[發明專利]一種金屬氫化物儲氫罐的熱交換方法

無效

• 申請號: 201210392465.7
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102954343A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 黃岳祥;王晉剛;孫建雙;楊宗揚;龍洪
• 申請（專利權）人: 天津海藍德能源技術發展有限公司
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C7/00;F28D15/02;F28F23/00
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技術領域

本發明屬于氫能綜合利用技術領域，特別是涉及一種金屬氫化物儲氫罐的熱交換方法。

背景技術

儲氫合金具有較強的儲氫能力。在一定的溫度和壓力條件下能夠可逆的吸收和釋放氫氣，并且循環壽命性能優異。利用儲氫合金的這一特性可以實現氫的儲存和使用。反應方程式如下(式中M代表儲氫合金，MH_x代表金屬氫化物)：

吸收氫氣過程：M+x2H2→AbsMHx+ΔH---(1)]]>

釋放氫氣過程：MHx+ΔH→DesM+x2H2---(2)]]>

儲氫合金在實現氫的儲存和使用過程必將伴隨熱量的釋放和吸收。熱交換強度不夠會導致金屬氫化物儲氫罐的吸(放)氫性能顯著下降。對于儲氫過程，如果熱交換強度不夠，會導致儲氫合金溫度上升，單位體積儲氫量下降，金屬氫化物儲氫罐儲氫量下降；對于用氫過程，如果熱交換強度不夠，會導致金屬氫化物溫度下降，放氫速率和單位體積放氫量下降，影響實際使用。而且，現有換熱方式存在需要額外消耗能量、裝置比較復雜、換熱強度低等缺陷。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種金屬氫化物儲氫罐的熱交換方法。

本發明的目的是提供一種結構簡單、易于實現、所占空間小、經濟耐用、適用范圍廣的金屬氫化物儲氫罐的熱交換方法。

本發明提供的金屬氫化物儲氫罐的熱交換方法能夠無需借助外加能源的自動進行。對于充氫過程，儲氫合金吸收氫氣的同時釋放熱量，自身溫度也隨之上升，使得冷卻熱管低端的部分工作介質由液態蒸發為氣態，吸收大量熱量，氣態的工作介質沿著向上傾斜的熱管上升至冷卻熱管的高端，在高端通過與之相連的翅片將工作介質帶來的熱量釋放到環境中，工作介質也由氣態冷凝為液態并在重力作用下返回低端，這樣循環往復，儲氫合金釋放的熱量被冷卻熱管由儲氫罐內部傳遞至熱管高端的翅片并釋放到環境中，充氫過程得以持續進行。而此時，由于儲氫罐內部溫度較高，加熱熱管內的工作介質處于氣態，儲氫合金溫度上升對其影響較小，基本不工作，不會影響充氫過程。對于放氫過程，金屬氫化物釋放氫氣的同時吸收熱量，其自身溫度也隨之下降，使得加熱熱管高端的部分工作介質由氣態冷凝為液態，放出大量熱量滿足放氫要求的同時在重力的作用下，沿著向下傾斜的熱管管壁流到加熱熱管的低端，在低端通過與之相連的翅片從環境中吸收熱量，工作介質也由液態蒸發為氣態并重新均勻分布于加熱熱管內，這樣往復循環，金屬氫化物吸收的熱量由加熱熱管從環境中吸取，并經由加熱熱管高端不斷補充，放氫過程得以持續進行。而此時，由于儲氫罐內部溫度較低，冷卻熱管內的工作介質處于液態，金屬氫化物溫度下降對其影響較小，基本不工作，不會影響放氫過程。可見，對于充氫過程，冷卻熱管自動的將儲氫合金產生的熱量向環境釋放，對于放氫過程，加熱熱管自動的從環境中吸取熱量提供給金屬氫化物。這兩個過程都是自動進行的，不需借助外加能源。