【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于氫能源、壓縮機冷卻，具體涉及一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統。
技術介紹
1、目前國內建設的加氫站主要設置的壓縮機為隔膜式壓縮機組或液壓式壓縮機組。根據壓縮機的工作原理，壓縮機組的壓縮熱主要從壓縮機缸頭、液壓油以及高壓氫氣三種形式離開壓縮機，因此必須對壓縮機缸頭、液壓油以及高壓氫氣進行足夠的冷卻才能確保壓縮機長時間、高效率的安全工作，此外壓縮機驅動電機也需要良好的冷卻以保持其高效運行，因此加氫站中必須設置冷卻水系統。
2、冷卻水系統的主要服務對象為壓縮機缸頭、液壓油、高壓氫氣和壓縮機電機。系統在對壓縮機部件的冷卻過程中，水、電、備品備件耗材占運營階段能耗的30％以上，是制約加氫站的規劃、建設與運營的重要因素。目前加氫站常用的500kg/12h@12.5mpa的隔膜式壓縮機組配電功率約為55～60kw，對應冷卻水系統的冷卻需求約為35～40kw，降低預冷設備的初期投資和使用能耗對于推動加氫站建設與運營具有重要意義。
3、為滿足加氫站壓縮機系統的冷卻需求，目前加氫站往往對應的配置一套冷卻水系統(一用一備)，根據項目所在地的氣象、水資源供應條件不同，冷源通常包括兩種：(1)冷卻塔冷卻方式；(2)高溫冷水機組冷卻方式。
4、冷卻塔冷卻方式，利用外噴淋水系統的蒸發吸熱帶走內循環水系統的熱量，保證供水溫度恒定，但該方案系統年運行的水耗較大，地方水資源與環保要求壓力大，且在冬季運行時有一定的凍結風險影響設備的正常工作，并需要定期清除鈣鎂水垢。采用高溫冷水機組采用電制冷的形式滿足冷
技術實現思路
1、為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有的加氫站冷卻系統存在冬季凍結、水耗量或電耗量大的問題，本專利技術提出了一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，該系統包括：空冷器、地埋管系統、工況切換閥組、循環水系統；
2、所述空冷器為一或多個；
3、所述地埋管系統包括多組地埋管；所述地埋管埋在設定深度的地下；
4、所述循環水系統包括冷卻水回水水路、冷卻水供水水路；
5、所述工況切換閥組包括閥門a、閥門b、閥門c、閥門d；
6、所述冷卻水回水水路中的回水經所述閥門b被送入所述空冷器；
7、所述冷卻水回水水路中的回水經所述閥門c被送入所述地埋管系統；
8、所述地埋管系統、所述空冷器將被送入的回水冷卻成低溫冷卻水，通過所述冷卻水供水水路，經所述閥門a送入被冷卻裝置；
9、所述閥門c與所述地埋管系統之間的冷卻水回水水路中的回水經所述閥門d被送入所述閥門a與所述被冷卻裝置之間的冷卻水供水水路。
10、在一些優選的實施方式中，所述地埋管為雙u型地埋管。
11、在一些優選的實施方式中，當加氫站的溫度高于等于設定第一溫度閾值且低于等于設定第二溫度閾值時，開啟所述閥門a、所述閥門b，關閉所述閥門c、所述閥門d，具體為：
12、所述冷卻水回水水路中的回水在水泵增壓后，經所述閥門b進入所述空冷器，利用所述空冷器產生的低溫空氣的冷能將回水冷卻后，經所述閥門a被送入所述被冷卻裝置中，完成對加氫站壓縮機的設定部位的冷卻。
13、在一些優選的實施方式中，當加氫站的溫度低于設定所述第一溫度閾值時，開啟所述閥門b、所述閥門d，關閉所述閥門a、所述閥門c，具體為：
14、所述冷卻水回水水路中的回水在水泵增壓后，經所述閥門b進入所述空冷器，利用所述空冷器產生的低溫空氣的冷能將回水冷卻成低溫冷卻水，進入所述地埋管系統向土壤蓄存冷量后，經所述閥門d送入所述被冷卻裝置中，完成對加氫站壓縮機的設定部位的冷卻。
15、在一些優選的實施方式中，當加氫站的溫度高于所述設定第二溫度閾值時，開啟所述閥門a、所述閥門c，關閉所述閥門b、所述閥門d，具體為：
16、所述冷卻水回水水路中的回水在水泵增壓后，經所述閥門c進入所述地埋管系統，利用淺層地熱能，取出土壤中蓄存的冷能將回水冷卻后，經所述閥門a被送入所述被冷卻裝置中，完成對加氫站壓縮機的設定部位的冷卻。
17、在一些優選的實施方式中，所述冷卻水回水水路與所述閥門b、所述閥門c之間的回水水路上設置有水泵系統；
18、所述水泵系統包括第一回水水路、第二回水水路、第三回水水路；
19、所述第一回水水路、所述第二回水水路上分別設置一個水泵，一用一備；
20、所述第三回水水路上設置有止回閥，用于防止逆流。
21、在一些優選的實施方式中，所述空冷器每年在運行時段內供出的冷量為加氫站壓縮機全年需求供冷量與設定富余冷量的和。
22、在一些優選的實施方式中，當所述空冷器為多個時，各空冷器的進水口分別連接在所述冷卻水回水水路上、各空冷器的出水口分別連接在所述冷卻水供水水路上。
23、本專利技術的有益效果：
24、本專利技術充分利用了淺層地熱能和空氣能，實現了冷能的冬儲夏用，降低了系統的運行能耗，降低冷水機組的配電功率，減少電力系統投資，解決了冬季冷卻塔凍結的問題，彌補了相應領域的不足。
25、本專利技術與冷卻塔系統相比，系統運行無水耗、無排污需求，且有效解決了冬季冷卻塔凍結的問題。與高溫冷水機組系統相比，降低了系統的配電負荷和運行電耗，同時解決了北方地區與部分南方地區冬季工況冷水機組啟動低溫保護，無法正常供冷的問題。本專利技術系統通過空氣能與淺層地熱能的結合，能夠廣泛適用于我國冬季平均溫度較低的區域，具有廣泛的應用場景和推廣空間。
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1.一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，該系統包括：空冷器、地埋管系統、工況切換閥組、循環水系統；
2.根據權利要求1所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，所述地埋管為雙U型地埋管。
3.根據權利要求2所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，當加氫站的溫度高于等于設定第一溫度閾值且低于等于設定第二溫度閾值時，開啟所述閥門A、所述閥門B，關閉所述閥門C、所述閥門D，具體為：
4.根據權利要求3所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，當加氫站的溫度低于設定所述第一溫度閾值時，開啟所述閥門B、所述閥門D，關閉所述閥門A、所述閥門C，具體為：
5.根據權利要求3所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，當加氫站的溫度高于所述設定第二溫度閾值時，開啟所述閥門A、所述閥門C，關閉所述閥門B、所述閥門D，具體為：
6.根據權利要求1所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，所述冷卻水回
7.根據權利要求3所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，所述空冷器每年在運行時段內供出的冷量為加氫站壓縮機全年需求供冷量與設定富余冷量的和。
8.根據權利要求6所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，當所述空冷器為多個時，各空冷器的進水口分別連接在所述冷卻水回水水路上、各空冷器的出水口分別連接在所述冷卻水供水水路上。
...【技術特征摘要】
1.一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，該系統包括：空冷器、地埋管系統、工況切換閥組、循環水系統；
2.根據權利要求1所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，所述地埋管為雙u型地埋管。
3.根據權利要求2所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，當加氫站的溫度高于等于設定第一溫度閾值且低于等于設定第二溫度閾值時，開啟所述閥門a、所述閥門b，關閉所述閥門c、所述閥門d，具體為：
4.根據權利要求3所述的一種基于土壤蓄熱與空氣能的加氫站壓縮機冷卻系統，其特征在于，當加氫站的溫度低于設定所述第一溫度閾值時，開啟所述閥門b、所述閥門d，關閉所述閥門a、所述閥門c，具體為：
5.根據權利要求3所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李洪濤，趙立前，李國輝，朱凱，雷婷，蔡金洋，吳夢南，薛杉，程振華，李繼果，
申請(專利權)人：中國石油天然氣管道工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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