一種車用lng冷量回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)，屬于冷量回收領(lǐng)域，所述車用LNG冷量回收系統(tǒng)包括LNG儲罐、發(fā)動機、換熱裝置、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(fā)動機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，所述換熱裝置與所述LNG儲罐相連的管路上設(shè)有緩沖罐和/或高壓泵。本實用新型具有冷量回收率高，安全隱患小，且能量利用多元化的特點。
【專利說明】—種車用LNG冷量回收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及冷量回收領(lǐng)域，尤其涉及一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[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(tài)天然氣冷卻至_162°C的低溫使得氣態(tài)天然氣轉(zhuǎn)化為LNG,將LNG儲存至儲罐中便得到LNG儲罐，LNG儲罐利于天然氣的儲存和運輸。LNG轉(zhuǎn)化為常溫氣態(tài)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儲罐的冷能相當于240kW.h的電能，回收利用的潛力巨大。
[0003]現(xiàn)有利用液化天然氣冷量的汽車空調(diào)器，包括液化天然氣杜瓦、盤管換熱器、套管換熱器、板翅換熱器、蓄冷箱、風冷換熱器等，同時與汽車的冷凝器、冷卻水箱、發(fā)動機直接相連。盤管換熱器設(shè)置在液化天然氣杜瓦內(nèi)，與套管換熱器和板翅換熱器連通，板翅換熱器還分別與乙二醇蓄冷箱、液體泵連通，乙二醇蓄冷箱與風冷換熱器連通。盤管換熱器設(shè)置在液化天然氣杜瓦內(nèi)，降低了天然氣杜瓦的密封性，具有泄露風險和安全隱患，且此系統(tǒng)的冷量回收能力有限。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提出一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)，具有冷量回收率高，且安全隱患小，能量利用多元化的特點。
[0005]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]本實用新型提供的一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)，包括LNG儲罐、發(fā)動機、換熱裝置、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(fā)動機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，所述換熱裝置與所述LNG儲罐相連的管路上設(shè)有緩沖罐和/或高壓泵。
[0007]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置與所述LNG儲罐相連的管路上設(shè)有緩沖罐，所述換熱裝置由多級依次相連的換熱器組成，所述換熱裝置中的第一級換熱器與所述緩沖罐相連。
[0008]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置中的最后一級換熱器與所述發(fā)動機相連。
[0009]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置中的第二級及以上換熱器與所述蓄冷劑儲存器相連。
[0010]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置與所述LNG儲罐相連的管路上設(shè)有用于對LNG加壓的高壓泵，所述換熱裝置由多級依次相連的換熱器組成，所述換熱裝置中的第一級換熱器與所述高壓泵相連。
[0011]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置與所述LNG儲罐相連的管路上設(shè)有緩沖罐和高壓泵，LNG儲罐與高壓泵、緩沖罐、換熱裝置依次相連。
[0012]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置由多級依次相連的換熱器組成，所述換熱裝置中的第一級換熱器與所述緩沖罐相連。
[0013]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置中的最后一級換熱器與所述發(fā)動機相連。
[0014]本實用新型的優(yōu)選方案:所述最后一級換熱器與所述發(fā)動機相連的管路上設(shè)有發(fā)電機。
[0015]本實用新型的優(yōu)選方案:所述換熱裝置中的第二級及以上換熱器和所述蓄冷劑儲存器相連。
[0016]本實用新型的有益效果為:
[0017]本實用新型提供的冷量回收系統(tǒng)中設(shè)置了緩沖罐和/或高壓泵，緩沖罐的存在能有效延長換熱時間，使得一部分LNG在進入換熱器之前提前氣化，換熱效率大幅增加，從而使得本實用新型具有安全性能好及冷量回收率高的特點；冷量回收系統(tǒng)中設(shè)置高壓泵和透平發(fā)電機，經(jīng)高壓泵增壓的高壓天然氣進入透平發(fā)電機后產(chǎn)生電能，不僅能提高冷量利用率，而且能增強汽車的蓄電能力，能量利用多元化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型實施例一中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型實施例二中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例三中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、LNG儲罐；2、發(fā)動機；31、第一換熱器；321、第二內(nèi)部管線；322、第三內(nèi)部管線；32、第二換熱器；33、第三換熱器；34、第四換熱器；4、蓄冷劑儲存器；5、冷量輸出終端；6、緩沖罐；61、第一內(nèi)部管線；7、高壓泵；8、發(fā)電機；11、第一管路；12、第二管路；13、第三管路；14、第四管路；15、第五管路；16、第六管路；17、第一循環(huán)回路；18、第二循環(huán)回路；19、蓄電池。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)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(shù)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?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0025]實施例一
[0026]如圖1所示，是實施例一中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]實施例一中提供的一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)，包括LNG儲罐1、發(fā)動機2、換熱裝置、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(fā)動機2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，所述換熱裝置與所述LNG儲罐I相連的管路上設(shè)有緩沖罐6。緩沖罐6的存在有效延長了換熱時間，使得具有一定溫差的LNG充分進行熱交換，從而使得冷量回收系統(tǒng)具有安全性能好及冷量回收率高的特點。
[0028]所述緩沖罐6用于LNG的部分氣化，從而使得車用LNG冷量回收系統(tǒng)具有較好的冷量平衡功能和冷量調(diào)節(jié)功能。所述發(fā)動機2與發(fā)動機水冷器相連，由換熱裝置流出的低壓氣態(tài)天然氣流經(jīng)所述發(fā)動機水冷器，與所述發(fā)動機水冷器發(fā)生熱交換變成常溫氣態(tài)天然氣，常溫天然氣流入所述發(fā)動機2為所述發(fā)動機2提供能源。冷量輸出終端5可以是汽車空調(diào)和/或冷藏裝置。蓄冷劑儲存器4是一種通過物理手段將冷量儲存于蓄冷劑中的裝置。
[0029]優(yōu)選的，所述換熱裝置由兩個以上相連的換熱器組成，兩個以上的換熱器中的第一級換熱器與緩沖罐6相連，兩個以上的換熱器中的第二級及以上換熱器與蓄冷劑儲存器4相連，最后一級換熱器與發(fā)動機2相連。
[0030]進一步優(yōu)選的，所述換熱裝置由第一換熱器31和第二換熱器32組成，所述第一換熱器31可以為板翅式換熱器、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。所述第二換熱器32可以為板翅式換熱器、管殼式換熱器、管板式換熱器中的一種。
[0031]所述第一換熱器31通過第二管路12和第三管路13分別與所述第二換熱器32內(nèi)部的第二內(nèi)部管線321的入口和出口相連通。所述第一換熱器31通過第一管路11和第四管路14分別與所述緩沖罐6和位于所述緩沖罐6內(nèi)部的第一內(nèi)部管線61的入口相連通。
[0032]本實施例中的優(yōu)選方式是所述第一管路11與所述第二管路12通過第一換熱器31的內(nèi)部管線相連通，所述第三管路13與所述第四管路14通過第一換熱器31內(nèi)部的內(nèi)部管線相連通，兩股流體之間進行熱量交換。此時，第一換熱器31為各種管式換熱器。
[0033]第一內(nèi)部管線61的出口通過第五管路15與所述第二換熱器32內(nèi)部的第三內(nèi)部管線322的入口相連通，所述第三內(nèi)部管線322的出口通過第六管路16與所述發(fā)動機2相連。
[0034]所述第二換熱器32通過第一循環(huán)回路17與所述蓄冷劑儲存器4相連，所述蓄冷劑儲存器4通過第二循環(huán)回路18與冷量輸出終端5相連。
[0035]所述蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑為醇類、脂類、醇脂類、芳香烴類中的一種或多種的混合物，或醇類、脂類、醇脂類中的一種或多種與水的混合物。本實施例中優(yōu)選蓄冷劑為60%的乙二醇水溶液。
[0036]本實施例中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)中設(shè)置了緩沖罐6，緩沖罐6通過多條管路與第一換熱器31和第二換熱器32相連，使得氣態(tài)、液態(tài)或氣液態(tài)的天然氣兩次流過第一換熱器31、第二換熱器32和緩沖罐6，不僅延長了換熱時間，而且一部分LNG在進入換熱器之前提前氣化，從而使得車用LNG冷量回收系統(tǒng)具有安全性能好及冷量回收率高的特點。
[0037]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。
[0038]首先，LNG儲罐I中流出的LNG進入緩沖罐6中，與第一內(nèi)部管線61中的氣態(tài)天然氣發(fā)生熱交換，形成氣液混合態(tài)天然氣。
[0039]然后，氣液混合態(tài)天然氣通過第一管路11進入第一換熱器31，進一步氣化，第一換熱器31的出口處流出的氣液混合態(tài)天然氣的溫度約為_80°C。
[0040]接著，溫度約為_80°C的氣液混合態(tài)天然氣通過第二管路12流入第二換熱器32內(nèi)部的第二內(nèi)部管線321中，與蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑進行熱量交換變成氣態(tài)天然氣，SP蓄冷劑通過第一循環(huán)回路17與第二換熱器32進行換熱，使得氣液混合態(tài)的天然氣變成氣態(tài)天然氣。
[0041]接著，氣態(tài)天然氣通過第三管路13流回第一換熱器31中，為第一換熱器31提供熱能。
[0042]接著，氣態(tài)天然氣通過第四管路14流回到緩沖罐6中，為緩沖罐6提供熱能。
[0043]接著，氣態(tài)天然氣在緩沖罐6內(nèi)部的第一內(nèi)部管線61中吸收一部分冷量，即釋放一部分熱量后，通過第五管路15流入第二換熱器32內(nèi)部的第三內(nèi)部管線322中，再次與蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑進行熱量交換，完成熱交換后，天然氣的氣壓降至約為0.5Mpa。
[0044]最后，氣壓為約為0.5Mpa的氣態(tài)天然氣作為發(fā)動機2的燃料流入發(fā)動機2中。
[0045]與此同時，依據(jù)使用者的需要，冷量輸出終端5可以通過第二循環(huán)回路18與蓄冷劑儲存器4進行熱量交換，為汽車空調(diào)和/或冷藏裝置提供冷量。
[0046]實施例二
[0047]如圖2所示，是實施例二中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]實施例二中提供的一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)，包括LNG儲罐1、發(fā)動機2、換熱裝置、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(fā)動機2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，所述換熱裝置與所述LNG儲罐I相連的管路上設(shè)有高壓泵7。
[0049]高壓泵7用于對LNG加壓，通過對液體LNG加壓，使得LNG具有更高的壓力能，所述蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑為醇類、脂類、醇類和脂類、芳香烴類中的一種或多種的混合物，或醇類、脂類、醇脂類中的一種或多種與水的混合物。
[0050]優(yōu)選的，所述換熱裝置由兩個以上相連的換熱器組成，兩個以上的所述換熱器中的第一級換熱器與所述高壓泵7相連，兩個以上的換熱器中的第二級及以上換熱器與蓄冷劑儲存器4相連，最后一級換熱器與發(fā)動機2相連。
[0051]進一步的優(yōu)選的，所述換熱裝置由第三換熱器33和第四換熱器34組成，所述第三換熱器33可以為板翅式換熱器、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，所述第四換熱器34可以為板翅式換熱器、管殼式換熱器、管板式換熱器中的一種。
[0052]所述LNG儲罐I依次與所述高壓泵7、所述第三換熱器33、所述第四換熱器34、發(fā)電機8以及所述發(fā)動機2相連。所述發(fā)電機8可以為透平發(fā)電機，完成冷能回收的高壓天然氣進入發(fā)電機8產(chǎn)生電能，電能可以為汽車的蓄電池19或其他電器設(shè)備供電。
[0053]所述第四換熱器34通過第一循環(huán)回路17與所述蓄冷劑儲存器4相連，所述蓄冷劑儲存器4通過第二循環(huán)回路18與冷量輸出終端5相連。
[0054]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。
[0055]首先，通過高壓泵7對車用LNG冷量回收系統(tǒng)進行加壓，使得系統(tǒng)壓力為10?20Mpa。
[0056]然后，液態(tài)天然氣流入第三換熱器33進行初步氣化，第三換熱器33的出口處的溫度為-100°c。本步驟中第三換熱器33為空浴式換熱器。
[0057]接著，從第三換熱器33流出的氣液混合態(tài)天然氣接著流入第四換熱器34進行進一步氣化，第四換熱器34與蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑進行熱量交換使得氣液混合態(tài)的天然氣變成氣態(tài)天然氣。本步驟中第四換熱器34為管殼式換熱器。本步驟中的制冷劑為甲苯。
[0058]接著，高壓天然氣進入發(fā)電機8產(chǎn)生電能，電能可以為汽車的蓄電池19或其他電器設(shè)備供電。
[0059]最后，流經(jīng)發(fā)電機8后的氣態(tài)天然氣作為發(fā)動機2的燃料流入發(fā)動機2中。
[0060]與此同時，依據(jù)使用者的需要，冷量輸出終端5可以通過第二循環(huán)回路18與蓄冷劑儲存器4進行熱量交換，為汽車空調(diào)和或冷藏裝置提供冷量。
[0061]本實施例中增設(shè)高壓泵7和透平發(fā)電機，經(jīng)高壓泵7增壓的高壓天然氣進入透平發(fā)電機后產(chǎn)生電能，不僅能提高冷量利用率，而且能增強汽車的蓄電能力，能量利用多元化。
[0062]實施例三
[0063]如圖3所示，是本實施例三中提供的車用LNG冷量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064]實施例三與實施例一的不同之處在于:所述換熱裝置與所述LNG儲罐I相連的管路上設(shè)有緩沖罐6和高壓泵7，所述緩沖罐6的一端與所述高壓泵7的一端相連，所述高壓泵7的另一端與所述LNG儲罐I相連，所述緩沖罐6的另一端與換熱裝置相連。
[0065]所述換熱裝置由兩個以上相連的換熱器組成，兩個以上的所述換熱器中的第一級換熱器與所述緩沖罐6相連，兩個以上的換熱器中的第二級及以上換熱器與蓄冷劑儲存器4相連，最后一級換熱器與發(fā)動機2相連。兩個以上的所述換熱器中的最后一級換熱器與所述發(fā)動機2相連的管路上設(shè)有發(fā)電機8。
[0066]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。
[0067]首先，通過高壓泵7對車用LNG冷量回收系統(tǒng)進行加壓，使得系統(tǒng)壓力為10?20Mpa。
[0068]首先，LNG儲罐I中流出的LNG流入進入緩沖罐6中，與第一內(nèi)部管線61中的氣態(tài)天然氣發(fā)生熱交換，形成氣液混合態(tài)天然氣，氣液混合態(tài)天然氣在緩沖罐中的溫度為-162。。。
[0069]然后，氣液混合態(tài)天然氣通過第一管路11進入第一換熱器31，進一步氣化，第一換熱器31的出口處流出的氣液混合態(tài)天然氣的溫度約為_80°C。
[0070]接著，溫度約為_80°C的氣液混合態(tài)天然氣通過第二管路12流入第二換熱器32內(nèi)部的第二內(nèi)部管線321中，與蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑進行熱量交換變成氣態(tài)天然氣，SP蓄冷劑通過第一循環(huán)回路17與第二換熱器32進行換熱，使得氣液混合態(tài)的天然氣變成氣態(tài)天然氣。
[0071]接著，氣態(tài)天然氣通過第三管路13流回第一換熱器31中，為第一換熱器31提供熱能。
[0072]接著，氣態(tài)天然氣通過第四管路14流回到緩沖罐6中，為緩沖罐6提供熱能。
[0073]接著，氣態(tài)天然氣在緩沖罐6內(nèi)部的第一內(nèi)部管線61中吸收一部分冷量，即釋放一部分熱量后，通過第五管路15流入第二換熱器32內(nèi)部的第三內(nèi)部管線322中，再次與蓄冷劑儲存器4中的蓄冷劑進行熱量交換，完成熱交換后，天然氣的氣壓降至約為0.5Mpa。
[0074]接著，0.5Mpa高壓天然氣進入發(fā)電機8產(chǎn)生電能，電能可以為汽車的蓄電池19或其他電器設(shè)備供電。[0075]最后，氣壓為約為0.5Mpa的氣態(tài)天然氣作為發(fā)動機2的燃料流入發(fā)動機2中。
[0076]與此同時，依據(jù)使用者的需要，冷量輸出終端5可以通過第二循環(huán)回路18與蓄冷劑儲存器4進行熱量交換，為汽車空調(diào)和/或冷藏裝置提供冷量。
[0077]以上僅以實施例對本實用新型進行了說明，但本實用新型并不限于上述尺寸和外觀例證，更不應(yīng)構(gòu)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于本實用新型權(quán)利要求主張的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于:包括LNG儲罐(I)、發(fā)動機(2)、換熱裝置、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(fā)動機(2)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，所述換熱裝置與所述LNG儲罐(I)相連的管路上設(shè)有緩沖罐(6)和/或高壓泵(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于: 所述換熱裝置與所述LNG儲罐(I)相連的管路上設(shè)有緩沖罐(6)，所述換熱裝置由多級依次相連的換熱器組成，所述換熱裝置中的第一級換熱器與所述緩沖罐(6)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于: 所述換熱裝置中的最后一級換熱器與所述發(fā)動機(2)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于: 所述換熱裝置中的第二級及以上換熱器與所述蓄冷劑儲存器(4)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于: 所述換熱裝置與所述LNG儲罐(I)相連的管路上設(shè)有用于對LNG加壓的高壓泵(7)，所述換熱裝置由多級依次相連的換熱器組成，所述換熱裝置中的第一級換熱器與所述高壓泵(7)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于: 所述換熱裝置與所述LNG儲罐(I)相連的管路上設(shè)有緩沖罐(6)和高壓泵(7)，LNG儲罐(I)與高壓泵(7 )、緩沖罐(6 )、換熱裝置依次相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于: 所述換熱裝置由多級依次相連的換熱器組成，所述換熱裝置中的第一級換熱器與所述緩沖罐(6)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱裝置中的最后一級換熱器與所述發(fā)動機(2)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述最后一級換熱器與所述發(fā)動機(2)相連的管路上設(shè)有發(fā)電機(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的車用LNG冷量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱裝置中的第二級及以上換熱器和所述蓄冷劑儲存器(4)相連。
【文檔編號】F24F5/00GK203586603SQ201320704988
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】段占庭, 程樂明, 谷俊杰, 王青, 甘中學(xué) 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司