CN105730189A - 一种lng车用空调循环制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LNG车用空调循环制冷系统，包括LNG钢瓶、温度控制装置、空调蒸发器和发动机，LNG钢瓶和温度控制装置通过第一管路连接，温度控制装置和空调蒸发器通过第二管路连接，空调蒸发器和发动机通过第三管路连接，空调蒸发器盘管缠绕有载冷剂盘管，第一管路安装电磁阀和辅助升温装置，辅助升温装置包括箱体和热交换盘管，箱体内腔与载冷剂盘管入口、出口连接构成载冷剂循环管路，循环管路设有循环泵，第三管路设稳压器，LNG钢瓶与稳压器连接第四管路，第四管路安装汽化器，温度控制装置出口安装出口温度传感器，车内安装车内温度传感器，电磁阀、出口温度传感器、车内温度传感器均由电控装置控制。该制冷系统实现了节能减排。

Description

一种LNG车用空调循环制冷系统

本发明涉及到车用空调领域，特别是指一种LNG车用空调循环制冷系统。

随着石油资源的日渐枯竭以及对环境保护的重视，各国对汽车的尾气排放标准要求越来越严格，加快了发展替代燃料的步伐。天然气以环保、节能、经济等优点，成为汽车燃料的主要替代能源之一，尤其是LNG(液化天然气)，以其安全、清洁、可装载率高、使用成本低等优点逐渐被客车所使用。我国最近几年“西气东输”等LNG开发项目迅速推进，进一步促进了LNG客车的发展，LNG客车更是在全国各地普及开来。

目前，国内外传统汽车制冷系统大多采用传统的皮带传动带动压缩机，通过压缩、冷凝、蒸发等制造冷量，再把冷量通过蒸发器蒸发实现制冷，在制冷过程时，压缩机的运转会消耗发动机的功率消耗，造成了能源的浪费。而目前也有利用LNG中的冷量作为空调的制冷，但是由于发动机所消耗的天然气量比较缓慢，因此，空调的制冷效果根本无法达到预期的效果。

本发明所要解决的技术问题是：提供一种LNG车用空调循环制冷系统，该循环制冷系统充分的利用了LNG中的冷量，使空调蒸发器制冷量大，解决了传统使用压缩机制冷的车用空调或冷冻冷藏设备成本高、浪费能源的问题，实现了降低制造成本和节能减排的双重目的。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种LNG车用空调循环制冷系统，包括LNG钢瓶、温度控制装置、空调蒸发器以及发动机，LNG钢瓶和温度控制装置之间通过第一管路连接，温度控制装置和空调蒸发器之间通过第二管路连接，空调蒸发器和发动机之间通过第三管路连接，空调蒸发器的蒸发器盘管缠绕有载冷剂盘管，第一管路上沿LNG的流向依次安装有电磁阀和辅助升温装置，辅助升温装置包括箱体和设置于箱体内的热交换盘管，该热交换盘管的入口端和出口端串联在第一管路上，该箱体上设有与载冷剂注入管相连接的载冷剂入口，箱体的内腔与载冷剂盘管的入口、出口之间连接构成载冷剂循环管路，该循载冷剂循环管路上设有循环泵，第三管路上设有稳压器，LNG钢瓶与稳压器之间连接有第四管路，第四管路上安装有汽化器，温度控制装置出口处安装有控制装置出口温度传感器，车内安装有车内温度传感器，所述电磁阀、控制装置出口温度传感器、车内温度传感器均由电控装置控制。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种LNG车用空调循环制冷系统，包括LNG钢瓶、温度控制装置、空调蒸发器以及发动机，LNG钢瓶和温度控制装置之间通过第一管路连接，温度控制装置和空调蒸发器之间通过第二管路连接，空调蒸发器和发动机之间通过第三管路连接，空调蒸发器的蒸发器盘管缠绕有载冷剂盘管，第一管路上沿LNG的流向依次安装有电磁阀和辅助升温装置，辅助升温装置包括箱体和设置于箱体内的热交换盘管，该热交换盘管的入口端和出口端串联在第一管路上，该箱体上设有与载冷剂注入管相连接的载冷剂入口，箱体的内腔与载冷剂盘管的入口、出口之间连接构成载冷剂循环管路，该循载冷剂循环管路上设有循环泵，第三管路上设有稳压器，LNG钢瓶与稳压器之间连接有第四管路，第四管路上安装有汽化器，温度控制装置出口处安装有控制装置出口温度传感器，车内安装有车内温度传感器，所述电磁阀、控制装置出口温度传感器、车内温度传感器均由电控装置控制。

作为一种优选的方案，所述载冷剂为乙二醇。

作为一种优选的方案，所述循环泵设置在箱体与载冷剂盘管入口之间。

作为一种优选的方案，所述第二管路上沿LNG的流向依次安装有储液罐和流量调节阀，该流量调节阀与电控装置电连接。

作为一种优选的方案，所述温度控制装置包括升温风机和升温盘管，升温盘管的两端分别与热交换盘管出口、第二管路连接。

作为一种优选的方案，所述空调蒸发器出口处还安装有蒸发器出口温度传感器，该蒸发器出口温度传感器与电控装置电连接。

作为一种优选的方案，所述空调蒸发器出口处还安装有蒸发器出口温度传感器，该蒸发器出口温度传感器与电控装置电连接。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：一种LNG车用空调循环制冷系统，包括LNG钢瓶、温度控制装置、空调蒸发器以及发动机，LNG钢瓶和温度控制装置之间通过第一管路连接，温度控制装置和空调蒸发器之间通过第二管路连接，空调蒸发器和发动机之间通过第三管路连接，空调蒸发器的蒸发器盘管缠绕有载冷剂盘管，第一管路上沿LNG的流向依次安装有电磁阀和辅助升温装置，辅助升温装置包括箱体和设置于箱体内的热交换盘管，该热交换盘管的入口端和出口端串联在第一管路上，该箱体上设有与载冷剂注入管相连接的载冷剂入口，箱体的内腔与载冷剂盘管的入口、出口之间连接构成载冷剂循环管路，该载冷剂循环管路上设有循环泵，第三管路上设有稳压器，LNG钢瓶与稳压器之间连接有第四管路，第四管路上安装有汽化器，温度控制装置出口处安装有控制装置出口温度传感器，车内安装有车内温度传感器，所述电磁阀、控制装置出口温度传感器、车内温度传感器均由电控装置控制。该一种LNG车用空调循环制冷系统通过辅助升温装置和温度控制装置对低温液体进行加热，以满足空调蒸发器的需求，然后输送至空调蒸发器，在空调蒸发器LNG升温气化过程中释放的冷量用于空调制冷，气化后的天然气输送至发动机，若上述LNG升温气化过程中释放的冷量太少，不足以满足空调制冷的需求时，则可开启载冷剂循环管路，通过空调蒸发器对载冷剂盘管加热，载冷剂盘管中载冷剂放出的冷量可以为空调制冷所用，升温后载冷剂从载冷剂盘管出口进入箱体内通过热交换盘管对热交换盘管中的低温液体进行加热，该制冷系统降低了制造成本、发动机的功率消耗，充分利用LNG中的冷量，既无污染，又实现节能减排的双重功效，并且还使空调蒸发器的制冷量足以满足需要。

又由于所述第二管路上沿LNG的流向依次安装有储液罐和流量调节阀，该流量调节阀与电控装置电连接，有利于为空调制冷准确提供所需要的冷量。

又由于所述空调蒸发器出口处还安装有蒸发器出口温度传感器，该蒸发器出口温度传感器与电控装置电连接，有利于根据空调蒸发器出口温度来控制流量调节阀准确调节空调蒸发器的制冷量。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的流程图；

图1是本发明实施例的流程图；

附图中：1.LNG钢瓶；2.温度控制装置；3.空调蒸发器；4.发动机；5.第一管路；6.第二管路；7.第三管路；8.第四管路；9.电磁阀；10.储液罐；11.流量调节阀；12.控制装置出口温度传感器；13.蒸发器出口温度传感器；14.车内温度传感器；15.电控装置；16.载冷剂循环管路；17.汽化器；18.稳压器；19.载冷剂注入管；20.辅助升温装置；201.箱体；202.热交换盘管；21.载冷剂盘管；22.循环泵。

下面通过具体实施例对本发明一种LNG车用空调循环制冷系统作进一步的详细描述。

如图1所示，一种LNG车用空调循环制冷系统，包括LNG钢瓶1、温度控制装置2、空调蒸发器3以及发动机4，LNG钢瓶1和温度控制装置2之间通过第一管路5连接，温度控制装置2和空调蒸发器3之间通过第二管路6连接，空调蒸发器3和发动机4之间通过第三管路7连接，空调蒸发器3的蒸发器盘管缠绕有载冷剂盘管21，第一管路5上沿LNG的流向依次安装有电磁阀9和辅助升温装置20，辅助升温装置20包括箱体201和设置于箱体201内的热交换盘管202，该热交换盘管202的入口端和出口端串联在第一管路5上，该箱体201上设有与载冷剂注入管19相连接的载冷剂入口，箱体201的内腔与载冷剂盘管21的入口、出口之间连接构成载冷剂循环管路16，该循载冷剂循环管路16上设有循环泵22，本实施例中循环泵22设置在箱体201与载冷剂盘管21入口之间，当然，该循环泵22还可以是设置在箱体201内。第二管路6上沿LNG的流向依次安装有储液罐10和流量调节阀11，第三管路7上设有稳压器18，LNG钢瓶1与稳压器18之间连接有第四管路8，第四管路8上安装有汽化器17，温度控制装置2出口处安装有控制装置出口温度传感器12，车内安装有车内温度传感器14，所述电磁阀9、流量调节阀11、控制装置出口温度传感器12、车内温度传感器14均由电控装置15控制。

本实施例中温度控制装置2包括升温风机和升温盘管，升温盘管的两端分别与热交换盘管202出口、第二管路6连接，所述空调蒸发器3出口处还安装有蒸发器出口温度传感器13，该蒸发器出口温度传感器13与电控装置15电连接，本实施例的载冷剂为乙二醇，当然也可以为水，优选使用发动机4热水管的热水。

一种LNG车用空调循环制冷系统的流程如下：当车内温度传感器14接收的温度信号未达到空调设定温度时，由电控装置15控制电磁阀9开启，低温液体经过辅助升温装置20进入温度控制装置2的升温盘管，升温风机对升温盘管进行加热升温，升温盘管出口处的控制装置出口温度传感器12控制出口温度，确保出口温度在-3~5℃之间，再进入储液罐10以确保空调蒸发器3的正常供液，然后进入流量调节阀11，流量调节阀11的流量由控制装置控制，其随空调蒸发器3出口温度不断调整：蒸发器出口温度传感器13温度达到10℃，流量调节阀11加大流量，使更多的液体进入空调蒸发器3吸收热量，如空调蒸发器3蒸发器出口温度传感器1313达到-3℃时，流量调节阀11调小流量，减少液体进入空调蒸发器3，流出空调蒸发器3的气体到达稳压器18，进行压力调节，最后进入发动机4燃烧；如果空调蒸发器3提供的冷量不能满足空调制冷的需求时，可以用辅助升温装置20对热交换盘管202内的低温液体进行加热，通过载冷剂注入管19向箱体201内通入载冷剂即可，低温液体快速升温到-3~5℃之间并通过温度控制装置2对温度进行控制，然后输送至储液罐10，经流量调节阀11进入空调蒸发器3，以满足空调制冷的需求；当利用辅助升温装置20和温度控制装置22加热升温后的低温液体还是不能满足空调制冷所需要的冷量时，开启载冷剂循环管路16补充冷量，箱体201内的载冷剂对热交换盘管202加热后流出，流出的载冷剂的温度较低，通过循环泵22进入到载冷剂盘管21内，在空调蒸发器3处被加热升温，载冷剂盘管21内的载冷剂释放出冷量以满足空调制冷，载冷剂盘管21升温后的载冷剂流回到箱体201内，可以继续用于热交换盘管202的加热。

上述工作过程中，升温风机可以根据热交换盘管202出口处的温度高低选择是否开启，如果输送到升温盘管出口的天然气温度可以满足-3~5℃之间，则不必开启。

车内温度传感器14接受的信号达到空调设定温度时，控制装置控制自动切断电磁阀9和温度控制装置2的电源，空调系统仍然正常送风。

空调未开启或空调蒸发器3出口输出的天然气不足以提供发动机4所需的燃料时，第四管路8上开启，低温LNG液体进入汽化器17，汽化器17优选地由发动机热水管加热升温，在热水的加热下气化，气化后的天然气进入到稳压器18内，调节到合适的压力后进入到发动机4内燃烧。

Claims (6)

1.一种LNG车用空调循环制冷系统，其特征在于：包括LNG钢瓶、温度控制装置、空调蒸发器以及发动机，LNG钢瓶和温度控制装置之间通过第一管路连接，温度控制装置和空调蒸发器之间通过第二管路连接，空调蒸发器和发动机之间通过第三管路连接，空调蒸发器的蒸发器盘管缠绕有载冷剂盘管，第一管路上沿LNG的流向依次安装有电磁阀和辅助升温装置，辅助升温装置包括箱体和设置于箱体内的热交换盘管，该热交换盘管的入口端和出口端串联在第一管路上，该箱体上设有与载冷剂注入管相连接的载冷剂入口，箱体的内腔与载冷剂盘管的入口、出口之间连接构成载冷剂循环管路，该载冷剂循环管路上设有循环泵，第三管路上设有稳压器，LNG钢瓶与稳压器之间连接有第四管路，第四管路上安装有汽化器，温度控制装置出口处安装有控制装置出口温度传感器，车内安装有车内温度传感器，所述电磁阀、控制装置出口温度传感器、车内温度传感器均由电控装置控制。

2.如权利要求1所述一种LNG车用空调循环制冷系统，其特征在于：所述载冷剂为乙二醇。

3.如权利要求2所述一种LNG车用空调循环制冷系统，其特征在于：所述循环泵设置在箱体与载冷剂盘管入口之间。

4.如权利要求3所述一种LNG车用空调循环制冷系统，其特征在于：所述第二管路上沿LNG的流向依次安装有储液罐和流量调节阀，该流量调节阀与电控装置电连接。

5.如权利要求4所述一种LNG车用空调循环制冷系统，其特征在于：所述温度控制装置包括升温风机和升温盘管，升温盘管的两端分别与热交换盘管出口、第二管路连接。

6.如权利要求1至5任一项所述一种LNG车用空调循环制冷系统，其特征在于：所述空调蒸发器出口处还安装有蒸发器出口温度传感器，该蒸发器出口温度传感器与电控装置电连接。