[发明专利]用于加注高压储罐的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于调节加注站处氢气出口温度的方法，该加注站尤其是包括液体储存器(1)、低温泵(2)、热交换器(6)、气体储存器(11)以及混合点(7)，其中，冷氢气流和温热氢气流相互混合，以使得混合点(7)处的温度介于‑30和‑45℃之间。

技术领域

本发明涉及一种调节加注站处的氢气出口温度的方法，该加注站尤其是包括液体储存器、低温泵、热交换器、气体储存器以及混合点。

背景技术

越来越多的车辆制造商提供基于诸如天然气、液化石油气或氢气等气态燃料运行的机动车辆。这不仅包括乘用车，而且还包括巴士、卡车以及叉车。然而，尚未建立全面的加注站网络，尤其是氢气加注站。

氢气加注站或针对基于氢气运行的车辆的加注站较为稀疏的一个原因是这些加注站的盈利能力低。氢气加注站通常是不经济的，因为基于氢气运行的车辆数量仍然很低。

此外，氢气加注站包括储罐，氢气能以液态和/或气态形式存储在该储罐中。液态存储是优选的，因为存储密度更大。然而，在此种情形下，液态氢的低温是不利的。提供气体储存器也是一种通常的做法，氢气在环境温度下存储在该气体储存器中，但压缩至高达1000巴、尤其是高达910巴的压力。

现代氢气车辆较佳地配备有燃料罐，用于存储在350或700巴压力下的气态氢气。

加注到燃料罐中的氢气具有在-33到-40℃之间的加注温度。

由于氢气需要冷却或加热，这意味着氢气的液态存储以及该氢气的气态存储需要精细的装置来调节氢气。

因此，氢气加注站通常还包括至少一个泵(尤其是用于液态存储的低温泵)、多个热交换装置、多个压力控制阀(尤其是低温高压节流阀)以及温度、压力和流量控制器。氢气加注站还包括燃料分配器，在该燃料分配器处，燃料喷嘴和对应的加注软管可供客户使用。燃料分配器通常还包括电子装置，尤其是用于控制输出和对所分配的氢气进行计费的电子装置。

氢气加注站所需的部件越多，投资成本、以及任何操作和维护成本越高。

发明内容

因此，本发明的目的在于公开一种用于调节氢气的方法，其中，氢气在燃料分配器处的加注温度可以通过观察限定的压力变化梯度而维持在预定的温度水平下，而无需使用精心设计的系统技术。

关于该方法，该目的通过以下方式实现：冷氢气流和温热氢气流相互混合，以使得混合点处的温度在-30至-45℃之间。混合点处的温度具体地说位于-33和-40℃之间。

这具体地说通过以下方式实现：第一部分流、即冷氢气流经由气体管线馈送至低温泵正下游的混合点。在该混合点处，温度传感器较佳地测量相互混合气流的温度，该气流经由附加的气体管线从混合点馈送至燃料分配器，并最终分配到接收罐中，尤其是车辆或气瓶的燃料罐中。

冷气流有利地具有在-243和-203℃之间或者在-203和-80℃之间的温度。

此外，第二部分流在歧管处从低温泵的下游分支出来。此种部分流借助热交换器加热，且类似地经由气体管线馈送至混合点。

在热交换器的下游，第二部分流称为温热氢气流。氢气有利地在热交换器中升温。在特定实施例中，热交换器可具有多个级。温热的部分流有利地具有环境温度，尤其是在-20和+40℃之间的温度。环境温度取决于加注站所在区域的外部气候条件。

在混合点处，温热的部分流的比例有利地大于冷的部分流的比例。

在低温泵的下游，氢气流较佳地具有在20和1500巴之间的压力，尤其是在350和1000巴之间的压力，特别是在700和900巴之间的压力。

氢气流、尤其是温热氢气流的压力有利地通过压力控制器来调节，该压力控制器定位在气体储存器下游。