【技术实现步骤摘要】
本公开的实施例涉及一种氢气压缩系统，更具体地，涉及一种在利用热化学方法压缩氢气时能够使电力消耗最小化并提高能源效率的氢气压缩系统。
技术介绍
1、本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。
2、氢气可以由氢气生产设施利用蒸汽重整、水电解、煤气化、生物质气化以及诸如热化学过程的其他基于化石燃料的方法生产。
3、另一方面，由于在氢气生产设施中提取(生产)的氢气具有低压(例如，10巴或更低)，因此难以将氢气直接储存在诸如高压罐的高压储存设施中。因此，在氢气生产设施中提取(生产)的氢气需要通过单独的压缩设施进行压缩。
4、压缩氢气的方法的示例包括以机械方式压缩氢气的方法以及以非机械方式压缩氢气的方法。在现有技术中，已经提出一种用于在不使用机械装置的情况下压缩氢气的设施。该设施利用基于金属氢化物的热化学压缩机(即金属氢化物热化学压缩机)来压缩氢气。
5、与机械压缩机(例如，往复式压缩机)不同，热化学压缩机可以在没有单独的机械部件(例如，被构造为往复运动的活塞)的情况下压缩氢气。因此，可以简化压缩机的结构，并提高设计自由度和空间利用率。此外，热化学压缩机可以引起较少的噪声，并且由于更换被旋转装置磨损的各种类型的部件的周期长，因此易于维护和修理。另外，由于机械压缩机使用润滑油，因此机械压缩机经常污染氢气。相反，热化学氢气压缩机通过破坏金属氢化物形式的化学键来释放氢气而不使用润滑油，从而可以保持高纯度的氢气。
6、热化学压缩机可以通过利用金属氢化物材料的特性，
7、如上所述，为了通过加热金属氢化物材料来压缩氢气，需要设置单独的电热源(例如，电加热器)，并且需要通过从电热源通过热传导传递到金属氢化物材料的热量来加热金属氢化物材料。由于这个原因，存在电力消耗增加以及能源效率降低的问题。
技术实现思路
1、本公开致力于提供一种在利用热化学方法压缩氢气时能够使电力消耗最小化并提高能源效率的氢气压缩系统。
2、特别地，本公开致力于通过利用热泵部的制冷剂作为热源来操作金属氢化物压缩机。
3、本公开还致力于连续地提取高压氢气。
4、由实施例实现的目的不限于上述目的，而是还包括可以通过下面描述的解决方案或实施例理解的目的或效果。
5、本公开的实施例提供一种氢气压缩系统。该氢气压缩系统包括：热泵部，包括被构造为使制冷剂循环通过的热泵管线；氢气压缩部，被构造为通过反复被加热和冷却来压缩氢气；以及第一循环管线，在经过氢气压缩部的同时连接到热泵管线，并且被构造为使从热泵管线引入的制冷剂循环通过。该氢气压缩系统进一步包括：第二循环管线，被设置成经过氢气压缩部并且被构造为使冷却流体循环通过；以及冷却单元，设置在第二循环管线中并且被构造为冷却冷却流体，其中氢气压缩部由制冷剂加热或者由冷却流体冷却。
6、这使得通过利用热化学方法压缩氢气的过程所需的电力消耗最小化并提高能源效率。
7、在现有技术中，为了利用热化学方法压缩氢气，需要设置用于加热金属氢化物材料的单独电热源(例如，电加热器)，并且需要通过从电热源通过热传导传递到金属氢化物材料的热量来加热金属氢化物材料。由于这个原因，存在电力消耗增加以及能源效率降低的问题。
8、相反，根据本公开的实施例，可以由热泵部的制冷剂和冷却流体加热或冷却被构造为通过利用热化学方法压缩氢气的氢气压缩部，使得即使不使用消耗大量电力的单独电热源(例如，电加热器)也可以操作(加热和冷却)氢气压缩部来压缩氢气。因此，与通过利用电热源加热氢气压缩部的方法相比，可以获得使电力消耗最小化并显著提高能量效率(例如，提高50％)的有益效果。
9、热泵部可以具有能够通过从外部供应机械能来将低温物体(例如，制冷剂)的热能转换为高温热能的各种结构。
10、根据本公开的实施例，热泵部可以包括：压缩机，设置在热泵管线中并且构造为压缩制冷剂；冷凝器，设置在热泵管线中并且被构造为冷凝制冷剂；膨胀阀，设置在热泵管线中并且被构造为对制冷剂进行减压；以及蒸发器，设置在热泵管线中并且被构造为蒸发制冷剂，并且第一循环管线可以连接到冷凝器或蒸发器。
11、根据本公开的实施例，氢气压缩部可以包括：第一压缩部，被构造为压缩氢气；以及第二压缩部，被构造为独立于第一压缩部压缩氢气。第一压缩部和第二压缩部可以通过交替地被加热或冷却来交替地压缩氢气。
12、如上所述，当第一压缩部和第二压缩部交替地被加热或冷却时，第一压缩部和第二压缩部可以交替地压缩氢气。因此，可以不间断地连续执行压缩氢气的过程。
13、根据本公开的另一实施例，氢气压缩系统可以包括：第一旁通管线，第一旁通管线的一端设置在第一压缩部的上游侧并连接到第一循环管线，并且第一旁通管线的另一端设置在第二压缩部的上游侧并连接到第二循环管线。氢气压缩系统可以进一步包括第二旁通管线，第二旁通管线的一端设置在第二压缩部的下游侧并连接到第二循环管线，并且第二旁通管线的另一端设置在第一压缩部的下游侧并连接到第一循环管线。氢气压缩系统可以进一步包括第三旁通管线，第三旁通管线的一端设置在第二压缩部的上游侧并连接到第二循环管线，并且第三旁通管线的另一端设置在第一压缩部的上游侧并连接到第一循环管线。氢气压缩系统可以进一步包括第四旁通管线，第四旁通管线的一端设置在第一压缩部的下游侧并连接到第一循环管线，并且第四旁通管线的另一端设置在第二压缩部的下游侧并连接到第二循环管线。
14、根据本公开的实施例，氢气压缩系统可以包括：第一阀，设置在第一循环管线中，并且被构造为选择性地将从热泵管线引入的制冷剂的流动路径切换到第一旁通管线；以及第二阀，设置在第二循环管线中，并且被构造为选择性地将已经过第二压缩部的制冷剂的流动路径切换到第二旁通管线。氢气压缩系统可以进一步包括：第三阀，设置在第二循环管线中，并且被构造为选择性地将已经过冷却单元的冷却流体的流动路径切换到第三旁通管线；以及第四阀，设置在第一循环管线中，并且被构造为选择性地将已经过第一压缩部的冷却流体的流动路径切换到第四旁通管线。
15、根据本公开的实施例，第一压缩部可以包括：第一-第一金属氢化物压缩机，被构造为压缩氢气；以及第一-第二金属氢化物压缩机，被构造为独立于第一-第一金属氢化物压缩机压缩氢气。
16、根据本公开的另一实施例，第一-第一金属氢化物压缩机和第一-第二金属氢化物压缩机可以串联连接。
17、根据本公开的实施例，第二压缩部可以包括：第二-第一金属氢化物压缩机，被构造为压缩氢气；以及第二-第二金属氢化物压缩机，被构造为独立于第二-第一金本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氢气压缩系统，包括：
2.根据权利要求1所述的氢气压缩系统，其中，所述氢气压缩部包括：
3.根据权利要求2所述的氢气压缩系统，其中，所述第一压缩部包括：
4.根据权利要求3所述的氢气压缩系统，其中所述第一-第一金属氢化物压缩机和所述第一-第二金属氢化物压缩机串联连接。
5.根据权利要求2所述的氢气压缩系统，其中，所述第二压缩部包括：
6.根据权利要求5所述的氢气压缩系统，其中所述第二-第一金属氢化物压缩机和所述第二-第二金属氢化物压缩机串联连接。
7.根据权利要求2所述的氢气压缩系统，包括：
8.根据权利要求7所述的氢气压缩系统，包括：
9.根据权利要求8所述的氢气压缩系统，包括：
10.根据权利要求1所述的氢气压缩系统，其中，所述热泵部包括：
【技术特征摘要】
1.一种氢气压缩系统，包括：
2.根据权利要求1所述的氢气压缩系统，其中，所述氢气压缩部包括：
3.根据权利要求2所述的氢气压缩系统，其中，所述第一压缩部包括：
4.根据权利要求3所述的氢气压缩系统，其中所述第一-第一金属氢化物压缩机和所述第一-第二金属氢化物压缩机串联连接。
5.根据权利要求2所述的氢气压缩系统，其中，所述第二压缩部...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴智慧，李京汶，南东勋，曺永真，朴训模，申秉洙，克日什托夫·罗曼诺维奇，克劳迪奥·鲁赫，诺里斯·加兰德特，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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