El principio de la compresión de hidrógeno se basa principalmente en el principio físico básico de la compresión de gas, que consiste en aumentar la presión y la densidad del gas reduciendo su volumen. A continuación se presentan varios principios fundamentales de la compresión de hidrógeno y sus correspondientes tipos de compresores:
1. Principio de compresión de volumen
Compresor de pistón:
Principio de funcionamiento: el pistón se mueve alternativamente en el cilindro, comprimiendo el gas al cambiar el volumen de trabajo del cilindro. En el proceso de succión, el pistón se mueve hacia atrás, formando una zona de baja presión en el cilindro, el hidrógeno es aspirado en el cilindro; en el proceso de compresión, el pistón se mueve hacia adelante, comprimiendo el hidrógeno en el cilindro, aumentando su presión, y luego el hidrógeno de alta presión se descarga a través de la válvula de escape.
Características: tecnología madura, alta fiabilidad, amplia aplicabilidad, puede alcanzar alta presión que la compresión de hidrógeno. Pero el volumen es grande, cubre una gran superficie, el movimiento del pistón produce gran vibración y ruido.
Compresor de diafragma:
Principio de funcionamiento: a través del movimiento alternativo del diafragma en el cilindro para comprimir y transportar gas. Diafragma a lo largo de la periferia por la placa de dos límites de sujeción, la formación del cilindro, a través de medios mecánicos o hidráulicos para conducir el diafragma en el cilindro de movimiento alternativo, el cilindro se divide en dos partes de la cámara de gas y la cámara de aceite, a través del aceite hidráulico impulsado diafragma de compresión de hidrógeno en la cámara, para lograr la compresión y la entrega de hidrógeno.
Características: Durante el proceso de compresión, el gas está completamente aislado del aceite lubricante, lo que garantiza la pureza del hidrógeno. Buen sellado, alta relación de compresión, puede lograr la compresión de hidrógeno a alta presión. Funcionamiento suave, baja vibración y bajo ruido. Sin embargo, el diafragma es un componente clave con una vida útil limitada, que debe sustituirse periódicamente a un coste más elevado. Desplazamiento más pequeño, no es adecuado para la compresión de hidrógeno de alto caudal.
Compresor de anillo líquido:
Principio de funcionamiento: el impulsor del compresor de anillo líquido está montado excéntricamente dentro de la carcasa cilíndrica de la bomba. Cuando el impulsor gira, el fluido de trabajo forma un anillo líquido bajo la acción de la fuerza centrífuga, y el espacio entre el anillo líquido y el cubo del impulsor se divide en varias cámaras, y con la rotación del impulsor, el volumen de estas cámaras cambia constantemente, para realizar la succión, compresión y descarga del gas. Para la compresión de hidrógeno, el hidrógeno se aspira en la cavidad formada por el anillo líquido y el impulsor bajo la rotación del anillo líquido, y se comprime y descarga.
Características: estructura relativamente sencilla, funcionamiento suave, baja vibración y ruido. Puede tratar gases que contengan ciertas impurezas y humedad, y tiene unos requisitos relativamente bajos en cuanto a la pureza del hidrógeno. Es adecuado para la compresión de hidrógeno a media presión. Pero la eficiencia es relativamente baja, especialmente en condiciones de alta relación de presión. Requiere la sustitución periódica del fluido de trabajo y un elevado coste de mantenimiento. Presión de descarga restringida, no aplicable a la compresión de hidrógeno a alta presión.
2. Principio de compresión de velocidad
Compresor centrífugo:
Principio de funcionamiento: Utiliza el impulsor giratorio de alta velocidad para realizar trabajo sobre el gas, generando fuerza centrífuga, aumentando así la presión y la velocidad del gas. Después de entrar en el impulsor del compresor centrífugo, el gas hidrógeno es acelerado y expulsado bajo la acción de la rotación del impulsor, y luego entra en el difusor. En el difusor, la velocidad del gas disminuye, la presión aumenta, y finalmente se descarga del compresor.
Características: Gran caudal, adecuado para la compresión y el transporte de hidrógeno a gran escala. Sin embargo, tiene ciertos requisitos en cuanto al peso molecular y la densidad del gas, una puesta en marcha y un funcionamiento relativamente complicados, y un elevado coste de los equipos.
3. Otros principios de compresión
Además de los dos principios de compresión principales anteriores, existen otros tipos de compresores de hidrógeno, como el compresor de hidrógeno de hidruro metálico o el compresor de hidrógeno electroquímico. Estos compresores utilizan principios de funcionamiento y tecnologías diferentes y son adecuados para escenarios de aplicación y requisitos específicos.
En resumen, el principio de la compresión de hidrógeno se basa principalmente en dos principios básicos: la compresión de volumen y la compresión de velocidad. Los diferentes tipos de compresores de hidrógeno tienen sus características únicas en términos de estructura, principio de funcionamiento, características de rendimiento, escenarios de aplicación, etc. A la hora de elegir un compresor de hidrógeno, es necesario tener en cuenta los requisitos y condiciones específicos de la aplicación y elegir el tipo de compresor más adecuado.
