一种LNG汽车冷能综合利用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种LNG汽车冷能综合利用装置，包括LNG气罐、冷量回收换热器、套管式换热器、空气换热器、水冷换热器、第一三通调节阀、第二三通调节阀、发动机、循环水泵，该装置将LNG升温、气化过程所释放冷能进行回收并进行综合利用，既满足了公交汽车车厢内空调制冷需求用能，节约能源和提升了经济性，又通过配置的套管式换热器，使废气涡轮增压后的空气得到冷却、降低进气温度，取得提高进气空气密度、增加发动机功率的效果；且套管式换热器逆流换热，流动阻力小，换热效率较高；该装置能根据公交车是否有供冷需求，通过三通调节阀使LNG的流程进行切换，以适应不同季节的冷能回收利用需求，且调节方便。且调节方便。且调节方便。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG汽车冷能综合利用装置


[0001]本技术涉及液化天然气(LNG)冷能的利用方法及装置，更具体地说，涉及一种能将LNG公交车所用燃料LNG的冷能用于车厢内空调制冷及进气空气冷却的动力装置。

技术介绍

[0002]以LNG为燃料的公交汽车是特别适合城市运行的低污染环保汽车。由于低温燃料LNG需升温气化才能供给发动机使用，将其升温过程所释放的冷量进行回收，可用于公交汽车车厢内人员夏季的制冷用空调，也可用于LNG冷藏车的制冷，具有良好的节能效果，该技术已经得到了一定应用。目前LNG升温换热所用方法都是采用冷媒回收冷量后再用于制冷空调，如金树峰的“LNG汽车燃料系统与空调冷能利用”，利用冷媒与LNG换热回收冷量后，通过空气换热器和制冷风机向车厢供冷。该方法未考虑冷能的其他回收途径，解决例如因为夏季环境温度高，发动机进气温度高，导致发动机充气效率降低、功率下降的问题；又如未考虑如何解决增压发动机进气经过增压后，也存在进气温度升高、导致充气效率降低的问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本技术提出了一种用于LNG冷能能量回收与综合利用的装置，旨在通过对现有的LNG能量利用方法进行进一步改进，解决增压发动机进气经过增压后进气温度偏高，以及夏季环境温度高导致充气效率降低的问题，以此提高系统的能量综合利用效率。
[0004]为实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0005]1.一种LNG汽车冷能综合利用装置，包括LNG气罐、冷量回收换热器、套管式换热器、空气换热器、水冷换热器、第一三通调节阀、第二三通调节阀、发动机、循环水泵；所述的冷量回收换热器的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀与LNG气罐相连，其出口通过第二三通调节阀与套管式换热器吸热侧流体进口相连；所述套管式换热器吸热侧为LNG流体，放热侧流体为空气；放热侧流体进口与废气涡轮增压器相连，其出口经中冷空气出口管与发动机进气管相连；套管式换热器吸热侧出口也与发动机相连；套管式换热器有圆形内管，圆形内管内部空间为LNG流动通道，圆形内管外壁与换热器壳体之间的环形空间为空气流动通道。
[0006]进一步地，第一三通调节阀的进口与LNG气罐相通，第一三通调节阀的出口分别与冷量回收换热器和水冷换热器相连；水冷换热器的进水口经进水截止阀、水冷进水管与发动机冷却水的出口相连，水冷换热器的出水口经水冷出水管与发动机冷却水的进口相连。
[0007]进一步地，冷量回收换热器的放热侧流体进口与循环水泵相连，其出口与空气换热器相连。
[0008]进一步地，还包括风机控制器和空调风机，所述的风机控制器的输出端与空调风机相连，通过控制空调风机的运转与风速，以此调节车厢内的空调温度。
[0009]为回收LNG从极低温贮藏状态升温、气化过程中释放出的大量冷能并进行综合利用，当夏季公交车车厢内需要提供制冷负荷时，LNG气罐内的LNG经第一三通调节阀进入冷量回收换热器，不断吸热升温、气化，其释放的冷能被放热侧冷媒流体回收；冷媒流体循环流过空气换热器，利用空调风机与之换热，并向车厢内送入低温风，维持公交车内夏季制冷所需的空调环境；LNG从冷量回收换热器流出后，经第二三通调节阀进入套管式换热器，与来自废气涡轮增压器的空气进行热量交换，LNG进一步升温，使增压后的空气得到一定冷却，温度有所降低，实现了增压空气中间冷却的目的。当冬季或公交车厢内不需要提供制冷能量的季节时，LNG气罐内流出的LNG流动路径被切换，经第一三通调节阀进入水冷换热器，与来自发动机的冷却水进行热交换，并升温、气化，从水冷换热器流出后，也经第二三通调节阀进入套管式换热器，使来自废气涡轮增压器的空气得到冷却、温度降低，同样实现增压空气中冷目的。
[0010]2.有益效果是：
[0011]采用本技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0012](1)本技术的一种LNG汽车冷能综合利用装置，将LNG从极低温贮藏状态升温、气化过程中释放出的大量冷能进行回收并综合利用，有效解决了公交汽车车厢内制冷空调用能需求，显著提高了能源综合利用率，降低了LNG公交车运行成本。
[0013](2)配置的套管式换热器，通过LNG与来自废气涡轮增压器的空气热交换，使增压后空气得到冷却，温度降低，一方面可提高进入气缸的空气密度、增加功率，同时也降低了热负荷和排气温度。经测试，增压空气温度每降低10℃，发动机功率比不用中冷器提高8％～12％，且经济性也得到改善，尤其在环境温度高的夏季效果更显著。
[0014](3)套管式换热器结构简单紧凑、空气和LNG流体流动阻力小；LNG与空气在换热器内形成逆流换热，换热效率较高。
[0015](4)本专利技术适应不同季节的能量利用需求，且调节方便。根据公交车是否有供冷需求，通过系统配置的三通调节阀，LNG的流程进行切换，当夏季公交车厢内需供冷时，LNG流经冷量回收换热器，回收冷能供给空调制冷；车厢不需供冷时，LNG则流经水冷换热器。
附图说明
[0016]图1为本技术的一种LNG汽车冷能综合利用装置的结构示意图。
[0017]图中各标号表示：
[0018]1 LNG气罐 2第一三通调节阀 3冷量回收换热器 4水冷换热器 5进水截止阀 6水冷进水管 7水冷出水管 8发动机 9循环水泵 10空气换热器 11空调风机 12风机控制器 13废气涡轮增压器 14新鲜空气 15套管式换热器 16中冷空气出口管 17第二三通调节阀 18圆形内管
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本技术的技术方案做进一步的详细说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明该装置的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0020]本技术的一种LNG汽车冷能综合利用装置，是针对为回收LNG从极低温贮藏状态升温、气化过程中释放出的大量冷能并进行综合利用。
[0021]一种LNG汽车冷能综合利用装置，包括LNG气罐1、冷量回收换热器3、套管式换热器15、空气换热器10、水冷换热器4、第一三通调节阀2、第二三通调节阀17、发动机8、循环水泵9；所述的冷量回收换热器3的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀2与LNG气罐1相连，其出口通过第二三通调节阀17与套管式换热器15吸热侧流体进口相连。
[0022]从LNG气罐1流出的LNG，由第一三通调节阀2调节，具有两条流动路径，可分别流入冷量回收换热器3或水冷换热器4；如LNG流经冷量回收换热器3被回收冷能后，经第二三通调节阀17进入套管式换热器15。
[0023]进一步地，冷量回收换热器3的放热侧流体进口与循环水泵9相连，其出口与空气换热器10相连；夏季公交车车厢内需要提供制冷负荷时，LNG气罐1内的LNG经第一三通调节阀2进入冷量回收换热器3，在其内部不断吸热升温、气化，其释放的冷能被放热侧的流体(本实施例采用乙二醇为冷媒流体)回收；放热侧的冷媒流体循环流过空气换热器10，利用空调风机11向车厢内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG汽车冷能综合利用装置，包括LNG气罐(1)、冷量回收换热器(3)、套管式换热器(15)、空气换热器(10)、水冷换热器(4)、第一三通调节阀(2)、第二三通调节阀(17)、发动机(8)、循环水泵(9)；其特征是所述的冷量回收换热器(3)的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀(2)与LNG气罐(1)相连，其出口通过第二三通调节阀(17)与套管式换热器吸热侧流体进口相连；所述套管式换热器吸热侧为LNG流体，放热侧流体为空气；放热侧流体进口与废气涡轮增压器(13)相连，其出口经中冷空气出口管(16)与发动机进气管相连；套管式换热器吸热侧出口也与发动机相连；套管式换热器有圆形内管(18)，圆形内管内部空间为LNG流动通道，圆形内管外壁与换热器壳体之间的环形空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武林，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：