閥13和換熱器4，第二管路包括依次連接的換熱器4、第二手動(dòng)截止閥14、泵31、蒸發(fā)器5。在蒸發(fā)器的前端5設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)，在蒸發(fā)器5的后端設(shè)置有空調(diào)部(未圖示)和車載冰箱部(未圖示)，蒸發(fā)器5內(nèi)部設(shè)置第四溫度傳感器30。車載冰箱部設(shè)置有冰箱風(fēng)門18、冰箱風(fēng)道28和第五溫度傳感器32?？照{(diào)部設(shè)置有空調(diào)風(fēng)門17、空調(diào)風(fēng)道27和第六溫度傳感器33。這樣，鼓風(fēng)機(jī)26將蒸發(fā)器5中冷卻后的空氣分別通過冰箱風(fēng)門18、空調(diào)風(fēng)門17吹入冰箱風(fēng)道28、空調(diào)風(fēng)道27中。
[0032]換熱器4包括換熱管路和冷卻管路。其中，換熱管路的進(jìn)口端通過所述第三流量控制閥13與LNG儲(chǔ)液罐連接，換熱管路的出口端與水浴氣化器6的進(jìn)口端連接；冷卻管路的進(jìn)口端與蒸發(fā)器5的出口端連接，冷卻管路的出口端通過第二手動(dòng)截止閥14和泵31連接，泵31與蒸發(fā)器5的進(jìn)口端連接。
[0033]換熱器4中流動(dòng)有制冷介質(zhì)，制冷介質(zhì)可為乙二醇溶液或者乙烷、丙烷等碳?xì)浠衔?，凝固點(diǎn)較低且比熱溶較大的冷媒。
[0034]在制冷支路中，LNG在換熱器4中將產(chǎn)生的冷能供給流動(dòng)其中的冷媒使其降溫，冷媒通過泵31輸送至蒸發(fā)器5與空氣換熱，再返回?fù)Q熱器4中循環(huán)使用。當(dāng)蒸發(fā)器5內(nèi)的溫度傳感器30測得其內(nèi)空氣的溫度低于3°C時(shí)，反饋信號(hào)給第三流量控制閥13，制冷支路上的第一管路中的LNG的流量就會(huì)自動(dòng)減少，避免制冷過渡。冷卻后的空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)26吹入空調(diào)風(fēng)道27和冰箱風(fēng)道18，用于空調(diào)制冷和冰箱保鮮。用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的空調(diào)風(fēng)門17和冰箱風(fēng)門18的開度由分別置于空調(diào)風(fēng)道27和冰箱風(fēng)道28的溫度信號(hào)控制，溫度控制信號(hào)由溫度傳感器32、33檢測空調(diào)和冰箱的溫度后發(fā)出。
[0035]實(shí)施例
[0036]下面以某公司匹配WP12NG350E52型號(hào)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為例的重型商用車為例，對本發(fā)明的重型商用車用LNG冷能回收利用綜合系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037]首先核算該重型商用車的制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車載冰箱和空調(diào)的冷能需求。
[0038]其中制冷系統(tǒng)的散熱需求:車用制動(dòng)壓縮氣體，比熱C為1030J/kg°C，密度為0.589kg/m3，流量為340L/min，打氣泵出氣的最高溫度為150°C，壓縮氣體要求工作溫度不高于60°C，所以
[0039]Q 制動(dòng)=C*M* At = 1030*0.589*340/1000/60*85 = 292 (W)；
[0040]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的散熱需求:車用轉(zhuǎn)向助力油，比熱C為1880J/kg°C，密度為900kg/m3，流量為20L/min，溫度需要至少降低20°C，所以
[0041]Q 轉(zhuǎn)向=C*M* At = 1880*900*20/1000/60*20 = 7501 (W)；
[0042]車載冰箱制冷需求:根據(jù)一般家用冰箱制冷量換算可知，車載冰箱的容積為35L，制冷溫度為5°C，外界溫度為25°C，則制冷功率約為46W ；
[0043]空調(diào)系統(tǒng)制冷需求:空氣比熱C為1008J/kg°C，密度為1.29kg/m3，鼓風(fēng)機(jī)流量為360m3/h，室內(nèi)溫差變化為15°C，所以
[0044]Qeijs = OM* At = 1008*1.29*360/3600*15 = 1950 (W)；
[0045]整車?yán)淠芎嫌?jì)最大需求量為292+7510+1950+46 = 9798 (W)。
[0046]該車運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)間的氣耗量均值為39kg/h，那么本發(fā)明的綜合利用系統(tǒng)根據(jù)氣耗量和各區(qū)域冷能的不同需求設(shè)計(jì)換熱器，使得_160°C的液態(tài)天然氣在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液為熱源的換熱器之前變成-25°C的氣態(tài)天然氣。具體為-160°C的液態(tài)天然氣從儲(chǔ)液罐I出來，分成4路分支。其中一路為制動(dòng)系統(tǒng)冷卻，經(jīng)過第一空浴氣化器2，使其蒸發(fā)變成-25°C的氣態(tài)天然氣，可以釋放潛熱525.4kJ/kg，需要的LNG最大流量為1.29kg/h ；其中空調(diào)和車載冰箱分支，-160 °C的液態(tài)天然氣，經(jīng)過換熱器4，使其蒸發(fā)變成-25 °C的氣態(tài)天然氣，需要的LNG最大流量為8.67kg/h ；其中一路為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)冷卻，-160 V的液態(tài)天然氣，經(jīng)過第二空浴氣化器3，使其蒸發(fā)變成-25°C的氣態(tài)天然氣，需要的LNG最大流量為33.16kg/h ；
[0047]當(dāng)制動(dòng)和駕駛室內(nèi)車載冰箱和空調(diào)都處于最大冷量需求時(shí)，需要(1.29+8.67) 9.96kg/h的LNG流量，此時(shí)留給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分支的最大LNG流量為(39-9.96)29.04kg/h，占轉(zhuǎn)向冷量需求的(29.04/33.16)88%，再加上實(shí)車行駛過程中的風(fēng)冷輔助，可以滿足使用要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，包括: 制動(dòng)支路，包括依次設(shè)置的第一流量控制閥、第一空浴氣化器； 轉(zhuǎn)向支路，包括依次設(shè)置的第二流量控制閥、第二空浴氣化器； 供氣支路，包括依次設(shè)置的第一手動(dòng)截止閥、水浴氣化器、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)壓罐和發(fā)動(dòng)機(jī)； 制冷支路，包括第一管路和第二管路，所述第一管路包括依次連接的第三流量控制閥和換熱器，所述第二管路包括依次連接的所述換熱器、第二手動(dòng)截止閥、泵、蒸發(fā)器；其中，所述制動(dòng)支路、所述轉(zhuǎn)向支路、所述供氣支路和所述第一管路的進(jìn)口端都與LNG儲(chǔ)液罐連接，所述制動(dòng)支路、所述轉(zhuǎn)向支路和所述第一管路的出口端都與所述水浴氣化器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述制動(dòng)支路、所述轉(zhuǎn)向支路、所述供氣支路和制冷支路上分別設(shè)置有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和第四溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸發(fā)器的前端設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)，在所述蒸發(fā)器的后端設(shè)置有空調(diào)部和車載冰箱部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述車載冰箱部設(shè)置有冰箱風(fēng)門、冰箱風(fēng)道和第五溫度傳感器，所述空調(diào)部設(shè)置有空調(diào)風(fēng)門、空調(diào)通道和第六溫度傳感器，所述鼓風(fēng)機(jī)將所述蒸發(fā)器中冷卻后的空氣分別通過冰箱風(fēng)門、空調(diào)風(fēng)門吹入冰箱風(fēng)道、空調(diào)風(fēng)道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一空浴氣化器的進(jìn)口端通過所述第一流量控制閥與所述LNG儲(chǔ)液罐連接，所述第一空浴氣化器的出口端與所述水浴氣化器的進(jìn)口端連接，且所述第一空浴氣化器與制動(dòng)氣管交叉布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第二空浴氣化器的進(jìn)口端通過所述第二流量控制閥與所述LNG儲(chǔ)液罐連接，所述第二空浴氣化器的出口端與所述水浴氣化器的進(jìn)口端連接，且所述第二空浴氣化器與轉(zhuǎn)向油管交叉布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一手動(dòng)截止閥的進(jìn)口端與所述LNG儲(chǔ)液罐連接，所述第一手動(dòng)截止閥的出口端與所述水浴氣化器的進(jìn)口端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器包括換熱管路和冷卻管路，所述換熱管路的進(jìn)口端通過所述第三流量控制閥與所述LNG儲(chǔ)液罐連接，所述換熱管路的出口端與所述水浴氣化器的進(jìn)口端連接，所述冷卻管路的進(jìn)口端與所述蒸發(fā)器的出口端連接，所述冷卻管路的出口端通過所述第二手動(dòng)截止閥和所述泵連接，所述泵與所述蒸發(fā)器的進(jìn)口端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液通過第四流量控制閥與所述水浴氣化器的進(jìn)口端連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重型商用車用LNG冷能綜合回收利用系統(tǒng)，包括：制動(dòng)支路，包括依次設(shè)置的第一流量控制閥、第一空浴氣化器；轉(zhuǎn)向支路，包括依次設(shè)置的第二流量控制閥、第二空浴氣化器；供氣支路，包括依次設(shè)置的第一手動(dòng)截止閥、水浴氣化器、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)壓罐和發(fā)動(dòng)機(jī)；制冷支路，包括第一管路和第二管路，第一管路包括依次連接的第三流量控制閥和換熱器，第二管路包括依次連接的換熱器、第二手動(dòng)截止閥、泵、蒸發(fā)器；其中，制動(dòng)支路、轉(zhuǎn)向支路、供氣支路和第一管路的進(jìn)口端都與LNG儲(chǔ)液罐連接，制動(dòng)支路、轉(zhuǎn)向支路、供氣支路和第一管路的出口端都與水浴氣化器連接。本發(fā)明在不需任何額外功耗的情況下，滿足重型商用車對散熱和制冷的需求。
【IPC分類】B60H1-32
【公開號(hào)】CN104859404
【申請?zhí)枴緾N201510263689
【發(fā)明人】胡金蕊, 王娜, 趙雷雷, 宋乃華, 李棟, 向建東
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月21日