CN101825075A - 一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，包括天然气储罐，储罐和冷流体侧换热器进口相连，冷流体侧换热器出口和天然气汽车发动机的燃料进口相连，发动机的排气管与催化反应器相连，催化反应器通过调节阀的第一出口通向环境，调节阀的第二出口和温差发电器中的热流体侧换热器进口连接，然后再通向环境，系统的充电电路包括调压电路，调压电路与车用发电机、用电设备和蓄电池并联，温差发电器引出的正负极与调压电路相连接，本发明利用低温液化天然气和高温发动机排气之间的大温差构建温差发电器，不仅能回收液化天然气的冷能，而且利用了液化天然气在低温下的冷火用，具有结构简单、运行可靠、节能环保的优点。

Description

一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统
技术领域
本发明涉及液化天然气汽车技术领域，具体涉及一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统。
背景技术
温差发电是利用某些半导体材料的塞贝克效应将热能转化为电能，具体表现为在半导体材料的冷端和热端存在温差时，两端就会建立电势差，若再构成回路，就有电流产生，此时半导体材料的作用相当于直流电源，基于这样的原理，可以用半导体材料构成温差发电器，对给定的电路，温差发电器的发电效率定义为输出到负载上的电能与热端吸热量之比，理论上，发电效率只与温差发电器两端的温差及半导体材料本身的性质有关，其他条件给定时，温差越大，发电效率越高，而且对同样大小温差，越处于低温区，发电效率越高。温差发电器具有结构简单、寿命长、无噪声、无运动件等优点，所以在空间探索、医用、低品位热能利用等很多领域得到应用。
传统的燃油汽车会造成严重的空气污染，为了保护环境及减小对石油的依赖程度，世界上许多国家致力于发展燃气汽车。我国正在积极推进液化天然气汽车的发展，液化天然气汽车中的燃料液化天然气储存温度为-161℃，经水浴加热后成为常温的天然气，再进入发动机燃烧，因为液化天然气处于很低的温度下，所以它拥有的冷却能力是相当可观的，对于燃料液化天然气蕴含的大量高品位冷能，目前尚未发展出成熟的回收利用技术，一般都被白白浪费，造成经济损失。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，利用大温差下的半导体温差发电来高效回收液化天然气汽车中的液化天然气冷能，具有结构简单、运行可靠、节能环保的优点。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，包括液化天然气储罐1，液化天然气储罐1的底部出口通过控制阀2和温差发电器3中的冷流体侧换热器4进口相连，冷流体侧换热器4出口和液化天然气汽车发动机5的燃料进口相连，液化天然气汽车发动机5的排气管与催化反应器6相连，催化反应器6通过调节阀7的第一出口通向环境，调节阀7的第二出口和温差发电器3中的热流体侧换热器8进口连接，然后再通过温差发电器3中的热流体侧换热器8出口通向环境，系统的充电电路包括调压电路9，调压电路9与车用发电机10、用电设备11和蓄电池12并联，电流表13串联在调压电路与蓄电池12之间，温差发电器3引出的正负极与调压电路9相连接，开关14和用电设备11串联。
所述的温差发电器3包括两个或两个以上的半导体热电堆15，每个半导体热电堆15都配置在冷流体侧换热器4和热流体侧换热器8之间，并与换热器壁面接触。
所述的半导体热电堆15具有温差电转换功能。
所述的调压电路9能够将温差发电器3波动的电压值变换到给蓄电池12充电的稳定值。
本发明的工作原理为：利用低温液化天然气和高温发动机排气之间的大温差构建温差发电器，不仅能回收液化天然气的冷能，而且利用了液化天然气在低温下的冷火用，实现了对液化天然气冷能“质”的利用。
由于本发明只需在原有液化天然气汽车的基础上对燃料汽化器和排气管做部分改造，不改变其他设备，不受汽车上震动、高温等恶劣环境的影响，不影响汽车的动力性能和其他性能，而且利用了液化天然气汽车原有的充电电路，使用方便，因此具有结构简单、运行可靠、节能环保的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的充电电路图。
图3为本发明的温差发电器3的剖示图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
参照图1和图2，一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，包括液化天然气储罐1，液化天然气储罐1的底部出口通过控制阀2和温差发电器3中的冷流体侧换热器4进口相连，控制阀2可以开停液化天然气供给和控制液化天然气汽化量，间接影响温差发电器3的发电功率，冷流体侧换热器4出口和液化天然气汽车发动机5的燃料进口相连，液化天然气汽车发动机5的排气管与催化反应器6相连，催化反应器6通过调节阀7的第一出口通向环境，调节阀7的第二出口和温差发电器3中的热流体侧换热器8进口连接，然后再通过温差发电器3中的热流体侧换热器8出口通向环境，调节阀7能够调节通过温差发电器3的发动机排气的流量，以实现对液化天然气汽化量及温差发电器3发电功率的调节，系统的充电电路包括调压电路9，调压电路9与车用发电机10、用电设备11和蓄电池12并联，电流表13串联在调压电路与蓄电池12之间，温差发电器3引出的正负极与调压电路9相连接，开关14和用电设备11串联。
参照图3，所述的温差发电器3包括两个或两个以上的半导体热电堆15，每个半导体热电堆15都配置在冷流体侧换热器4和热流体侧换热器8之间，并与换热器壁面接触，温差发电器3整合了换热器，具有液化天然气汽化器的作用。
所述的半导体热电堆8具有温差电转换功能。
所述的调压电路9能够将温差发电器3波动的电压稳定到给蓄电池12充电的稳定值。
本发明的工作原理为：利用低温液化天然气和高温发动机排气之间的大温差构建温差发电器，不仅能回收液化天然气的冷能，而且利用了液化天然气在低温下的冷火用，实现了对液化天然气冷能“质”的利用。低温液化天然气从液化天然气储罐1通过控制阀2进入到温差发电器3中的冷流体侧换热器4，进入温差发电器3中的液化天然气被汽化，同时作为温差发电器3的低温冷源，气态的天然气从温差发电器3导出后进入发动机5，发动机5的排气进入催化反应器6，被催化净化后，进入到调节阀7，通过调节阀7的排气被分成两部分，一部分排气进入到温差发电器3中的热流体侧换热器8，此部分排气将温差发电器3另一侧的液化天然气汽化，同时作为温差发电器3的高温热源，降温后的排气和另一部分没有降温的排气汇合后排到外界环境，排气的热量通过温差发电器3时被转化为电能输出，同时利用了液化天然气的冷却能力，也即回收了液化天然气的冷能。
附图中：1为液化天然气储罐；2为控制阀；3为温差发电器；4为冷流体侧换热器；5为发动机；6为催化反应器；7为调节阀；8为热流体侧换热器；9为调压电路；10为车用发电机；11为用电设备；12为蓄电池；13为电流表；14为开关；15为半导体热电堆。

Claims (4)

1.一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，包括液化天然气储罐(1)，其特征在于：液化天然气储罐(1)的底部出口通过控制阀(2)和温差发电器(3)中的冷流体侧换热器(4)进口相连，冷流体侧换热器(4)出口和液化天然气汽车发动机(5)的燃料进口相连，液化天然气汽车发动机(5)的排气管与催化反应器(60相连，催化反应器(6)通过调节阀(7)的第一出口通向环境，调节阀(7)的第二出口和温差发电器(3)中的热流体侧换热器(8)进口连接，然后再通过温差发电器(3)中的热流体侧换热器(8)出口通向环境，系统的充电电路包括调压电路(9)，调压电路(9)与车用发电机(10)、用电设备(11)和蓄电池(12)并联，电流表(13)串联在调压电路与蓄电池(12)之间，温差发电器(3)引出的正负极与调压电路(9)相连接，开关(14)和用电设备(11)串联。
2.根据权利要求1所述的一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，其特征在于：所述的温差发电器(3)包括两个或两个以上的半导体热电堆(15)，每个半导体热电堆(15)都配置在冷流体侧换热器(4)和热流体侧换热器(8)之间，并与换热器壁面接触。
3.根据权利要求1所述的一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，其特征在于：所述的半导体热电堆(15)具有温差电转换功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于温差发电的液化天然气汽车冷能回收系统，其特征在于：所述的调压电路(9)能够将温差发电器(3)波动的电压值变换到给蓄电池(12)充电的稳定值。
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