[實用新型]一種氫氣壓縮機水冷式冷卻系統

有效

• 申請號: 202123232276.7
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN216714646U
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 薛健;嚴成
• 申請（專利權）人: 江陰市索創工業精密制冷設備有限公司
• 主分類號: F04B39/06
• 分類號: F04B39/06
• 代理公司: 無錫市觀知成專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 32591
• 代理人: 任月娜

本實用新型提供了一種氫氣壓縮機水冷式冷卻系統，其能解決現有氫氣壓縮機冷卻系統無法常年穩定運行的問題。其包括一級預冷和二級蒸汽壓縮式冷卻，一級預冷包括冷卻塔和換熱器一；二級蒸汽壓縮式冷卻包括制冷劑循環和載冷劑循環，制冷劑循環包括首尾依次連接的壓縮機、套管式冷凝器、干燥過濾器、膨脹閥、換熱器二和氣液分離器，套管式冷凝器的冷卻介質進口與冷卻塔的出水口通過管路一連接，套管式冷凝器的冷卻介質出口與冷卻塔的進水口通過管路二連接，管路一上沿冷卻介質流動方向依次安裝有旁通閥、水泵二和溫度傳感器，旁通閥還與管路二連通，旁通閥、水泵二和溫度傳感器分別與PLC控制器電控連接。

技術領域

本實用新型涉及加氫設備領域，具體為一種氫氣壓縮機水冷式冷卻系統。

背景技術

隨著環保意識的增強，新能源汽車尤其是氫能源汽車逐漸受到大眾的喜愛，在給氫能源汽車加注氫氣時，常用到氫氣壓縮機和加氫機。氫氣通過氫氣壓縮機加壓后送入加氫機，再由加氫機注入汽車儲氫罐。

由于氫氣壓縮機加壓后的氫氣會膨脹發熱，而汽車儲氫罐又有容積小型化的設計目標，為了增加汽車儲氫罐的儲氣量，需要對氫氣進行降溫冷卻，以提高高壓氫氣單位體積的質量。現有氫氣壓縮機冷卻系統有的是在氫氣壓縮機前后分別利用換熱器對氫氣進行冷卻，但兩次冷卻的冷卻介質都是采用冷卻水，而冷卻水是由空氣冷卻的，由于空氣溫度一年四季不同，造成被冷卻的水溫不穩定，造成氫氣壓縮機冷卻系統無法常年穩定運行。

發明內容

針對現有氫氣壓縮機冷卻系統的兩次冷卻的冷卻介質都是冷卻水，而冷卻水是由空氣冷卻的，由于空氣溫度一年四季不同，造成被冷卻的水溫不穩定，造成氫氣壓縮機冷卻系統無法常年穩定運行的技術問題，本實用新型提供了一種氫氣壓縮機水冷式冷卻系統，其能保證氫氣壓縮機冷卻系統常年穩定運行。

其技術方案是這樣的：一種氫氣壓縮機水冷式冷卻系統，其特征在于：其包括一級預冷和二級蒸汽壓縮式冷卻，所述一級預冷包括冷卻塔和換熱器一，所述冷卻塔的出水口與所述換熱器一的進水口之間連接水泵一，所述換熱器一的出水口與所述冷卻塔的進水口連接；

所述二級蒸汽壓縮式冷卻包括制冷劑循環和載冷劑循環，所述制冷劑循環包括首尾依次連接的壓縮機、套管式冷凝器、干燥過濾器、膨脹閥、換熱器二和氣液分離器，所述套管式冷凝器的冷卻介質進口與所述冷卻塔的出水口通過管路一連接，所述套管式冷凝器的冷卻介質出口與所述冷卻塔的進水口通過管路二連接，所述管路一上沿冷卻介質流動方向依次安裝有旁通閥、水泵二和溫度傳感器，所述旁通閥還與所述管路二連接，所述旁通閥、所述水泵二和所述溫度傳感器分別與PLC控制器電控連接；所述載冷劑循環包括首尾依次連接的所述換熱器二、冷凍水箱、水泵三和加氫機換熱器，所述加氫機換熱器的進氣口與所述換熱器一的出氣口之間連接有氫氣壓縮機。

其進一步特征在于：

所述冷卻塔與所述換熱器一和所述套管式冷凝器之間的四條管路上均設置有閘閥，所述水泵三所在的管路上設置有閘閥。

所述換熱器一、所述換熱器二和所述加氫機換熱器均為板式換熱器。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的氫氣壓縮機水冷式冷卻系統，包括一級預冷和二級蒸汽壓縮式冷卻，一級預冷的冷卻介質為冷卻塔出來的冷卻水，冷卻水在冷卻塔內由空氣冷卻；二級蒸汽壓縮式冷卻的冷卻介質不再采用空氣冷卻的冷卻水，而是采用制冷劑冷卻的載冷劑，制冷劑在套管式冷凝器中與冷卻塔出來的冷卻水進行熱交換，由于管路一上設置了旁通閥、水泵二和溫度傳感器，當溫度傳感器檢測到冷卻塔出來的冷卻水過冷時，可以利用旁通閥和水泵二，將管路二內的升溫后的冷卻水吸入管路一，直到管路一中的冷卻水水溫達到要求，旁通閥斷開管路一與管理二的連通，從而確保進入套管式冷凝器中的冷卻水的水溫常年穩定，進而制冷劑的制冷量變化微小，進入加氫機換熱器的低溫載冷劑的溫度變化就小，保證氫氣壓縮機的出氣溫度穩定，冷卻系統得以常年穩定運行；同時，載冷劑由制冷劑冷卻，使得載冷劑的溫度遠低于冷卻塔出來的冷卻水溫度，載冷劑與氫氣的溫差更大，對氫氣的冷卻效果更好。