【技术实现步骤摘要】
本申请属于压缩机，尤其一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机及其控制策略。
技术介绍
1、目前，全球气候环境问题日趋严重，采用新能源作为一种能够有效缓解气候环境问题的方案是各国布局的重点。其中氢能源由于其燃烧过程环保及燃烧产物无副作用，且制造渠道多种多样，是发展新能源过程中极为重要的一环。在众多利用氢能源的产业中，氢能源燃料电池汽车以其环保、高效、零污染、零排放的特点受到各行各业的普遍关注。而作为氢能源产业的核心基础设施之一，加氢站的数量以及普及情况很大程度地决定了氢能源汽车的商业发展前景。现有的加氢站主要有卸氢系统、氢气增压系统、储氢系统和加氢系统组成。作为氢气增压的主要部件，氢气压缩机的性能直接决定着加氢站的效率及后期运营成本。
2、市面上存在的加氢站所使用的氢气压缩机主要分为三类：往复活塞压缩机、隔膜式压缩机以及离子液体压缩机。其中往复活塞压缩机的工作方式是用曲柄连杆去带动活塞做往复运动以此实现氢气压缩的过程，往复活塞压缩机兼备技术成熟和系统结构简单等优点，同时由于活塞在往复运动的过程中存在污染氢气的现象，这会导致后期维护成本较高；而隔膜式压缩机由于隔膜的存在，不需要润滑油继续宁润滑，因此能够得到氢能源汽车所需要纯度的高压氢气。但是隔膜式压缩机在压缩氢气过程中需要采用较为复杂的冷却系统，技术难度较高。同时，隔膜式压缩机相比于其他压缩机，容积流量较低且对于压缩机中的隔膜膜片质量要求很高，这会导致隔膜压缩的成本升高。离子液体压缩机作为一种较新的氢气压缩机，兼具传统活塞压缩机、隔膜压缩机的综合优势，能够在大流量、高压力
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机及其控制策略，能够实现离子液体压缩机运行的同时对离子液体压缩机进行冷却，并对被氢气带走的少部分离子液体进行回收的目标。且具有结构简单、能耗低、效率高、适用范围广、低成本、不污染氢气等优势。
2、为了达到上述目的，本申请采取如下的技术方案：
3、一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机，包括液压缸1，液压缸1内部安装有液压活塞杆2，液压缸1上侧固连有氢气压缩缸3，且液压活塞杆2配合安装在氢气压缩缸3内部，氢气压缩缸3的内部和液压活塞杆2上侧分布有离子液体4，离子液体4上侧和氢气压缩缸3的内部为压缩气腔5，压缩气腔5的上侧和氢气压缩缸3的上侧固连有氢气进气阀6和氢气排气阀7，氢气排气阀7的右侧连接有t型排气管路8，t型排气管路8的三通处安装有t型多孔介质9，t型多孔介质9的右侧固连有高压氢气排出管接头10，t型多孔介质9的下侧固连有第一单向阀11，t型排气管路8的下侧管壁上固连有液位探头12，t型排气管路8下侧端口处固连有离子液体活塞缸13，离子液体活塞缸13内部安装有离子液体活塞杆14。压缩气腔5的右上侧固连有第一冷却管道15，第一冷却管道15上连接有第一电磁阀16，第一电磁阀16与第二冷却管路17连接，第二冷却管路17通过第二电磁阀18与离子液体活塞缸13连通，第二冷却管路17下侧固连有套管式换热器19，套管式换热器19左下侧固连有冷却水入口20，套管式换热器19右上侧固连有冷却水出口21。第二冷却管路17与氢气进气管路22相连通，氢气进气管路22的右侧与氢气进气阀6连接，氢气进气管路22的左侧内部固连有第二单向阀23。
4、一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机控制策略，包括以下几种形式：
5、1)离子液体氢气压缩机压缩及离子液体冷却过程控制策略：
6、当离子液体压缩机处于压缩状态时，液压活塞杆2将向上推动压氢气压缩缸3中的离子液体4。当该离子液体压缩机系统液压杆1中的液压活塞杆2压缩到其上止点时，信号会传输到第一电磁阀16，随后第一电磁阀16将打开，由于压缩气腔5内的压力明显大于第一电磁阀16右侧的第二冷却管路17，所以压缩气腔5内离子液体4将通过第一电磁阀21从第一冷却管路15进入第二冷却管路17，再从第二冷却管路17进入套管式换热器19，当离子液体4经过套管式换热器9时与从冷却水入口20中进入的冷却水进行充分换热，离子液体4被冷却。换热完成后，离子液体4将进入氢气进气管道22。随后将与从第二单向阀23进入的低压氢气一同进入氢气进气阀6。
7、2)离子液体氢气压缩机排气及离子液体回收过程控制策略：
8、当离子液体氢气压缩机压缩过程完成后，氢气排气阀7打开，由于压缩气腔5内压力高于t型排气管路8，故高压氢气将从压缩气腔5通过氢气排气阀7进入t型排气管路8，同时压缩气腔5内部分离子液体4也会被裹挟进入t型排气管路8。当高压氢气和少量离子液体通过t型多孔介质9时，由于高压氢气密度较低、且属于气态，所以能够通过t型多孔介质9会进入高压氢气排出管接头10，而被裹挟出来的离子液体4会被t型多孔介质9阻碍，进而通过第一单向阀11，并最终储存在离子液体活塞缸13内，以达到收集被裹挟出来的离子液体的目的。
9、3)离子液体氢气压缩机吸气及离子液体补充过程控制策略：
10、当离子液体活塞缸13内部收集离子液体4达到液位探头12所标记的位置时，则控制第二电磁阀18打开，同时控制离子液体活塞杆14运动以将离子液体活塞缸13内部收集的离子液体4挤压进入第二冷却管路17，使其和从压缩气腔5排出的离子液体4一同进入套管式换热器19换热，最后由于离子液体氢气压缩机处于吸气状态，则离子液体活塞缸13内部收集的离子液体4和压缩气腔5排出的离子液体4将会依次进入氢气进气管道22、氢气进气阀6、压缩气腔5，则实现了离子液体补充功能。
11、相对于现有技术，本申请的有益效果为：
12、(1)该高效换热冷却式离子液体氢气压缩机采用了外接管路进行冷却换热并且换热器采用套管式换热器，能够在不影响压缩氢气的情况下对离子液体进行高效换热。
13、(2)套管式换热器采用的冷却介质为冷却水，仅需要自然冷源对冷却水进行冷却，不需要消耗额外能源对离子液体进行冷却。
14、(3)排气出口的回液方式能够有效的回收被氢气携带出来的离子液体，并对这些离子液体进行过滤冷却再利用。
15、(4)进气口和回液口的单向阀能够保证离子液体和氢气按照既定路线运行，防止氢气和离子液体回流对离子液体压缩机产生影响。
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1.一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机，其特征在于：包括液压缸1，所述液压缸1内部安装有液压活塞杆2，所述液压缸1上侧固连有氢气压缩缸3，且所述液压活塞杆2配合安装在所述氢气压缩缸3内部，所述氢气压缩缸3的内部和所述液压活塞杆2上侧分布有离子液体4，所述离子液体4上侧和所述氢气压缩缸3的内部为压缩气腔5，所述压缩气腔5的上侧和所述氢气压缩缸3的上侧固连有氢气进气阀6和氢气排气阀7，所述氢气排气阀7的右侧连接有T型排气管路8，所述T型排气管路8的三通处安装有T型多孔介质9，所述T型多孔介质9的右侧固连有高压氢气排出管接头10，所述T型多孔介质9的下侧固连有第一单向阀11，所述T型排气管路8的下侧管壁上固连有液位探头12，所述T型排气管路8下侧端口处固连有离子液体活塞缸13，所述离子液体活塞缸13内部安装有离子液体活塞杆14；所述压缩气腔5的右上侧固连有第一冷却管道15，所述第一冷却管道15上连接有第一电磁阀16，所述第一电磁阀16与第二冷却管路17连接，所述第二冷却管路17通过第二电磁阀18与所述离子液体活塞缸13连通，所述第二冷却管路17下侧固连有套管式换热器19，所述套管式换
2.根据权利要求1所述的一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机的控制策略，其特征在于，包括以下方式：
...【技术特征摘要】
1.一种高效换热冷却式离子液体氢气压缩机，其特征在于：包括液压缸1，所述液压缸1内部安装有液压活塞杆2，所述液压缸1上侧固连有氢气压缩缸3，且所述液压活塞杆2配合安装在所述氢气压缩缸3内部，所述氢气压缩缸3的内部和所述液压活塞杆2上侧分布有离子液体4，所述离子液体4上侧和所述氢气压缩缸3的内部为压缩气腔5，所述压缩气腔5的上侧和所述氢气压缩缸3的上侧固连有氢气进气阀6和氢气排气阀7，所述氢气排气阀7的右侧连接有t型排气管路8，所述t型排气管路8的三通处安装有t型多孔介质9，所述t型多孔介质9的右侧固连有高压氢气排出管接头10，所述t型多孔介质9的下侧固连有第一单向阀11，所述t型排气管路8的下侧管壁上固连有液位探头12，所述t型排气管路8下侧端口处固连有离子液体...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭怡，曹峻豪，金漪，熊玮，彭学院，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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