具有蓄冷系統的車用lng冷量回收系統的製作方法

2023-05-11 02:06:11

具有蓄冷系統的車用lng冷量回收系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，屬於冷量回收領域，該車用LNG冷量回收系統包括LNG儲罐、發動機、換熱裝置、蓄冷系統、蓄冷劑儲存器以及冷量輸出終端，所述換熱裝置分別與LNG儲罐、發動機、蓄冷系統以及蓄冷劑儲存器相連，所述冷量輸出終端與所述蓄冷劑儲存器相連。本實用新型具有較強的冷量儲存和回收能力，能夠滿足汽車冷負載長時間的工作需求。
【專利說明】具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車用空調器領域，尤其涉及一種具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統。
【背景技術】
[0002]LNG是液化天然氣(liquefied natural gas)的英文縮寫。LNG儲罐通常是一種臥式液化天然氣儲罐，將常壓下的氣態天然氣冷卻至_162°C的低溫使得氣態天然氣轉化為LNG,將LNG儲存至儲罐中便得到LNG儲罐，LNG儲罐利於天然氣的儲存和運輸。LNG轉化為常溫氣態天然氣時需要吸收大量的熱能，即可認為釋放大量的冷能，汽車用LNG儲罐的冷能相當於240kW.h的電能，回收利用的潛力巨大。
[0003]現有的LNG液化天然氣汽車空調製冷系統，包括LNG儲液罐、節流降壓閥、汽化器、發動機、駕駛室等部件，並在系統中充注汽車冷卻液用作冷量傳遞的介質，是在LNG儲液罐後通過管路、節流降壓閥連接有換熱器，換熱器通過管路、汽化器和調壓閥門連接至發動機；換熱器再通過管路連接有蒸發器和水泵；蒸發器設置在駕駛室內；在換熱器出口和帶有溫控器的蒸發器進口之間連接有帶洩壓保護蓋的膨脹箱。
[0004]上述現有技術僅設置了用於添加冷卻液的膨脹箱，膨脹箱體通常用於吸收系統壓力，幾乎不具有蓄冷功能；另外，通過汽化器實現一部分液化天然氣的氣化，會造成汽化器氣化部分的冷量無法回收，冷量的利用程度十分有限。
實用新型內容
[0005]為了克服現有技術的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題在於提出一種具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，具有較強的冷量儲存和回收能力。
[0006]為達此目的，本實用新型採用以下技術方案:
[0007]本實用新型提供的一種具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，包括LNG儲罐、發動機、換熱裝置、蓄冷系統、蓄冷劑儲存器以及冷量輸出終端，所述換熱裝置分別與LNG儲罐、發動機、蓄冷系統以及蓄冷劑儲存器相連，所述冷量輸出終端與所述蓄冷劑儲存器相連。
[0008]優選為，所述換熱裝置包括至少兩級依次相連的換熱器，所述LNG儲罐與第一級換熱器相連，所述發動機與最後一級換熱器相連。
[0009]優選為，所述換熱裝置中第一級換熱器與蓄冷系統相連。
[0010]優選為，所述換熱裝置中第二級及以上換熱器與蓄冷劑儲存器相連。
[0011]所述第二級及以上換熱器與同一個所述蓄冷劑儲存器相連。優選為，所述第二級及以上換熱器與至少一個的所述蓄冷劑儲存器(4)一一對應且相連。
[0012]優選為，所述蓄冷系統與至少一個所述蓄冷劑儲存器相連。。
[0013]優選為，多個所述冷量輸出終端與同一所述蓄冷劑儲存器相連。
[0014]優選為，每一個所述蓄冷劑儲存器均有一個所述冷量輸出終端與之對應且彼此相連。
[0015]本實用新型的有益效果為:
[0016]本實用新型設置了蓄冷系統和蓄冷劑儲存器，蓄冷系統和蓄冷劑儲存器中具有不同的蓄冷介質，能分別回收第一換熱器和第二換熱器產生的冷量，使得本實用新型既能回收LNG的顯熱，又能回收LNG潛熱，極大提升了本實用新型的蓄冷能力和冷量回收能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是實施例一中提供的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統的結構示意圖；
[0019]圖2是實施例二中提供的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統的結構示意圖；
[0020]圖3是實施例三中提供的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統的結構示意圖。
[0021]圖中:
[0022]1、LNG儲罐；2、發動機；31、第一換熱器；32、第二換熱器；4、蓄冷劑儲存器；5、冷量輸出終端；6、第一換熱迴路；7、第二換熱迴路；8、第三換熱迴路；9、第四換熱迴路；10、蓄冷系統。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0024]實施例一
[0025]如圖1所示，是本實施例中提供的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統的結構示意圖。
[0026]本實施例中提供了一種具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其包括LNG儲罐
1、發動機2、換熱裝置、蓄冷系統10、蓄冷劑儲存器4以及冷量輸出終端5，所述換熱裝置分別與LNG儲罐1、發動機2、蓄冷系統10以及蓄冷劑儲存器4相連，所述冷量輸出終端5與所述蓄冷劑儲存器4相連。
[0027]所述換熱裝置包括至少兩級依次連接的換熱器，所述LNG儲罐I與第一級換熱器31相連，所述發動機2與最後一級換熱器32相連。所述換熱裝置中第一級換熱器31與蓄冷系統10相連，第二級及以上換熱器與蓄冷劑儲存器4相連。其連接方式通常為如下兩種:
[0028]方式一:第二級及以上換熱器與同一個所述蓄冷劑儲存器4相連。
[0029]方式二:第二級及以上所述換熱器與至少一個的所述蓄冷劑儲存器4 一一對應且相連，也就是說，每一個所述換熱器均對應一個所述蓄冷劑儲存器4與之相連。
[0030]所述蓄冷系統10與至少一個所述蓄冷劑儲存器4相連。[0031]所述冷量輸出終端5可以是一個或者多個，其與所述蓄冷劑儲存器4的連接方式有兩種:
[0032]方式一:多個所述冷量輸出終端與同一所述蓄冷劑儲存器4相連，即一個所述蓄冷劑儲存器4為所述冷量輸出終端提供冷能。
[0033]方式二:每一個所述蓄冷劑儲存器4均有一個所述冷量輸出終端與之對應且彼此相連，即多個所述蓄冷劑儲存器4中的每一個所述蓄冷劑儲存器4均有一個所述冷量輸出終端與之相連。
[0034]優選的，所述換熱裝置由兩到三級換熱器組成，本實施例中，所述換熱裝置由兩級換熱器組成。即第一換熱器31和第二換熱器也是最後一級換熱器32組成，所述第一換熱器31通過第一換熱迴路6與蓄冷系統10相連，所述第二換熱器32通過第二換熱迴路7與蓄冷劑儲存器4相連。
[0035]所述蓄冷系統10用於回收LNG氣化過程中的潛熱，所述蓄冷劑儲存器4用於回收低溫氣態天然氣的顯熱；所述蓄冷系統10和所述蓄冷劑儲存器4存在，使得LNG中的大量冷量被儲存，極大提高車用LNG冷量回收汽車空調器的蓄冷能力和冷量回收能力。所述蓄冷系統10和蓄冷劑儲存器4 二者主要區別在於蓄冷介質和方式不同。
[0036]所述LNG儲罐I依次與所述第一換熱器31、所述第二換熱器32以及所述發動機2相連，即從所述LNG儲罐I流出的LNG依次流經所述第一換熱器31和所述第二換熱器32，最後流入所述發動機2燃燒，為汽車提供動力。
[0037]所述蓄冷系統10通過第三換熱迴路8與所述蓄冷劑儲存器4相連，這種連接方式既能增強冷量流向旋轉的靈活性，又能提高本實用新型的可控性、穩定性和可靠性。所述冷量輸出終端5通過第四換熱迴路9與所述蓄冷劑儲存器4相連，冷量輸出終端5可以是汽車空調或冷藏裝置。
[0038]所述發動機2與發動機水冷器相連，第二換熱器32通過管道與所述發動機水冷器相連。由第二換熱器32流出的低壓氣態天然氣流經所述發動機水冷器，與所述發動機水冷器發生熱交換變成常溫氣態天然氣，常溫天然氣流入所述發動機2燃燒，為汽車提供動力。
[0039]所述蓄冷系統10中的蓄冷介質為水、冰、冰水混合物、共晶鹽或氣體水合物中的一種，所述冰為固態的水或有機物與水的固態混合物。所述蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑為芳香烴類、醇類、脂類、醇脂類中的一種或多種，或芳香烴類、醇類、脂類、醇脂類中的一種或多種與水的混合物，其中，芳香烴類可以是苯、甲苯、二甲苯等，醇類、脂類、醇脂類可以是甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、乙酸乙酯等，所述醇脂類是指醇類與脂類的混合物。
[0040]所述第一換熱器31和所述第二換熱器32均為板翅式換熱器、管板式換熱器、容積式換熱器、列管式換熱器、板式換熱器、管殼式換熱器以及套管式換熱器中的一種。
[0041]具體使用時，LNG儲罐I中儲存有溫度約為_162°C，壓強約為1.4Mpa的LNG。
[0042]首先，本步驟中優選第一換熱器31為管板式換熱器，從LNG儲罐I中流出的LNG進入第一換熱器31中，與第一換熱器31發生熱交換實現初步氣化，變成氣液混合態天然氣，第一換熱器31出口處的氣液混合態天然氣的溫度為_83°C。
[0043]與此同時，氣化過程中產生的潛熱通過第一換熱迴路6與蓄冷系統10進行換熱，將換熱過程中的冷量儲存至蓄冷系統10中。本步驟中蓄冷系統10中的蓄冷介質優選為50%乙二醇水溶液在低溫下形成的冰。[0044]然後，本步驟中優選第二換熱器32為容積式換熱器，經過初步氣化的天然氣流入第二換熱器32中，與第二換熱器32進一步換熱變成低溫天然氣，第二換熱器32出口處的低溫天然氣的溫度為5°C，氣壓0.6Mpa。
[0045]與此同時，進一步換熱過程中產生的顯熱通過第二換熱迴路7與蓄冷劑儲存器4進行換熱，將換熱過程中的冷量儲存至蓄冷劑儲存器4中。
[0046]最後，從第二換熱器32流出的天然氣作為發動機2的燃料流入發動機2中。
[0047]此外，可以依據使用者的需要，冷量輸出終端5通過第四換熱迴路9與蓄冷劑儲存器4進行熱量交換，為汽車空調或冷藏裝置提供冷量。
[0048]本實施例中提供的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統設置了蓄冷系統10和蓄冷劑儲存器4，蓄冷系統10和蓄冷劑儲存器4中具有不同的蓄冷介質，能分別回收第一換熱器31和第二換熱器32產生的冷量，使得車用LNG冷量回收系統既能回收LNG的顯熱，又能回收LNG潛熱，極大提升了車用LNG冷量回收系統的蓄冷能力和冷量回收能力。
[0049]圖2、圖3分別為實施例二和實施例三的示意圖，與前述圖1所對應的實施例一的區別在於:實施例二中，換熱裝置包括3級換熱器，第二級和第三級換熱器與同一蓄冷劑儲存器4相連；實施例三中，換熱裝置包括3級換熱器，第二級和第三級換熱器分別與不同的蓄冷劑儲存器41，42相連，蓄冷系統10分別與蓄冷劑儲存器41，42相連，兩個冷量輸出終端51，52與所述蓄冷劑儲存器41，42分別相連。
[0050]以上僅以實施例對本實用新型進行了說明，但本實用新型並不限於上述尺寸和外觀例證，更不應構成本實用新型的任何限制。只要對本實用新型所做的任何改進或者變型均屬於本實用新型權利要求主張的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於:包括LNG儲罐(I)、發動機(2)、換熱裝置、蓄冷系統(10)、蓄冷劑儲存器(4)以及冷量輸出終端(5)，所述換熱裝置分別與LNG儲罐(I)、發動機(2)、蓄冷系統(10)以及蓄冷劑儲存器(4)相連，所述冷量輸出終端(5)與所述蓄冷劑儲存器(4)相連。
2.根據權利要求1所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 所述換熱裝置包括至少兩級依次相連的換熱器，所述LNG儲罐(I)與第一級換熱器(31)相連，所述發動機(2)與最後一級換熱器(32)相連。
3.根據權利要求2所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 所述換熱裝置中第一級換熱器(31)與蓄冷系統(10)相連。
4.根據權利要求2所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 所述換熱裝置中第二級及以上換熱器與蓄冷劑儲存器(4)相連。
5.根據權利要求4所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 所述第二級及以上換熱器與同一個所述蓄冷劑儲存器(4)相連。
6.根據權利要求4所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 所述第二級及以上換熱器與至少一個的所述蓄冷劑儲存器(4)一一對應且相連。
7.根據權利要求1所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 所述蓄冷系統(10)與至少一個所述蓄冷劑儲存器(4)相連。
8.根據權利要求1所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 多個所述冷量輸出終端與同一所述蓄冷劑儲存器(4 )相連。
9.根據權利要求1所述的具有蓄冷系統的車用LNG冷量回收系統，其特徵在於: 每一個所述蓄冷劑儲存器(4)均有一個所述冷量輸出終端與之對應且彼此相連。
【文檔編號】F24F5/00GK203719230SQ201320704202
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】段佔庭, 王青, 程樂明, 谷俊傑, 甘中學 申請人:新奧科技發展有限公司