基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，包括发动机、车厢箱体和LNG储液罐，还包括中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器和温差发电系统；所述温差发电系统包括第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块；所述第一发电模块和第三发电模块安装在车厢箱体外下方，第二发电模块安装在发动机的外围；所述第一发电模块入口连通LNG储液罐的出口，第一发电模块的出口依次连通低温车厢蒸发器、中温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器、发动机、第二发电模块、第三发电模块和尾气排放管。本实用新型专利技术所述的基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，采用清洁能源LNG既可作为燃料又能实现供冷，可明显提高能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车
本技术属于制冷
，尤其是涉及一种基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，对生鲜食品的新鲜度和多样性有了新的需求。目前食品工业高速发展、市场扩容及冷链物流的不断完善，我国冷链需求也呈几何级数增长，近几年每年冷藏车的市场需求量将达到7000～8000辆，预测未来3～5年冷藏车有望超过15万辆，未来10年年增长率将达到28％。现阶段常规冷藏车大多采用机械制冷方式，主要使用R134a或R404A作为制冷剂，其GWP值分别为1430和3920，属于高GWP工质，制冷剂不可避免发生泄漏，加剧温室效应。根据2016年10月15日最新达成的《蒙特利尔议定书》“基加利修正案”，二者将被逐渐消减直至淘汰。因此，对于冷链运输行业，寻求新型环保制冷剂成为当务之急。常规冷藏车多采用燃油作为动力，尾气排放是导致大气污染、冬季雾霾问题的一大诱因。并且具有大量余热能的高温尾气直接排放至大气，导致能量利用率低下。因此，采用清洁能源替代常规燃油并对尾气余热进行高效回收是减少雾霾天气、提高能源利用率的有效措施。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，以克服现有技术的缺陷，采用清洁能源LNG既可作为燃料又能实现供冷，可明显提高能源利用率，不需充注人工合成制冷剂，可显著降低碳排放及温室效应，起到节能减排的目的。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，包括发动机、车厢箱体和LNG储液罐，还包括中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器和温差发电系统；所述温差发电系统包括第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块；所述第一发电模块和第三发电模块安装在车厢箱体外下方，第二发电模块安装在发动机的外围；所述第一发电模块入口连通LNG储液罐的出口，第一发电模块的出口依次连通低温车厢蒸发器、中温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器、发动机、第二发电模块、第三发电模块和尾气排放管。进一步的，所述车厢箱体内划分中温车厢、低温车厢和高温车厢三个密闭空间；中温车厢、低温车厢和高温车厢内分别设有中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器。进一步的，低温车厢和低温车厢蒸发器的工作温度范围为(-30)～(-15)℃，中温车厢和中温车厢蒸发器的工作温度范围为(-5)～10℃，高温车厢和高温车厢蒸发器的工作温度范围为10～25℃。进一步的，中温车厢、低温车厢和高温车厢中均安装有一风机；各风机均电连接第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块。低温车厢蒸发器、中温车厢蒸发器和高温车厢蒸发器均采用蒸发盘管。进一步的，第一发电模块包括第一换热器、第一温差发电片和第二换热器，所述第一温差发电片一侧贴合第一换热器，另一侧贴合第二换热器；所述第一换热器的入口连通LNG储液罐的出口，第一换热器的出口连通中温车厢蒸发器的入口。进一步的，第二发电模块包括发动机水套、第二温差发电片和第三换热器，所述发动机水套包裹在发动机的外围；所述第二温差发电片内表面贴合发动机水套的外表面，外表面贴合第三换热器的内表面；所述第三换热器的入口连接高温车厢蒸发器，第三换热器的出口连通发动机；发动机的出口连通第二换热器的入口。进一步的，所述第三发电模块包括第四换热器、第三温差发电片和高效热沉，第三温差发电片一侧贴合第四换热器，另一侧贴合高效热沉；所述第四换热器的入口连通第二换热器的出口，第四换热器的出口连通尾气排气管。进一步的，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器和第五换热器均为微通道换热器。进一步的，所述高效热沉为直翅式热沉。进一步的，所述中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器均包括排管；排管为套管形式，由共轴心且平行设置的内管和外管构成；内管和外管之间填充有复合相变蓄冷材料，内管内为LNG流体通道。进一步的，外管外表面均匀分布有若干翅片；翅片材质为铝。相对于现有技术，本技术所述的基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车具有以下优势：(1)LNG(也即液化天然气)汽化变温冷能高效梯级利用，LNG流体相变复温初期温度升高缓慢，温度为-160℃左右，具有高品位的冷能，与LNG燃烧后的具有大量余热能的高温尾气组成高效的温差发电系统，发出的电能供给箱体内蒸发器、风机及冷藏车用电设备使用；LNG流体相变复温后期温度逐渐升高，冷能品位逐步降低，利用其汽化变温特性，与不同温区的车厢箱体形成良好的温度匹配，减少换热不可逆损失，高效利用变温冷源冷量。(2)LNG燃烧后余热能梯级发电，根据能量品位不同，将尾气及发动机缸壁耗散的热量与LNG复温流体及大气环境合理进行冷热端温度匹配，组成高效的温差发电系统(TEG)，进行余热能回收利用，输出的电能可为冷藏车制冷系统供电，实现了能源的梯级利用，提高能源的利用效率。(3)多温区制冷，针对不同货物的存储温度的差异性，冷藏车箱体分别设立低温冷冻区(对应低温车厢)、冷藏区(对应中温车厢)以及常温区(对应高温车厢)，通过设置多温区箱体，可减少食品的运输次数，节省成本，实现农产品货物配送集约化、高效率。同时，每个隔间的温度通过独立盘管内的LNG流体相变蒸发获得，符合冷藏车保温节能的要求。(4)LNG相变蓄冷蒸发器，利用相变材料的熔化凝固过程吸放热特性，将相变蓄冷材料(PCM)与蒸发器进行集成。降低了冷藏车箱体的因停车、怠速、部分负荷等不同工况造成的温度波动，使得冷藏车内各隔间的温度更加稳定和容易控制。(5)清洁环保，采用清洁环保LNG，即可作为燃料提供动力，有可作为制冷剂提供冷量。(6)紧凑轻便，使用微通道换热器高效能量转换设备，系统结构紧凑，重量轻，充分利用冷藏车空间，安全性能高。与常规蒸汽压缩空调系统相比，设备简单，重量轻便，车辆负重减少。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车示意图图2为LNG燃烧后余热能梯级发电利用的温差发电系统示意图图3为车厢内蒸发器与复合相变蓄冷材料(PCM)集成示意图。附图标记说明：1-LNG储液罐；2-第一换热器；3-第一温差发电片；4-第二温差发电片；5-第三换热器；6-发动机水套；7-中温车厢蒸发器；8-风机；9-中温车厢；10-低温车厢蒸发器；11-低温车厢；12-高温车厢蒸发器；13-高温车厢；14-第四换热器；15-第三温差发电片；16-高效热沉；17-尾气排气管；18-第二换热器；19-发动机；201-内管；202-外管；203-复合相变蓄冷材料；204-翅片；205-LNG流体。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，包括发动机、车厢箱体和LNG储液罐，其特征在于：还包括中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器和温差发电系统；/n所述温差发电系统包括第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块；所述第一发电模块和第三发电模块安装在车厢箱体外下方，第二发电模块安装在发动机的外围；所述第一发电模块入口连通LNG储液罐的出口，第一发电模块的出口依次连通低温车厢蒸发器、中温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器、发动机、第二发电模块、第三发电模块和尾气排放管。/n

【技术特征摘要】
1.基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，包括发动机、车厢箱体和LNG储液罐，其特征在于：还包括中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器和温差发电系统；
所述温差发电系统包括第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块；所述第一发电模块和第三发电模块安装在车厢箱体外下方，第二发电模块安装在发动机的外围；所述第一发电模块入口连通LNG储液罐的出口，第一发电模块的出口依次连通低温车厢蒸发器、中温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器、发动机、第二发电模块、第三发电模块和尾气排放管。


2.根据权利要求1所述的基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，其特征在于：所述车厢箱体内划分中温车厢、低温车厢和高温车厢三个密闭空间；中温车厢、低温车厢和高温车厢内分别设有中温车厢蒸发器、低温车厢蒸发器、高温车厢蒸发器；低温车厢和低温车厢蒸发器的工作温度范围为(-30)～(-15)℃，中温车厢和中温车厢蒸发器的工作温度范围为(-5)～10℃，高温车厢和高温车厢蒸发器的工作温度范围为10～25℃。


3.根据权利要求2所述的基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，其特征在于：中温车厢、低温车厢和高温车厢中均安装有一风机；各风机均电连接第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块。


4.根据权利要求1所述的基于冷热能梯级利用的LNG联合动力冷藏车，其特征在于：第一发电模块包括第一换热器、第一温差发电片和第二换热器，所述第一温差发电片一侧贴合第一换热器，另一侧贴合第二换热器；所述第一换热器的入口连通LNG储液罐的出口，第一换热器的出口连通中温车厢蒸发器的入口。

【专利技术属性】
技术研发人员：梁玉辉，
申请(专利权)人：中机国能炼化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12