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DE19933987A1 - Verfahren zum Befüllen eines Druckbehälters mit einem gasförmigen Treibstoff - Google Patents

Verfahren zum Befüllen eines Druckbehälters mit einem gasförmigen Treibstoff

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DE19933987A1
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DE
Germany
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pressure
filling
maximum
pressure vessel
fuel
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DE19933987A
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Robert Adler
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde Gas AG
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Publication date
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Abstract

Verfahren zum Befüllen eines Druckbehälters mit einem gasförmigen Treibstoff aus einem Hochdruck(HD)-Speicher, wobei der Treibstoff aus dem HD-Speicher in den Druckbehälter entspannt wird, bis ein maximaler Fülldruck im Druckbehälter erreicht wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird der maximale Fülldruck des HD-Speichers 40 bis 60% höher gewählt als der maximale Fülldruck des Druckbehälters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Druckbehälters mit einem gasförmigen Treibstoff aus einem Hochdruck (HD)-Speicher, wobei der Treibstoff aus dem HD-Speicher in den Druckbehälter entspannt wird, bis ein maximaler Fülldruck im Druckbehälter erreicht wird.
Beim Befüllen von Druckbehältem mit Gasen kommt es zu einer erheblichen Erwärmung der Behälter, wobei eine zulässige Höchsttemperatur von bspw. 50°C überschritten wird, wenn nicht die Befüllung so langsam vorgenommen wird, daß eine Wärmeabgabe an die Umgebung begünstigt und die Höchsttemperatur deshalb nicht erreicht wird.
Dieses Problem tritt auf, wenn z. B. mit Erdgas aus einem Speicher bei einem Druck von 200 bis 220 bar ein Fahrzeug bis zu einem Fülldruck von 200 bar betankt wird. Zwar wird die Erwärmung durch die Kompression des Gases im Tank durch die vorgehende Abkühlung beim Entspannen aus dem Speicher kompensiert, nicht aber die zusätzliche Wärme die bei der unvollständigen Umwandlung von Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie am Entspannungsventil in der Leitung zwischen dem Speicher und dem Tank wegen der Verwirbelung des Erdgases auftritt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei kurzen Befüllzeiten die Behältererwärmung über eine Grenztemperatur hinaus sicher zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Kennzeichnend an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß der maximale Fülldruck des HD-Speichers 40 bis 60% höher gewählt wird als der maximale Fülldruck des Druckbehälters. Im Rahmen der Erfindung wird unter maximalem Fülldruck des Druckbehälters der beim Befüllen auftretende Höchstdruck genannt. Dieser kann gleich oder bevorzugt unterhalb des maximal zulässigen Behälterdrucks liegen.
Durch den erhöhten Fülldruck des HD-Speichers wird bei der Entspannung des gasförmigen Treibstoffs eine zusätzliche Abkühlung erzielt und eine unzulässige Erwärmung des Druckbehälters vermieden.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Treibstoff Wasserstoff, Methan oder ein beliebiges Gemisch aus Wasserstoff und Methan enthalten. Der Treibstoff kann z. B. Erdgas oder eine Erdgasfraktion enthalten.
Der maximale Befülldruck des Druckbehälters kann zwischen 200 und 250 bar gewählt werden.
Mit dem obengenannten Bereich für den maximalen Befülldruck des Druckbehälters liegt der günstige Druck für den HD-Speicher zwischen 280 und 400 bar.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Vorteil an einer Tankstelle zum Befüllen von Fahrzeugtanks verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform, wie sie an einer Tankstelle verwendet werden kann, mit einem Zahlenbeispiel näher erläutert.
Ein HD-Erdgasspeicher mit einem Fülldruck von 300 bar wird zum Betanken eines Fahrzeuges bis auf einen Fülldruck des Fahrzeugtanks von 200 bar eingesetzt. Bei einer Betankungszeit von 0,5 bis 1 min. und einer Umgebungs- und Speichergastemperatur von 35°C wird eine Grenztemperatur für den Fahrzeugtank von 50°C nicht erreicht. Als HD-Erdgasspeicher dient eine Flaschenbatterie aus mehreren 50 Liter/300 bar-Gasflaschen, die bei einem Nachlassen des Innendruckes aus einer Pipeline mit Hilfe einer Verdichteranlage nachgefüllt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Befüllen eines Druckbehälters mit einem gasförmigen Treibstoff aus einem Hochdruck (HD)-Speicher, wobei der Treibstoff aus dem HD-Speicher in den Druckbehälter entspannt wird, bis ein maximaler Fülldruck im Druckbehälter erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Fülldruck des HD- Speichers 40 bis 60% höher gewählt wird als der maximale Fülldruck des Druckbehälters.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff Wasserstoff, Methan oder ein beliebiges Gemisch aus Wasserstoff und Methan enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff Erdgas oder eine Erdgasfraktion enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Befülldruck des Druckbehälters zwischen 200 und 250 bar gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befülldruck des HD-Speichers zwischen 280 und 400 bar gewählt wird.
6. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 an einer Tankstelle zum Befüllen von Fahrzeugtanks.
DE19933987A 1999-07-20 1999-07-20 Verfahren zum Befüllen eines Druckbehälters mit einem gasförmigen Treibstoff Ceased DE19933987A1 (de)

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