[发明专利]一种具有高效换热功能的储氢瓶集成架

说明书

本发明涉及一种具有高效换热功能的储氢瓶集成架，包括壳体，壳体内部设有数个柱状限定框架，限定框架的两侧分别设有输入管和输出管，限定框架的管壁上嵌设有的螺旋状扁平换热管，换热管的两端分别与输入管和输出管连接，且换热管位于限定框架内的侧面与限定框架的内壁相持平，数个限定框架的输入管前端通过分流器与输入总管连接，数个限定框架的输出管后端通过管路集成器与输出总管连接。本发明有效解决现有储氢瓶在吸氢和放氢时，其内部平衡压不稳定，造成吸放氢速率较慢等问题。

技术领域

本发明属储氢技术领域，涉及一种储氢瓶，尤其涉及一种具有高效换热功能的储氢瓶集成架。

背景技术

随着社会的发展，在环境和能源等问题日益突出的背景下，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视；氢能作为氢能应用的典型代表，其具有洁净、效率高、可再生等诸多优点，是受到全世界普遍关注的一种新型能源。而氢气的生产及应用技术已经足够成熟，但其储存很不方便，因此人们需要考虑氢气在储存中的安全性和稳定性。

目前，利用现有储氢瓶对氢气进行储存，但该储氢瓶在吸氢和放氢时，存在以下缺陷：1、储氢瓶内部放置有储氢材料，可以实现氢气的固态储存，以金属氢化物为代表的固态储氢材料的吸放氢过程是化学反应过程，伴随有巨大的热效应，即吸氢时放热、放氢时吸热。当固态储氢材料吸氢放热时，温度急剧升高，若放出的热量不能及时冷却，固态储氢材料的吸氢平衡压将随之升高，导致吸氢速率下降，直至停止吸氢，造成吸氢容量衰减；相反的，当固态储氢材料放氢吸热时，温度急剧下降，若不能及时为固态储氢材料加热以供给所需热量，固态储氢材料的放氢平衡压将随之降低，致使放氢速率下降，直至停止放氢，造成释氢不畅，影响储氢瓶的正常使用；2、现有储氢瓶不能及时且充分实现固态储氢材料的热交换，进而影响固态储氢材料的吸放氢速率，难以满足使用的需求；3、现有储氢瓶的散热和传热性能较差，不能充分对其内部进行加热或散热，造成吸放氢速率慢。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种具有高效换热功能的储氢瓶集成架，有效解决现有储氢瓶在吸氢和放氢时，换热效率低，造成吸放氢速率较慢等问题。

本发明所采用的技术方案：

一种具有高效换热功能的储氢瓶集成架，包括壳体，壳体内部设有数个柱状限定框架，将储氢瓶储放在限定框架内，可实现储氢瓶的集成，限定框架的两侧分别设有输入管和输出管，限定框架的管壁上嵌设有的螺旋状扁平换热管，换热管的两端分别与输入管和输出管连接，且换热管位于限定框架内的侧面与限定框架的内壁相持平，确保不影响储氢瓶放入限定框架内，又使换热管与储氢瓶外壁接触，保证换热效率，采用螺旋状结构，能够缠绕在储氢瓶的侧壁上，提高换热管与储氢瓶的接触面，能够与储氢瓶的侧壁进行热交换，使得储氢瓶内部的温度升高或下降，进而保证其平衡压处于稳定状态，提高吸氢和放氢的速率，提高换热效率。数个限定框架的输入管前端通过分流器与输入总管连接，数个限定框架的输出管后端通过管路集成器与输出总管连接。换热介质经输入总管输入，在分流器的分流作用下，该换热介质分布至各个输入管，并流经换热管，通过换热管，与各个限定框架内部所存放的储氢瓶进行热交换；最后，换热介质经输出管、管路集成器汇集输出总管，再由输出总管排出，以实现快速高效换热。

作为本发明的进一步改进，所述限定框架的横截面设计呈六边形结构。通过限定框架可有效限定储氢瓶，增强储氢瓶在壳体内部上的存放的稳定性。

作为本发明的进一步改进，还包括流量调节组件，所述流量调节组件包括温度传感器、输出电磁阀、输出电磁阀和控制器，温度传感器设置在壳体内壁上，输入电磁阀安装在输入总管上，输出电磁阀设置在输出总管上，温度传感器和控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端分别与输入电磁阀和输出电磁阀连接。利用温度传感器可实时监测壳体内部的温度值，并将该温度值发送给控制器，该温度值超过控制器设定的阈值时，控制器将相应的执行指令发送给输入电磁阀和输出电磁阀，通过调节输入电磁阀的开度以控制换热介质的进入量；同样的，通过调节输出电磁阀的开度以控制换热介质的输出量。能够最大利用换热介质通过换热管对储氢瓶进行换热。