本发明专利技术涉及一种用于70MPa加氢站的制冷循环方法及系统。其目的是提供一种安装方便、使用安全且成本相对较为低廉的用于70MPa加氢站的制冷循环方法及系统。该方法为双制冷循环，首先由冷却液与高压氢气进行第一次换热，经换热后的冷却液再与冷凝剂进行第二次换热，形成一次双制冷循环；经第二次换热后的冷却液再次与高压氢气进行换热，开始下一次双制冷循环。制冷循环系统包括：一个第一换热器，高压氢气与冷却液在其中进行第一次换热；一个第二换热器，其内设有冷凝剂，经第一次换热后的冷却液与冷凝剂在所述第二换热器中进行第二次换热；一个制冷机组，与所述第二换热器连接，所述制冷机组通过压缩机对第二换热器内的冷凝剂进行制冷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源领域，涉及一种加氢站氢气预冷方法，具体来说，是涉及一种用于70MPa加氢站的制冷循环方法及系统。
技术介绍
燃料电池汽车技术是一种以氢气为燃料，通过燃料电池将氢气转换为电能作为动力源的高效率、零排放的清洁汽车技术。氢气通过加氢站加氢机进行加注，并以高压形式储存在车载氢气瓶中，主流储存压力分为35MPa和70MPa两种。目前氢气的加注工艺是氢气以高于车载储氢瓶的压力储存在加氢站储罐中，当车辆进站加氢时，在压差作用下，氢气从站内储罐经高压管路流经加氢机和电磁阀后进入车载储氢瓶。在站内储罐氢气压力不足时，还需要启动压缩机增压后，再经过加氢机进行加注。高压氢气在经过电磁阀后在储氢瓶内膨胀，由于氢气的焦汤效应，瓶内温度上升。 由于加注速度快，车载储氢瓶不能及时散热，因此造成储氢瓶内温度快速上升，有可能超过目前国际标准规定的85°C，带来极大安全隐患。实际应用发现，35MPa压力等级的加氢过程温升相对较低，通过设置加氢机的加氢控制程序，可保证加氢过程温升在允许范围内。为了车辆续驶里程考虑，70MPa储氢技术的应用越来越多。经理论分析和试验验证，70MPa加注氢气处于高速流动及膨胀中，温升急剧增加，如果还采取35MPa的加注模式， 将造成加氢时间非常长。而在气源与加氢机之间加入了制冷循环系统之后，能有效地控制加注过程中车载储氢容器内的温度，实现安全可靠的快速加气。实验表明，在70MPa氢气加注设备中加入制冷系统并优化后，加注过程中车载氢气瓶的最高温度可控制在小于85°C，且加注用时明显缩短。经过调研国外的加氢站，我们得知在德国、日本、美国等国家均已经在加氢系统中加入了制冷循环系统，并且得到了广泛的应用。国外的制冷系统大多使用液氮为冷却介质， 并多为单制冷循环。而本专利技术所提出的制冷系统是采用双制冷循环，并使用乙醇或乙二醇与水的混合液为主要冷却介质，与国外的制冷系统相比本专利技术能够达到更高的效率和较为低廉的成本。目前国内正在试点的70MPa加氢系统中也加入了制冷系统(CN201946692U)，该系统为单换热循环，它需要一个大型的冷却液体储存罐，制冷机组直接对储液管内的冷却液制冷，在通过循环泵将冷却液循环入换能器。然而这个设计存在占地面积较大，冷却液消耗较大，安装条件局限性较大等缺点，且在冷却系统中没有安全放散管路，安全性能方面也有缺陷。而本专利技术采用双换热循环制冷，大大节省了安装空间，并在系统中加入安全放散管理以应对突发的安全状况。控制方面既能自行监控调节温度，也能与后续加氢机实行通讯对接形成总体控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种安装方便、使用安全且成本相对较为低廉的用于70MPa 加氢站的制冷循环方法。本专利技术的另一目的是提供一种采用上述方法的用于70MPa加氢站的制冷循环系统。本专利技术的目的是这样实现的一种用于70MPa加氢站的制冷循环方法，该方法为双制冷循环，首先由冷却液与高压氢气进行第一次换热，经换热后的冷却液再与冷凝剂进行第二次换热，形成一次双制冷循环；经第二次换热后的冷却液再次与高压氢气进行换热，开始下一次双制冷循环。其中，所述冷却液为乙醇或乙二醇与水的混合溶液。冷却液也可以为其它介质，比如热载体油(导热油)，但由于导热油价格比较昂贵，本专利技术中优选使用乙醇与水的混合溶液作为冷却液。如下表I和表2，分别为不同比例的乙醇水溶液的冰点和闪点乙醇水溶液(体积)冰点权利要求1.一种用于70MPa加氢站的制冷循环方法，其特征在于该方法为双制冷循环，首先由冷却液与高压氢气进行第一次换热，经换热后的冷却液再与冷凝剂进行第二次换热，形成一次双制冷循环；经第二次换热后的冷却液再次与高压氢气进行换热，开始下一次双制冷循环。2.如权利要求I所述的制冷循环方法，其特征在于所述冷却液为乙醇或乙二醇与水的混合溶液。3.如权利要求2所述的制冷循环方法，其特征在于根据工作需要的温度，所述冷却液中乙醇或乙二醇与水的体积比范围在2:8至8:2之间。4.一种用于70MPa加氢站的制冷循环系统，其特征在于，该系统包括两个快换接头，所述快换接头一个与高压氢气源及其增压泵相连，另一个与70MPa加氢机相连；一个第一换热器，高压氢气与冷却液在其中进行第一次换热；一个第二换热器，其内设有冷凝剂，经第一次换热后的冷却液与冷凝剂在所述第二换热器中进行第二次换热；一个制冷机组，与所述第二换热器连接，所述制冷机组通过压缩机对第二换热器内的冷凝剂进行制冷。5.如权利要求4所述的制冷循环系统，其特征在于还包括一安全监控及泄放装置，设置在所述第一换热器的气体下游出口处，当系统情况异常时，用于将气体安全泄放。6.如权利要求5所述的制冷循环系统，其特征在于所述安全监控及泄放装置包括用于检测出口气体温度的温度传感器、用于检测出口气体压力的压力表、放散口球阀和放散□。7.如权利要求4-6中任一权利要求所述的制冷循环系统，其特征在于所述第一换热器为管壳式换热器，包括若干根高压不锈钢气管，所述气管直接穿过冷却区域并在所述第一换热器外通过70MPa直角接头连接。8.如权利要求7所述的制冷循环系统，其特征在于所述第一换热器的两侧设有保温层，用于保持外部连接部分的温度。9.如权利要求4所述的制冷循环系统，其特征在于所述冷却液为乙醇或乙二醇与水的混合溶液，根据工作需要的温度，所述乙醇或乙二醇与水的体积比范围在2 : 8至8 : 2 之间。10.如权利要求4所述的制冷循环系统，其特征在于所述冷却机组与第一换热器间设有热电偶温度探测装置，实时监控第一换热器内的温度。全文摘要本专利技术涉及一种用于70MPa加氢站的制冷循环方法及系统。其目的是提供一种安装方便、使用安全且成本相对较为低廉的用于70MPa加氢站的制冷循环方法及系统。该方法为双制冷循环，首先由冷却液与高压氢气进行第一次换热，经换热后的冷却液再与冷凝剂进行第二次换热，形成一次双制冷循环；经第二次换热后的冷却液再次与高压氢气进行换热，开始下一次双制冷循环。制冷循环系统包括一个第一换热器，高压氢气与冷却液在其中进行第一次换热；一个第二换热器，其内设有冷凝剂，经第一次换热后的冷却液与冷凝剂在所述第二换热器中进行第二次换热；一个制冷机组，与所述第二换热器连接，所述制冷机组通过压缩机对第二换热器内的冷凝剂进行制冷。文档编号F17D3/01GK102588742SQ20121004125公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日专利技术者刘绍军, 张圆锁, 张金宝, 李仕栋, 陈华强, 高顶云 申请人:上海舜华新能源系统有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高顶云，李仕栋，张金宝，陈华强，张圆锁，刘绍军，
申请(专利权)人：上海舜华新能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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