一种带有相变换热器的镁基固态储氢系统的制作方法

1.本实用新型涉及氢能技术领域，尤其涉及一种带有相变换热器的镁基固态储氢系统。


背景技术：

2.氢能是全球最具发展前景的清洁无污染能源，但是它难以储存与运输的缺陷限制了它的发展。镁基固态储氢相较于高压气态储氢和液态储氢更加的安全高效，因此镁基固态储氢是极具发展前景的固体储氢材料。镁基固态储氢利用的是在一定的温度和压强下镁合金材料能够发生可逆反应的原理，从而实现氢气的储存与释放，但现阶段的镁基固态储氢系统存在大量余热浪费的现象。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种回收热能，提高吸氢效率的带有相变换热器的镁基固态储氢系统。
4.本实用新型的一种带有相变换热器的镁基固态储氢系统，包括固态储氢罐、氢气管路和加热装置，所述固态储氢罐内填充有储氢材料；所述氢气管路的一端与所述固态储氢罐相连通，所述氢气管路上沿进气方向依次设有第一阀门、第一流量调节件、流量检测件、过滤器、相变换热器、压力检测件和第二阀门，所述加热装置用于给所述固态储氢罐加热。
5.进一步的，所述固态储氢罐内设有导热管，所述加热装置包括循环泵、储油罐、加热件、冷却件和第二流量调节件，所述导热管、循环泵、储油罐、冷却件和第二流量调节件通过输油管依次相连通构成闭合回路，所述加热件设置在所述储油罐上用于加热其内部油。
6.进一步的，系统还包括控制器和第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述固态储氢罐上用于检测其内部温度，所述控制器与所述第一温度传感器、加热件、冷却件、第二流量调节件电连接。
7.进一步的，所述系统还包括冷却机组和第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在氢气管路上，且位于所述过滤器和相变换热器之间，所述第二温度传感器和过滤器之间设有第一电磁阀，所述冷却机组通过支管路并联在所述氢气管路上，且所述支管路并联在所述第一电磁阀的两端，所述支管路上还设有第二电磁阀，所述控制器与所述冷却机组、第二温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀电连接。
8.进一步的，所述氢气管路的另一端设有快速接头。
9.本实用新型相比较于现有技术，其使用方便、节能环保；回收放氢时的热能，安全稳定地降低放氢温度；加热吸氢时的氢气温度，提高系统的吸氢效率；相变储能换热器的使用寿命较一般换热器强；系统结构简单，较现有的系统成本降低。
附图说明
10.图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图；
11.图2为本实用新型的另一种实施例的结构示意图。
12.1、固态储氢罐；2、氢气管路；3、加热装置；301、循环泵；302、储油罐；303、加热件；304、冷却件；305、第二流量调节件；306、输油管；4、第一阀门；5、第一流量调节件；6、流量检测件；7、过滤器；8、相变换热器；9、压力检测件；10、第二阀门；11、导热管；12、控制器；13、第一温度传感器；14、冷却机组；15、第二温度传感器；16、第一电磁阀；17、支管路；18、第二电磁阀；19、快速接头。
具体实施方式
13.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
14.如图1所示，本实用新型的一种带有相变换热器的镁基固态储氢系统，包括固态储氢罐1、氢气管路2和加热装置3，固态储氢罐1内填充有储氢材料；氢气管路2的一端与固态储氢罐1相连通，氢气管路2上沿进气方向依次设有第一阀门4、第一流量调节件5、流量检测件6、过滤器7、相变换热器8、压力检测件9和第二阀门10，加热装置3用于给固态储氢罐1加热。
15.第一流量调节件5用于调节氢气管路2的进气流量与流速；流量检测件6用于检测氢气管路2的进气流量与流速，相变换热器8用于回收固态储氢容器放氢时氢气所带的热能以及加热固态储氢容器吸氢时的氢气源；本系统相较于传统的镁基固态储氢系统，可以有效的回收余热，安全稳定地大幅度降低放氢温度，同时可以有效的提高吸氢时的氢气温度，一定程度上提高吸氢效率，满足当今社会节能环保的需求。
16.充氢时，使得氢气流量达到预设的吸氢流量，而后氢气经过过滤器7到达相变换热器8，此时相变换热器8里的相变材料凝固放出热量，起到加热氢气的作用，有利于提高储氢材料的吸氢效率，而后氢气通入固态储氢罐1内。
17.过滤器7用于过滤氢气，保证氢气的纯度。
18.充氢过程中需观察压力检测件9检测到的压力是否下降过快，如过快证明氢气的流量过大，需要调节第一流量调节件5使得固态储氢罐1内的压力平衡。
19.流量检测件6检测充氢质量达到设定值后，关闭所有需要关闭的零部件，充氢过程结束。
20.放氢时，氢气由固态储氢罐1放出进入相变换热器8，此时相变换热器8里的相变材料融化吸收热量，起到冷却氢气的作用，不仅避免高温氢气对氢气管道上的零部件以及待充氢设备造成损坏，还可以保证氢气使用的安全性，而后氢气进入待充氢设备。
21.过滤器7用于过滤放氢时的氢气，保证氢气的纯度。
22.流量检测件6检测放氢质量达到设定值后，关闭所有需要关闭的零部件，放氢过程结束。
23.加热装置3的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，固态储氢罐1内可以设有导热管11，加热装置3包括循环泵301、储油罐302、加热件303、冷却件304和第二流量调节件305，导热管11、循环泵301、储油罐302、冷却件304和第二流量调节件305通过输油管306
依次相连通构成闭合回路，加热件303设置在储油罐302上用于加热其内部油，系统还可以包括控制器12和第一温度传感器13，第一温度传感器13设置在固态储氢罐1上用于检测其内部温度，控制器12与第一温度传感器13、加热件303、冷却件304和第二流量调节件305电连接。
24.加热装置3工作时，油在闭合回路中循环，循环泵301开启状态，热油开始不断循环，控制器12调节第二流量调节件305的开度使油流量达到设定值，加热件303设置在储油罐302上用于加热其内部油，当第一温度传感器13的所检测到固态储氢罐1的温度达到吸氢温度或放氢时，储氢材料开始吸氢或放氢，由于吸氢过程是放热过程，当第一温度传感器13的所检测到的温度高于设定的最高温度时，控制器12控制加热件303关闭，冷却件304打开，起到对热油降温的要求，由于放氢过程是吸热过程，在这个过程中，冷却件304始终处于关闭状态。
25.如图2所示，在另一种可实施的方式中，系统还可以包括冷却机组14和第二温度传感器15，第二温度传感器15设置在氢气管路2上，且位于过滤器7和相变换热器8之间，第二温度传感器15和过滤器7之间设有第一电磁阀16，冷却机组14通过支管路17并联在氢气管路2上，且支管路17并联在第一电磁阀16的两端，支管路17上还设有第二电磁阀18，控制器12与冷却机组14、第二温度传感器15、第一电磁阀16和第二电磁阀18电连接。放氢过程中，第二温度传感器15检测氢气温度达到设定值后，控制器12控制第一电磁阀16关闭，第二电磁阀18和冷却机组14打开，以此来防止放氢时氢气经过相变换热器8后的温度还是过高，第二温度传感器15检测放氢温未达到设定值时第二电磁阀18和冷却机组14保持关闭状态，第一电磁阀16处于打开的状态。
26.氢气管路2的另一端可以设有快速接头19，本实用新型采用快速接头19，可以实现与待充氢设备以及氢气源的快速对接，方便快捷。
27.以上未涉及之处，适用于现有技术。
28.虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围，本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。