通过制冷循环管道（5）相连的压缩机（2）和气体冷却器（3）；所述蓄冷供冷单元（13）包括通过载冷剂循环管道（11）相连的蓄冷池（12）和循环泵（7）；所述氢气预冷单元（14）包括氢气预冷管道（18）；所述载冷剂循环管道（11）、所述制冷循环管道（5）和所述氢气预冷管道（18）均流经所述换热器（6）。2.根据权利要求1所述的用于加氢站的单换热器储冷预冷系统，其特征在于，所述CO2跨临界制冷循环单元还包括膨胀阀（4）。3.根据权利要求2所述的用于加氢站的单换热器储冷预冷系统，其特征在于，所述制冷循环管道（5）从换热器（6）的接口b引出，依次经压缩机（2）、气体冷却器（3）、膨胀阀（4）后，再由换热器（6）的接口a进入换热器（6）内部后与换热器（6）的接口b相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：余瑞民，孙旭萌，倪黎，易文杰，程健，陈琛，朱洁，彭滔，何文宇，陈梦昕，
申请(专利权)人：中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：