[实用新型]一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器

说明书

本实用新型提供一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器，主要由上盖板、下盖板、出口封头、入口封头及芯体，芯体由用于冷却剂流通的冷却剂板片和用于氢气流通的介质板片交错叠加构成；介质板片的两端分别开有槽孔，其一面上刻有一对独立的对称流道，流道在板片的进出端汇聚于槽孔部位；冷却剂板片对应于介质板片上的槽孔位置开有槽孔，其一面两端刻有进出流道，中部刻有两组相互平行的Z型流道，两端进出流道通过两条汇聚流道连通板片中部Z型流道。本实用新型芯体由用于冷却剂流通的冷却剂板片和用于氢气流通的介质板片交错叠加构成，可以巧妙的利用冷却剂对氢气进行冷却，冷却效果好。

技术领域

本实用新型属于换热装置技术领域，具体涉及一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器芯体。

背景技术

近年来，氢燃料电池技术及燃料电池汽车飞速发展。为实现燃料电池汽车的商业化，一般要求其必须具备与传统燃油车一样的快速充装燃料的能力。由于氢气在加注过程中会对燃料电池汽车储氢瓶组内氢气做功，以及氢气的负焦耳-汤姆逊效应的作用，如果加注速度过快会导致加注结束时，氢气在车载储氢瓶内温度过高，造成安全隐患。为了使加氢机实现安全快速加氢功能，就需要对进入加氢机的氢气进行预冷却，通过冷却后的氢气即使快速充装到车载储氢瓶内也不会造成瓶内氢气温度过高的问题。故需要研发能够满足低温高压换热要求的预冷却换热器。

影响氢气加注机用预冷却换热器的因素主要有压力、温度、流量、体积。

目前车载储氢压力等级较高，一般35MPa等级加注，加氢站上压力需45MPa，要求换热器工作压力达到45MPa，最大工作压力应为50MPa，最大承压应为 57MPa。所以要求换热器能够承受高压氢气环境。

根据GB/T31138和SAEJ2601的规定，氢气经过预冷却后温度可达到-40℃～0℃，这就对预冷却换热器的低温性能要求较高。

采用低温预冷技术对氢气加注的目的是为了满足快速安全加注的要求，即需要快速的将大量高压氢气加注到车辆的储氢容器中。故此，需要流经换热器的氢气流量较大。

快速氢气加注机体积不可能非常大，虽然可采用外置式换热器，但是受限于场地紧张情况影响，一般也要求换热器体积尽可能小巧。

结合高压、低温、流量、体积等影响因素，可采用的换热器形式要求能够承受高压而不会泄露，具有良好的温度特性，氢气在换热器中气阻要小，具有较大的换热面积，换热器传热面积密度比较大。

印刷电路板式换热器(PCHE)是一种传热性能优良、高效率的紧凑型全焊接板式换热器。PCHE的流体通道是在金属板上采用光电化学刻蚀工艺形成的，创痛的通道截面形状为1-2mm的半圆，不同的板块之间通过扩散粘合叠置在一起组装成该换热器芯体，如图1所示。因此，其能够满足换热过程中高温、高压、泄漏少、结构紧凑、高效等要求，是最合适的换热器形式。

国内目前的PCHE换热器多用于其他高温换热场合，尚没有用于氢气加注的实例。而且，氢气加注机具有两路独立的氢气输送管道，每一路氢气均需要换热处理。从集成化和减小加氢设备体积的角度考虑，最好将两路氢气换热管路系统集成为一台换热器。因此，开发设计一种适用于高压氢气环境的双通路 PCHE换热器具有很大的实用价值。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器芯体。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种集成式双通道印刷电路板式氢气加注机预冷换热器，主要由上盖板、下盖板、出口封头、入口封头及芯体，所述芯体由用于冷却剂流通的冷却剂板片和用于氢气流通的介质板片交错叠加构成，上、下盖板分别位于芯体顶部和底部，所述出口封头和入口封口分别位于芯体的两端；

所述介质板片的两端分别开有槽孔，其一面上刻有一对独立的对称流道，流道在板片的进出端汇聚于槽孔部位；