Lng重卡車載冷能利用空調(diào)制冷聯(lián)合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車用空調(diào)冰箱設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LNG重卡車載冷能利用空調(diào)制冷聯(lián)合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，LNG (液化天然氣)在交通領(lǐng)域的利用成為天然氣行業(yè)發(fā)展的亮點(diǎn)。國(guó)家天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃明確鼓勵(lì)LNG汽車和船舶燃料等高效天然氣利用項(xiàng)目，2012年10月新版《天然氣利用政策》也將天然氣汽車列為優(yōu)先發(fā)展類。在國(guó)家政策的支持下，多個(gè)地方政府推行在公共交通領(lǐng)域的公交車、出租車的“油改氣”并提出了明確的目標(biāo)。因此，LNG作為車用燃料實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。
[0003]LNG在汽車工業(yè)中的發(fā)展優(yōu)勢(shì)非常明顯:其著火點(diǎn)低；燃燒后清潔環(huán)保，無(wú)黑煙、無(wú)灰渣和焦油，幾乎可以自由排放；體積小；能量存儲(chǔ)密度大，連續(xù)行駛距離通常是CNG的2倍以上；安全性能好，儲(chǔ)存壓力低(接近常壓)，而且密度(0.45kg/m3)比空氣密度(0.55kg/m3)低，泄漏到空氣里也會(huì)向空中擴(kuò)散，不會(huì)影響人身安全；燃燒性能好，抗爆性強(qiáng)。目前，我國(guó)LNG汽車產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展初期，預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)汽車保有量的快速增長(zhǎng)和天然氣市場(chǎng)的快速發(fā)展將帶動(dòng)LNG汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)，使LNG汽車未來(lái)發(fā)展前景光明。
[0004]作為車用燃料的LNG是天然氣的液態(tài)形式，多儲(chǔ)存在溫度為-16 2 °C，壓力為0.1MPa左右的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)。LNG有利儲(chǔ)存和運(yùn)輸，但最終被利用時(shí)的狀態(tài)往往是氣態(tài)，因此，LNG在被利用之前要先經(jīng)過(guò)汽化。生產(chǎn)I噸液化天然氣的設(shè)施及動(dòng)力耗電量約850kW_h，而在LNG接收站，LNG汽化時(shí)放出的大量的冷量，其值約為830_860kJ/kg，即LNG汽化過(guò)程伴隨大量的可用冷能釋放?；厥者@部分冷能，不僅有效利用了能源，而且減少了機(jī)械制冷的大量電能消耗，具有可觀的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。而一般情況下，這部分冷量通常在LNG汽化器中被舍棄了，造成了大量能源的浪費(fèi)，甚至還會(huì)造成環(huán)境污染。為此，LNG冷能利用引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。
[0005]目前，LNG冷能利用一般分為直接利用和間接利用兩種方式。其中，直接利用主要集中于發(fā)電、空氣分離、制造干冰、冷凍倉(cāng)庫(kù)、海水淡化、汽車空調(diào)和低溫養(yǎng)殖、栽培等方面。間接利用LNG冷能的方式主要有低溫破碎、污水處理和海水淡化等。間接利用主要是通過(guò)LNG冷能生產(chǎn)液氮或液氧，再利用液氮、液氧分別進(jìn)行低溫破碎、污水處理等。不管是直接還是間接利用LNG冷能的方式，都是通過(guò)單一途徑對(duì)LNG冷能進(jìn)行回收利用，從熱力學(xué)煙分析的角度分析，單一的途徑不能對(duì)LNG冷能充分利用，其煙損耗較大。目前很多業(yè)內(nèi)專家建議應(yīng)將多種回收方式進(jìn)行綜合利用，以提高LNG冷能的利用率。日本是最早開發(fā)LNG冷能利用項(xiàng)目的國(guó)家之一，在低溫發(fā)電、空氣液化和冷凍食品等方面達(dá)到了實(shí)用化程度，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益相當(dāng)顯著。盡管如此，目前各國(guó)LNG冷能利用率仍不高，在日本、韓國(guó)以及中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)，僅有20%的LNG冷量得到了利用，而我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)起步較晚，目前應(yīng)用的實(shí)例很少。
[0006]LNG冷量利用在汽車領(lǐng)域一般用于客車空調(diào)和冷藏車，這樣可以取代原有的機(jī)械式制冷機(jī)組，不僅節(jié)省了投資，而且消除了機(jī)械制冷消耗的電能及壓縮機(jī)帶來(lái)的噪聲污染，具有節(jié)能和環(huán)保的雙重意義。但LNG冷量在重型卡車上的應(yīng)用尚屬空白。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至目前，全國(guó)LNG重型卡車保有量超過(guò)20萬(wàn)臺(tái)，僅2014年全年新增重型卡車70萬(wàn)臺(tái)，其中LNG重卡5萬(wàn)臺(tái)。現(xiàn)有LNG卡車空調(diào)系統(tǒng)均為傳統(tǒng)電壓縮空調(diào)，這不僅消耗了部分車載燃料，同時(shí)氟利昂類制冷劑的使用也加重了環(huán)境的壓力。同時(shí)，對(duì)于重型卡車來(lái)說(shuō)，駕駛員常年奔波在外，工作條件艱苦，飲食將就，而卡車司機(jī)長(zhǎng)途運(yùn)輸中常常希望能方便飲食，目前情況，隨車攜帶食品不太現(xiàn)實(shí)，容易腐敗變質(zhì)，如果車上擁有一臺(tái)能儲(chǔ)存3-5天量級(jí)的保鮮食品，對(duì)卡車司機(jī)來(lái)說(shuō)將是一種很受歡迎的舉措。重卡動(dòng)力燃料LNG使用過(guò)程中一方面需要利用額外的熱量把LNG汽化至安全燃燒溫度，另一方面又存在制冷需求。據(jù)計(jì)算，該冷量能足夠駕駛室供冷和一小型冰箱使用。因此，為重型卡車配備LNG冷能利用空調(diào)制冷聯(lián)合裝置，具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的市場(chǎng)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種LNG重卡車載冷能利用空調(diào)制冷聯(lián)合裝置，其可在保證LNG正常氣化供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行無(wú)相變冷量交換，供應(yīng)以LNG為燃料的重卡工作空間的冷量，同時(shí)可有效降低運(yùn)行費(fèi)用，并緩解傳統(tǒng)壓縮空調(diào)系統(tǒng)的氟利昂制冷劑使用帶來(lái)的環(huán)境壓力，具有非常顯著的節(jié)能增效及環(huán)保效果。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種LNG重卡車載冷能利用空調(diào)制冷聯(lián)合裝置，包括LNG鋼瓶、汽化器、空調(diào)、冰箱、發(fā)動(dòng)機(jī)和控制器，所述LNG鋼瓶通過(guò)管路與汽化器相連接，汽化器分別與循環(huán)泵、發(fā)動(dòng)機(jī)相連接；循環(huán)泵通過(guò)第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥分別與換熱器、空調(diào)、冰箱相連接，換熱器、空調(diào)、冰箱分別通過(guò)管路與汽化器相連接；所述換熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間設(shè)有循環(huán)管路；所述控制器分別與循環(huán)泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥相連接。
[0009]所述汽化器中設(shè)有載冷劑，LNG鋼瓶中的LNG經(jīng)載冷劑換熱汽化后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0010]所述汽化器上設(shè)有貯液器。
[0011 ] 所述貯液器上部設(shè)有注入口，貯液器下部設(shè)有報(bào)警儀。
[0012]所述空調(diào)內(nèi)設(shè)有出風(fēng)口和空調(diào)換熱器，出風(fēng)口處設(shè)有第一溫度傳感器，空調(diào)換熱器處設(shè)有第二溫度傳感器。
[0013]所述冰箱內(nèi)設(shè)有第三溫度傳感器。
[0014]所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別與控制器相連接。
[0015]所述冰箱包括外殼和內(nèi)膽，外殼和內(nèi)膽之間設(shè)有聚氨酯保溫材料，內(nèi)膽外表面上設(shè)有鋁制管帶式換熱器。
[0016]所述鋁制管帶式換熱器纏繞在內(nèi)膽的外表面。
[0017]所述載冷劑為低溫?zé)o相變換熱載冷的載冷劑。
[0018]本發(fā)明中的汽化器采用低溫?zé)o相變換熱載冷劑進(jìn)行冷能提取，取代了傳統(tǒng)車載空調(diào)、冰箱的壓縮機(jī)和冷凝器，節(jié)省了驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的燃料，能量利用率高，起到了節(jié)能、降低成本的作用，并且可有效緩解LNG重卡爬坡時(shí)動(dòng)力不足的問(wèn)題；同時(shí)，本裝置不采用傳統(tǒng)氟利昂制冷劑，有效緩解了環(huán)境壓力。本發(fā)明的控制器通過(guò)對(duì)循環(huán)泵、電磁閥和溫度傳感器的控制來(lái)調(diào)節(jié)制冷劑流量，從而保證了卡車在加速或怠速狀態(tài)下空調(diào)和冰箱運(yùn)行的穩(wěn)定性；當(dāng)不用空調(diào)、冰箱的季節(jié)，冰箱還可以轉(zhuǎn)換為高溫保溫箱，進(jìn)行食品保溫；因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 LNG重卡車燃料汽化前冷量的回收用以車載空調(diào)和冰箱的聯(lián)合裝置。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)潔，只需在LNG重卡原有燃料管路上加裝一個(gè)汽化器便可實(shí)現(xiàn)空調(diào)和冰箱的供冷，便于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的原理圖。
[0020]圖2為本發(fā)明冰箱的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為本發(fā)明的限定。
[0022]一種LNG重卡車載冷能利用空調(diào)制冷聯(lián)合裝置，如圖1所示，包括LNG鋼瓶、汽化器、空調(diào)、冰箱、發(fā)動(dòng)機(jī)和控制器。LNG鋼瓶I通過(guò)管路與汽化器3相連接，汽化器3內(nèi)設(shè)有載冷劑26，載冷劑26是低溫?zé)o相變換熱載冷液體載冷劑。即載冷劑26在管路中一直以液體的形式在管路中流動(dòng)。汽化器3設(shè)有貯液器27，貯液器27設(shè)置在與整個(gè)系統(tǒng)管路的高點(diǎn)齊平的位置。貯液器27上部設(shè)有注入口 29，下部設(shè)有報(bào)警儀28。報(bào)警儀28用于貯液器27液位較低時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒。系統(tǒng)正常工作時(shí)，通過(guò)貯液器27的注入口 29向整個(gè)裝置充入載冷劑26。同時(shí)，報(bào)警儀28可以使貯液器27保持高于低液位的一定液位，從而保證整個(gè)系統(tǒng)載冷劑26的充足供應(yīng)及不攜帶空氣，同時(shí)也可避免換熱過(guò)程中的載冷劑26膨脹。汽化器3通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)23相連接。LNG鋼瓶I中的LNG在壓力作用下經(jīng)由管路進(jìn)入汽化器3中，LNG在汽化器3中與載冷劑26換熱后汽化，然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)23，為發(fā)動(dòng)機(jī)23提供燃料。
[0023]汽化器3中的載冷劑26與LNG換熱后溫度降低，然后進(jìn)入循環(huán)泵4。循環(huán)泵4通過(guò)第一電磁閥20、第二電磁閥9、第三電磁閥10分別與換熱器22、空調(diào)11、冰箱12相連接，換熱器22、空調(diào)11、冰箱12分別通過(guò)管路與汽化器相連接。即循環(huán)泵4打出的載冷劑26經(jīng)管路流至第一電磁閥20，經(jīng)第一電磁閥2