【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及儲(chǔ)氫，具體而言，涉及一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、隨著全球?qū)τ谇鍧嵞茉葱枨蟮脑鲩L(zhǎng)，氫能因其環(huán)保和高效的特性，正在成為未來(lái)能源系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。在眾多的氫氣儲(chǔ)存技術(shù)中，固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)憑借其高儲(chǔ)氫密度和優(yōu)良的安全性能，獲得了廣泛的關(guān)注。固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)雖然具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在氫氣的吸收和釋放過(guò)程中，會(huì)伴隨大量吸放熱效應(yīng)。吸放熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)氫材料的溫度顯著變化，如果不對(duì)溫度進(jìn)行有效控制，可能影響材料的儲(chǔ)氫效率和整體系統(tǒng)的安全性。
2、傳統(tǒng)的固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)通常依賴簡(jiǎn)單的溫度控制方法，無(wú)法滿足快速響應(yīng)和高效能量利用的需求，如何在固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)充放氫過(guò)程中進(jìn)行溫度的高效控制成為當(dāng)前領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)解決的問(wèn)題是在充放氫過(guò)程中對(duì)固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的溫度進(jìn)行有效控制，進(jìn)而提升固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的充放氫效率。
2、為解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)及方法。
3、第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，包括：
4、固態(tài)儲(chǔ)氫模塊，包括相互并聯(lián)的多個(gè)固態(tài)儲(chǔ)氫單元，以及分別位于每個(gè)所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元兩端的用于控制固態(tài)儲(chǔ)氫單元管路啟閉的第一控制閥和第二控制閥；
5、加熱儲(chǔ)液模塊，包括儲(chǔ)液箱和加熱器，所述加熱器與所述儲(chǔ)液箱連接，所述加熱儲(chǔ)液模塊的兩端分別與每個(gè)所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元連通；
6、換熱器，所述換熱器的冷側(cè)進(jìn)口和所述冷側(cè)出口分別連接冷卻模塊的兩端，所述換熱器的熱側(cè)進(jìn)口與
7、冷卻模塊，包括冷水機(jī)組，所述冷水機(jī)組用于在充氫狀態(tài)下通過(guò)所述換熱器冷卻流出所述儲(chǔ)液箱的換熱介質(zhì)；
8、其中，開(kāi)啟至少一個(gè)所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元所對(duì)應(yīng)的所述第一控制閥和所述第二控制閥，所述加熱器將流經(jīng)所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元的換熱介質(zhì)加熱至所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元的第一溫度范圍，或，所述冷水機(jī)組將所述連通回路的換熱介質(zhì)冷卻至所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元開(kāi)始放氫時(shí)對(duì)應(yīng)的第二溫度范圍。
9、可選地，還包括：
10、驅(qū)動(dòng)水泵，所述驅(qū)動(dòng)水泵位于所述固態(tài)儲(chǔ)氫模塊、所述加熱儲(chǔ)液模塊和所述換熱器形成的循環(huán)回路上，用于為所述換熱介質(zhì)的循環(huán)提供動(dòng)力。
11、可選地，所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元包括所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元和預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元，所述目標(biāo)儲(chǔ)氫單元指的是處于充放氫狀態(tài)下的所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元，所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元指的是即將進(jìn)入充放氫狀態(tài)下的所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元，所述固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)還包括：
12、充放氫預(yù)處理模塊，其配置為在所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)入放氫狀態(tài)前，將至少一個(gè)所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元的換熱介質(zhì)調(diào)節(jié)至所述第一溫度范圍，或，在所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)行充氫狀態(tài)前，將至少一個(gè)所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元的換熱介質(zhì)調(diào)節(jié)至所述第二溫度范圍，所述充放氫預(yù)處理模塊包括：
13、預(yù)備儲(chǔ)液箱，用于接收、儲(chǔ)備并釋放目標(biāo)換熱介質(zhì)，所述目標(biāo)換熱介質(zhì)指的是溫度處于所述第一溫度范圍的換熱介質(zhì)，或溫度處于所述第二溫度范圍的換熱介質(zhì)，所述預(yù)備儲(chǔ)液箱與所述儲(chǔ)液箱連通；
14、進(jìn)液控制閥，位于所述預(yù)備儲(chǔ)液箱的進(jìn)液側(cè)；
15、進(jìn)液端水泵，位于所述進(jìn)液控制閥和所述預(yù)備儲(chǔ)液箱之間，用于為所述目標(biāo)換熱介質(zhì)輸入所述預(yù)備儲(chǔ)液箱提供動(dòng)力；
16、出液控制閥，位于所述預(yù)備儲(chǔ)液箱的出液側(cè)；
17、出液端水泵，位于所述出液控制閥與所述預(yù)備儲(chǔ)液箱之間，用于為所述目標(biāo)換熱介質(zhì)輸出所述預(yù)備儲(chǔ)液箱提供動(dòng)力；
18、充放氫預(yù)處理管道單元，連通所述預(yù)備儲(chǔ)液箱和所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元，所述充放氫預(yù)處理管道單元被配置為在所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)行充放氫狀態(tài)前，將所述目標(biāo)換熱介質(zhì)傳輸至所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元；
19、其中，所述第一溫度范圍為所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元放氫時(shí)的工作溫度范圍，所述第二溫度范圍為所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元放氫時(shí)的工作溫度范圍。
20、可選地，所述充放氫預(yù)處理管道單元包括：
21、充放氫預(yù)處理管道，連通所述預(yù)備儲(chǔ)液箱和所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元；
22、預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元出液控制閥，位于所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)液側(cè)；
23、預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)液控制閥，位于所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元出液側(cè)。
24、可選地，還包括：
25、預(yù)備儲(chǔ)液箱進(jìn)液流量計(jì)，位于所述預(yù)備儲(chǔ)液箱進(jìn)液側(cè)，用于測(cè)量所述預(yù)備儲(chǔ)液箱的換熱介質(zhì)流入量；
26、預(yù)備儲(chǔ)液箱出液流量計(jì)，位于所述預(yù)備儲(chǔ)液箱出液側(cè)，用于測(cè)量經(jīng)所述預(yù)備儲(chǔ)液箱流出并流入所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元的換熱介質(zhì)流量；
27、儲(chǔ)液箱溫度傳感器，與所述儲(chǔ)液箱連接，用于測(cè)量所述儲(chǔ)液箱內(nèi)換熱介質(zhì)的溫度；
28、固態(tài)儲(chǔ)氫單元溫度傳感器，與所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元連接，用于測(cè)量所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元中的換熱介質(zhì)溫度；
29、目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元出液控制閥，位于所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)液側(cè)，用于控制所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元與預(yù)備儲(chǔ)液箱輸入端之間管道的通閉；
30、目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)液控制閥，位于所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元出液側(cè)，用于控制所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元與預(yù)備儲(chǔ)液箱輸出端之間管道的通閉。
31、第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理方法，使用上述固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，包括：
32、識(shí)別所述固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的目標(biāo)工作狀態(tài)，所述目標(biāo)工作狀態(tài)包括放氫工作狀態(tài)或充氫工作狀態(tài)；
33、若所述目標(biāo)工作狀態(tài)為所述放氫工作狀態(tài)，開(kāi)啟至少一組所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元所對(duì)應(yīng)的所述第一控制閥和所述第二控制閥，使得至少一組所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元、所述加熱儲(chǔ)液模塊和所述換熱器組成連通回路，啟動(dòng)所述加熱器并關(guān)閉所述冷水機(jī)組，控制所述加熱器將所述連通回路的換熱介質(zhì)加熱至所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元的第一溫度范圍；
34、若所述目標(biāo)工作狀態(tài)為所述充氫工作狀態(tài)，開(kāi)啟至少一組所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元所對(duì)應(yīng)的所述第一控制閥和所述第二控制閥，使得至少一組所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元、所述加熱儲(chǔ)液模塊和所述換熱器組成連通回路，啟動(dòng)所述冷水機(jī)組并關(guān)閉加熱器，控制所述冷水機(jī)組將所述連通回路的換熱介質(zhì)冷卻至所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元的第二溫度范圍。
35、可選地，還包括：
36、在所述目標(biāo)工作狀態(tài)為所述放氫工作狀態(tài)且所述連通回路的換熱介質(zhì)被加熱至所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元的第一溫度范圍時(shí)，采集所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元的氫氣釋放量；
37、當(dāng)所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元的氫氣釋放量達(dá)到預(yù)設(shè)放氫值時(shí)，開(kāi)啟所述進(jìn)液控制閥，將所述目標(biāo)換熱介質(zhì)輸入至所述預(yù)備儲(chǔ)液箱，當(dāng)所述預(yù)備儲(chǔ)液箱內(nèi)的目標(biāo)換熱介質(zhì)的流入量達(dá)到目標(biāo)儲(chǔ)液量時(shí)，關(guān)閉所述進(jìn)液控制閥，開(kāi)啟所述出液端水泵和所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)液控制閥，當(dāng)所述目標(biāo)換熱介質(zhì)的流出量達(dá)到預(yù)設(shè)流出量時(shí)，關(guān)閉所述出液端水泵和所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元進(jìn)液控制閥，使所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元中換熱介質(zhì)溫度預(yù)升溫至第一溫度范圍。
38、可選地，還包括：
39、當(dāng)所述目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元的氫氣本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元（11）包括目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元（111）和預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元（112），所述目標(biāo)儲(chǔ)氫單元（111）指的是處于充放氫狀態(tài)下的所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元（11），所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元（112）指的是即將進(jìn)入充放氫狀態(tài)下的所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元（11），所述固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述充放氫預(yù)處理管道單元包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
6.一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理方法，使用權(quán)利要求5所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理方法，其特征在于，還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理方法，其特征在于，還包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理方法，其特征在于，還包括：
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...【技術(shù)特征摘要】
1.一種固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元（11）包括目標(biāo)固態(tài)儲(chǔ)氫單元（111）和預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元（112），所述目標(biāo)儲(chǔ)氫單元（111）指的是處于充放氫狀態(tài)下的所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元（11），所述預(yù)備固態(tài)儲(chǔ)氫單元（112）指的是即將進(jìn)入充放氫狀態(tài)下的所述固態(tài)儲(chǔ)氫單元（11），所述固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)儲(chǔ)氫熱管理系統(tǒng)，其特...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王紹權(quán)，郎福雙，周建國(guó)，萬(wàn)迪，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：杭州洛達(dá)氫能裝備發(fā)展有限公司，
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