[發明專利]電解水制氫加氫站熱管理系統

在審

• 申請號: 202110372526.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112944206A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 張信真;林今;李汶穎;胡強
• 申請（專利權）人: 清華四川能源互聯網研究院
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C7/00;F17C13/00;F17C13/02;C25B1/04;C25B9/67;C25B15/021
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 嚴誠

本發明提供一種電解水制氫加氫站熱管理系統，涉及制氫技術領域。該系統包括電解水制氫加氫站和熱管理設備，電解水制氫加氫站包括電解水制氫設備、氣體純化裝置、第一壓縮機、第一加氫槍；熱管理設備包括熱泵、第一換熱管、第二換熱管、換熱器、第一液體泵和第二液體泵，其中，第一換熱管的一端連接到熱泵，另一端連接到換熱器，換熱器安裝在氣管上、用于冷卻氣管，第二換熱管的一端連接到熱泵，另一端連接到電解水制氫設備、用于吸收電解水制氫設備的冷卻回路中熱量，避免制氫設備溫度過高。該系統能夠控制電解水制氫設備的溫度，并使加氫過程中氫氣溫度達到要求，避免設備溫度越限對設備壽命帶來傷害和避免氫氣溫度過高影響加注效率。

技術領域

本發明涉及制氫技術領域，具體而言，涉及一種電解水制氫加氫站熱管理系統。

背景技術

隨著氫能汽車行業快速發展，加氫站作為氫能交通的基礎設施成為了研究開發的熱點。目前，加氫站主要模式為外供氫氣加氫，但是，存在存儲、運輸氫氣成本高的難題。

站內制氫加氫站可以有效地節省氫能運輸成本，成為行業內發展關注點之一。電解水制氫加氫站作為站內制氫加氫站的技術路線之一，已經進入示范應用階段。目前，電解水制氫加氫站中電解水設備和壓縮機設備市場存在多個廠家產品，在站級系統角度尚未對兩者熱管理進行綜合管理。

可見，電解水制氫加氫站尚未有一體化綜合熱管理技術，因此，亟需創新熱管理技術提高設備溫度控制精準度和降低冗余熱管理系統帶來的額外成本。

發明內容

本發明的目的包括提供了一種電解水制氫加氫站熱管理系統，其能夠控制電解水制氫設備的溫度，并使加氫過程中氫氣溫度達到要求，避免設備溫度越限對設備壽命帶來傷害和避免氫氣溫度過高影響加注效率。

本發明的實施例可以這樣實現：

第一方面，本發明提供一種電解水制氫加氫站熱管理系統，系統包括：

電解水制氫加氫站，包括通過氣管依次連通的電解水制氫設備、氣體純化裝置、第一壓縮機、第一儲氫罐、第一減壓閥和第一加氫槍；

熱管理設備，包括熱泵、第一換熱管、第二換熱管、換熱器、第一液體泵和第二液體泵，其中，第一液體泵安裝在第一換熱管上，第一換熱管的一端連接到熱泵，第一換熱管和第二換熱管中填充有冷卻液，第一換熱管的另一端連接到換熱器，換熱器安裝在氣管上，換熱器用于冷卻氣管，第二液體泵安裝在第二換熱管上，第二換熱管的一端連接到熱泵，第二換熱管的另一端連接到電解水制氫設備，第二換熱管用于吸收電解水制氫設備運行過程中產生的熱量。

在可選的實施方式中，電解水制氫設備包括依次電連接的變壓器、逆變器和電解槽，其中，變壓器用于接入電網，電解槽用于產出氫氣和氧氣、并輸送給氣體純化裝置，氣體純化裝置用于分離氫氣和氧氣、并將氫氣輸送給第一壓縮機。

在可選的實施方式中，第一儲氫罐的壓力范圍為：35MPa～45MPa。

在可選的實施方式中，第一儲氫罐的壓力范圍為：70MPa～85MPa。

在可選的實施方式中，電解水制氫加氫站還包括通過氣管依次連通的第二壓縮機、第二儲氫罐、第二減壓閥和第二加氫槍，其中，第二壓縮機連通到第一儲氫罐。

在可選的實施方式中，第一儲氫罐的壓力范圍為：35MPa～45MPa，第二儲氫罐的壓力范圍為：70MPa～85MPa。

在可選的實施方式中，電解水制氫設備的冷卻液出口處安裝有第一溫度傳感器，熱泵的熱源出口處安裝有第二溫度傳感器，熱泵的冷源出口處安裝有第三溫度傳感器，換熱器內安裝有第四溫度傳感器。

在可選的實施方式中，第四溫度傳感器安裝在第一壓縮機出口位置的換熱器內，第二壓縮機的出口位置的換熱器內安裝有第五溫度傳感器。