Công nghệ trao đổi nhiệt tốt nhất để làm mát trước hydro là gì?

Trả lời câu hỏi chính:Công nghệ trao đổi nhiệt tiên tiến và hiệu quả nhất được sử dụng để làm mát trước hydro tại các trạm xăng dầu là gì?Công nghệ trao đổi nhiệt tốt nhất cho việc làm mát trước bằng hydro làMáy trao đổi nhiệt microchannel liên kết phân tán, thường được thực hiện như mộtMáy trao đổi nhiệt mạch in (PCHE)Bởi vì phân phối hydro nhanh chóng vào bể lưu trữ xe gây ra sự gia tăng nhiệt độ bên trong nghiêm trọng do nén adiabatic, các trạm phải làm mát trước khí đến khoảng -40 ° C.Máy trao đổi nhiệt microchannel liên kết khuếch tán đạt được điều này với hiệu quả nhiệt tối đa bằng cách kết hợp một dấu chân siêu nhỏ gọn, an toàn rò rỉ ống nén không và khả năng chịu áp suất hoạt động cực cao lên đến 100 MPa.

Nạp nhiên liệu cho một chiếc xe điện pin nhiên liệu (FCEV) trong vòng chưa đầy năm phút đòi hỏi phải chuyển khí áp suất cao (35 MPa đến 70 MPa hoặc cao hơn) vào một bể tổng hợp sợi cacbon trên tàu.Chuyển đổi khối lượng nhanh chóng này tạo ra sự nóng lên nhiệt động lực mạnh mẽ:

• Vấn đề nén adiabatic:Khi khí áp suất cao lao vào khối lượng dư thừa của xe, khí nén nhanh chóng, chuyển đổi năng lượng động thành nhiệt có thể đẩy nhiệt độ lưu trữ vượt quá giới hạn an toàn 85 ° C.
• Nhu cầu làm mát trước -40 °C:Để ngăn ngừa sự suy giảm nhiệt của lớp lót bể và đảm bảo xe đạt được trạng thái sạc đầy đủ 100% (SoC),Máy phân phối trạm phải dẫn hydro qua một máy làm mát trước hiệu suất cao làm giảm nhiệt độ xuống -40 °C.
• Thách thức về cấu trúc:Máy trao đổi nhiệt truyền thống thất bại trong những điều kiện này bởi vì các vỏ thắt tiêu chuẩn bị suy giảm dưới chu kỳ nhiệt nghiêm trọng,và thiết kế áp suất thấp không thể xử lý an toàn áp suất chu kỳ cực kỳ cần thiết cho cơ sở hạ tầng hydro hiện đại.

Các đơn vị microchannel liên kết khuếch tán đại diện cho đỉnh cao của kỹ thuật nhiệt cho các ứng dụng hydro do một số lợi thế cấu trúc độc đáo:

• Lõi nguyên khối rắn mà không có đệm:Được sản xuất bằng cách khắc hóa học các đường chảy quy mô vi mô vào các vỏ kim loại (thường là thép không gỉ 316L) và hợp nhất chúng với nhau bằng cách hàn phổ nhiệt cao,Những bộ trao đổi này loại bỏ các miếng đệm cơ học, các khớp đồng nhiệt, và đường dẫn rò rỉ tiềm năng hoàn toàn.
• Hiệu quả nhiệt đặc biệt và tiếp cận gần:Địa hình microchannel phức tạp tạo ra nhiễu loạn chất lỏng cao và tỷ lệ bề mặt lớn so với khối lượng,cho phép tiếp cận nhiệt độ đặc biệt gần giữa vòng lặp làm mát và dòng hydro.
• Áp lực cực và khả năng chống lạnh:Được chứng nhận để xử lý áp suất thiết kế lên đến 100 MPa và nhiệt độ hoạt động giảm xuống mức cryogenic (-253 °C),chúng dễ dàng sống sót trước những áp suất cao và những cú sốc nhiệt của các hoạt động tiếp nhiên liệu thương mại.