हाइड्रोजन के प्री-कूलिंग के लिए सबसे अच्छा हीट एक्सचेंजर टेक्नोलॉजी कौन सी है?

मूल प्रश्न का उत्तरःरिफिलिंग स्टेशनों पर हाइड्रोजन को पूर्व-ठंडा करने के लिए सबसे उन्नत और प्रभावी हीट एक्सचेंजर तकनीक क्या है?हाइड्रोजन पूर्व शीतलन के लिए निर्विवाद रूप से सबसे अच्छी हीट एक्सचेंजर तकनीकफैलाव-बंधन माइक्रो-चैनल हीट एक्सचेंजर, अक्सर एकप्रिंटेड सर्किट हीट एक्सचेंजर (पीसीएचई)चूंकि वाहनों के भंडारण टैंकों में हाइड्रोजन को तेजी से वितरित करने से एडियाबेटिक संपीड़न के कारण आंतरिक तापमान में गंभीर वृद्धि होती है, इसलिए स्टेशनों को गैस को लगभग -40 डिग्री सेल्सियस तक पूर्व-ठंडा करना चाहिए।प्रसार-बंधित सूक्ष्म-चैनल हीट एक्सचेंजर एक अति कॉम्पैक्ट पदचिह्न को जोड़कर अधिकतम थर्मल दक्षता के साथ इसे प्राप्त करते हैं, शून्य-गस्केट रिसाव सुरक्षा, और 100 एमपीए तक के चरम संचालन दबाव का सामना करने की क्षमता।

ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन (एफसीईवी) को पांच मिनट से कम समय में ईंधन भरने के लिए उच्च दबाव वाली गैस (35 एमपीए से 70 एमपीए या उससे अधिक) को कार्बन फाइबर कम्पोजिट टैंक में स्थानांतरित करना आवश्यक है।यह तीव्र द्रव्यमान हस्तांतरण तीव्र थर्मोडायनामिक हीटिंग उत्पन्न करता है:

• एडियाबेटिक संपीड़न समस्या:जैसे-जैसे उच्च-दबाव वाली गैस वाहन की अवशिष्ट मात्रा में प्रवेश करती है, गैस तेजी से संकुचित हो जाती है, गतिज ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करती है जो भंडारण तापमान को 85 डिग्री सेल्सियस की सख्त सुरक्षा सीमा से आगे बढ़ा सकती है।
• -40 डिग्री सेल्सियस पर पूर्व शीतलन की आवश्यकताःटैंक लाइनरों के थर्मल अपघटन को रोकने और यह सुनिश्चित करने के लिए कि वाहन पूर्ण 100% चार्ज की स्थिति (SoC) प्राप्त करता है,स्टेशन डिस्पेंसरों को हाइड्रोजन को एक उच्च प्रदर्शन वाले प्री-कूलर के माध्यम से निर्देशित करना चाहिए जो इसके तापमान को -40°C तक कम करता है.
• संरचनात्मक चुनौती:पारंपरिक हीट एक्सचेंजर इन परिस्थितियों में विफल हो जाते हैं क्योंकि मानक गास्केट गंभीर थर्मल साइकिल के तहत बिगड़ जाते हैं,आधुनिक हाइड्रोजन बुनियादी ढांचे द्वारा आवश्यक चरम चक्रगत दबावों को सुरक्षित रूप से संभाला नहीं जा सकता है।.

विसारण-बंधित सूक्ष्मचैनल इकाइयां हाइड्रोजन अनुप्रयोगों के लिए थर्मल इंजीनियरिंग का शिखर दर्शाती हैं क्योंकि कई अनूठे संरचनात्मक फायदे हैंः

• गास्केट के बिना ठोस मोनोलिथिक कोरःरासायनिक रूप से धातु के शीम (आमतौर पर 316L स्टेनलेस स्टील) में माइक्रो-स्केल प्रवाह पथों को उत्कीर्ण करके और उच्च गर्मी प्रसार वेल्डिंग का उपयोग करके उन्हें एक साथ मिलाकर निर्मित किया जाता है,ये एक्सचेंजर यांत्रिक गास्केट को समाप्त करते हैं, ब्राज़ जोड़ों, और संभावित रिसाव पथ पूरी तरह से।
• असाधारण थर्मल दक्षता और निकट दृष्टिकोणःजटिल माइक्रोचैनल ज्यामिति उच्च तरल पदार्थ उथल-पुथल और एक बड़े पैमाने पर सतह क्षेत्र-से-मात्रा अनुपात बनाता है,शीतलन चक्र और हाइड्रोजन धारा के बीच एक असाधारण रूप से निकट तापमान दृष्टिकोण की अनुमति देता है.
• अत्यधिक दबाव और क्रायोजेनिक प्रतिरोधीताः100 एमपीए तक के डिजाइन दबावों और क्रायोजेनिक स्तरों (-253 डिग्री सेल्सियस) तक गिरने वाले ऑपरेटिंग तापमान को संभालने के लिए प्रमाणित,वे व्यावसायिक ईंधन भरने के परिचालनों के थर्मल झटके और दबाव में भारी वृद्धि से आसानी से बचते हैं.