成果報告書詳細
管理番号20160000000838
タイトル平成25年度ー平成26年度成果報告書 水素利用技術研究開発事業 燃料電池自動車及び水素ステーション用低コスト機器・システム等に関する研究開発 低コスト・プレクーラーの研究開発
公開日2016/12/20
報告書年度2013 - 2014
委託先名株式会社巴商会
プロジェクト番号P13002
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成25年度ー平成26年度成果報告書 水素利用技術研究開発事業 燃料電池自動車及び水素ステーション用低コスト機器・システム等に関する研究開発 「低コスト・プレクーラーの研究開発」

本研究開発は、水素ステーションの低コスト化の為、現状4,000ー5,000万円するプレクーラーの量産時目標価格を2,400万円以下に設定し、Powertech社のシェルアンドコイル型プレクーラーの設計を基に、国内法規に対応させ、配管材料、熱交換効率、シェルアンドコイル形状を最適化し、冷却ブライン量を再少量化する事により、冷凍機の最小化及び冷凍機システムの効率(ランニングコスト)を加味した設備設計を実施した。配管材料としては、新日鉄住金株式会社の強度及びニッケル当量共に規定値を満足するHRX-19を選定し、コイル形状に加工し、高圧ガス保安協会の特認を取得した。このHRX-19により設計したシェルアンドコイル型熱交換器を4本製作し、2本ずつの直列・並列の接続として水素ガス通過配管部に温水を、ブライン流路に冷水を流し、熱交換効率を測定し、設計上の性能が確保できているかを確認した。試験結果は、ほぼ設計値通りの値が表示されることを確認し、設計の正当性が確認された。正当性が確認された本設計による熱交換器を有効に利用し、尚且つプレクーラーシステムの低コスト化の為に、チラーユニットの高効率化、圧縮機、凝縮温度制御、凝縮器冷却法及びブラインの熱物性効果についても、併せて検討を実施した結果について報告するものである。
英文要約Subject: Fiscal Year Results 2013 - Hydrogen Utilization Technical Research & Development: "Low Cost Precooler Research and Development", part of research and development into low cost devices and systems for fuel cell vehicles and hydrogen stations

As a result of this research and development and in order to reduce costs of hydrogen stations, we have been able to reduce the production cost of precoolers from the current unit price of 40-50 million yen to 24 million yen or less. We have taken the design of the shell and coil precooler from Powertech and optimized the shell and coil form while improving heat exchange efficiency, plumbing materials, and satisfying domestic laws and regulations. With this and further reduction of the amount of brine coolant, we have designed coolers that have been further reduced in size while also having improved cooling system efficiency (running costs). HRX-19 was selected as the piping material as it meets Nippon Steel & Sumitomo Metal standards of strength and the equivalent nickel amount. This material has been formed into coils and has obtained certification from The High Pressure Gas Safety Institute of Japan. We designed and produced four shell and coil heat exchangers using this HRX-19.Using two of each connected in series and in parallel, warm water in the hydrogen gas flow piping is mixed with coolant in the brine flow so that the heat exchange efficiency can be measured and enabled us to confirm that actual performance meets design expectations. Test results confirmed validity of design having values nearly identical to design specifications and expectations. This report also contains results of experimentation to effectively utilize heat exchangers incorporating this validated design and lower the cost of precooler systems including increasing chiller unit efficiency, the cooling method for the compressor, temperature control of the compressor and condenser as well as the effect of brine thermal properties.
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