[发明专利]一种用于加氢站的热管理系统

说明书

本发明公开了一种用于加氢站的热管理系统，解决现有加氢站液氢储藏与气氢加氢过程中能量消耗大且能源使用不充分的技术问题。本发明包括加氢装置，对加氢装置进行能源循环使用的热循环装置，以及用于控制加氢装置和热循环装置的热管理装置；加氢装置包括依次相连的液氢转化结构、氢气压缩机、高压气氢储气瓶和高压加氢机；热循环装置包括通过热循环管路循环连接的第一换热器和第二换热器；热管理装置包括信号输入器，与信号输入器相连接并且用于控制整个系统的MCU控制器。本发明采用了热管理系统，合理有效且智能化的控制液氢储藏与气氢加氢过程中的热能与冷能的消耗，通过热循环系统最大限度节约能源，实现高效的能源利用。

技术领域

本发明属于加氢站技术领域，具体涉及一种用于加氢站的热管理系统。

背景技术

受益于国家和地方政府政策的推动，我国氢能与燃料电池产业发展迅速，全国将近30个城市进行了产业布局，个别城市已经构建了制氢、储氢、氢运输、加氢站以及车辆商业化为一体的全产业链体系。目前氢气存储主要为高压气态储氢和低温液态储氢两种。高压气态储氢以气罐为储存容器，通过高压压缩的方式存储气态氢，其优点是成本低、能耗相对小，可以通过减压阀调节氢气的释放速度，充放气速度快，动态响应好，能在瞬间开关氢气；除此之外，车载系统也通过车用高压气态储氢进行氢气贮藏。

而低温液态储氢是将氢气压缩后冷却到-252℃以下，使之液化并存放在绝热真空储存器中。与高压气态储氢相比，低温液态储氢的质量和体积的储氢密度都有大幅度提高，通常低温液态储氢质量储氢密度可以达到5.7％。仅从质量和体积储氢密度分析，低温液态储氢是比较理想的储氢技术，是未来重要的发展方向，它的运输能力是高压气态氢气运输的十倍以上，可配合大规模风电、水电、光电电解水制氢储运，也可极大程度提高加氢站氢气储氢能力。

从液氢储氢到高压气氢加氢需要经过液氢气化为气氢、气氢加压为高压气氢以及加氢机加氢等程序，而不同过程分别有吸热和散热的发生。液氢气化需要大量吸热，采用传统能源的外加热方式，能源消耗巨大；但氢气加压压缩至储气瓶过程中，氢气温度会升高，压缩机缸套及润滑油系统也产生大量热能，这些都需要对其进行冷却，除去热能；氢气通过加氢机加注到汽车车载瓶的过程中，由于流速高及氢气特性，使得氢气温度急剧升高，必须要有可靠的降温措施来降低氢气温度在规定范围，确保安全和储存容量。在加氢站的高压加氢过程中对热能和冷能同时存在需求，并且此过程中也伴随热能与冷能的产生，为此可通过热管理系统实现能源的循环利用。

因此，本发明提供了一种用于加氢站的热管理系统，解决现有加氢站液氢储藏与气氢加氢过程中能量消耗大且能源使用不充分的技术问题，采用了热管理系统，能合理、有效且智能化的控制液氢储藏与气氢加氢过程中的热能与冷能的消耗，并通过热循环系统最大限度的节约能源，实现高效的能源利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于加氢站的热管理系统，解决现有加氢站液氢储藏与气氢加氢过程中能量消耗大且能源使用不充分的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于加氢站的热管理系统包括加氢装置，对加氢装置进行能源循环使用的热循环装置，以及用于控制加氢装置和热循环装置的热管理装置；加氢装置包括依次相连的液氢转化结构、氢气压缩机、高压气氢储气瓶和高压加氢机；热循环装置包括为液氢气化提供热能的第一换热器、以及用于气氢加压降温的第二换热器，第一换热器和第二换热器之间通过热循环管路循环连接；热管理装置包括信号输入器，与信号输入器相连接并且用于控制整个系统的MCU控制器。

进一步地，液氢转化结构包括液氢储气瓶，从液氢储气瓶接出的转化装置，以及从转化装置接出并且与氢气压缩机相连接的气氢储气瓶。

进一步地，转化装置内设有分别用于温度、压力监测的转化温度传感器和转化压力传感器。