CN107599788A - 一种双汽化lng冷源利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双汽化LNG冷源利用装置，所述双汽化LNG冷源利用装置包括LNG车载瓶、汽化器、冷暖风机；所述汽化器设置在LNG车载瓶的出气管道上，用于从LNG汽化时获取冷能；所述汽化器内充设有能量交换液；所述汽化器通过冷源管与冷暖风机联通；所述冷源管上设有三通阀；所述三通阀的另一端与发动机热源联通；所述汽化器包括壳体、进液口、出液口、汽化管；所述汽化管设置在壳体内部，并且汽化管的两端连接至LNG车载瓶的出气管；所述进液口和出液口设置在壳体上用于循环能量交换液。

Description

一种双汽化LNG冷源利用装置

技术领域

本发明涉及车载空调，尤其是涉及一种双汽化LNG冷源利用装置。

背景技术

目前，LNG汽车对于LNG的利用还仅仅停留在利用其生物能的层面上，但天然气进入发动机燃烧前，需要将储罐中零下160℃ 的LNG气化为常温天然气(NG)，约产生830kJ/kg的冷量。这部分冷量在行车过程中往往直接浪费掉了。

近年来，陆续出现了一些对LNG冷能利用的装置或设备，申请号为“201310713374.3”的发明专利申请公开了一种LNG公交车冷量回收系统，该回收系统包括单片机，温度传感器，模式选择电路，热交换器，进气阀，尾气阀，出口阀，高温管道，低温管道和风扇；其中，所述模式选择电路用于实现工作模式的选择； 所述单片机用于读取所述模式选择电路输入端电平；温度传感器用于反馈调节车内温度。该专利通过简单的使LNG与空气在热交换器中交换，从而为驾驶室提供“冷空气”，如何让空气中空气进入和排出热交换器的问题没有解决，LNG如何为发动机提供动力的问题也没有解决，同时，该专利完成简单的热交换使用了单片机控制系统，装置成本高、收益小，实则是一种不切实际的设想。

申请号为“201210521342.9”的发明专利申请公开了一种基于液化天然气汽车的能量综合回收利用系统，包括LNG燃料罐， LNG燃料罐的出口经高真空绝热管与流量控制阀的入口连接，流量控制阀的出口再经高真空绝热管与LNG气化器的冷流体入口连接，LNG气化器的冷流体出口和低温天然气复温热交换器的冷流体入口连接，低温天然气复温热交换器的冷流体出口经燃气复温管道和发动机的燃料进口连接；LNG气化器的热流体出口经管道与第一有机工质加压泵入口连接，第一有机工质加压泵出口和第一回热器的冷流体入口连接，第一回热器的冷流体出口和低温蒸发器的冷流体入口连接，低温蒸发器的冷流体出口与第一膨胀机的入口连接，第一回热器的热流体入口和第一膨胀机的出口连接，第一回热器的热流体出口和LNG气化器的热流体入口连接； 低温天然气复温热交换器的热流体出口经绝热管道与空冷器的载冷剂入口连接，空冷器载冷剂出口经保温管道与载冷剂输送泵的入口连接，载冷剂输送泵的出口经保温管道与低温天然气复温热交换器的热流体入口连接。该装置/系统充分利用起了LNG的冷能和生物能并且利用效率高，有一定的技术进步；但是该装置 /系统结构复杂，涉及到的装置或设备繁多，装配给汽车的费用高，同时还需要占用较大的空间；该装置/系统中使用了大量的加压泵/输送泵、热交换器等设备，LNG的冷能在热交换器中损失严重，同时为泵提供的能量大，被利用的LNG的能量等于各设备损耗的能量，甚至是小于；虽然充分的利用了LNG的冷能，但就实际效益总体来说，是不合算的，不具备实际推广应用的前景。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一种能够有效解决现有双汽化LNG冷源利用装置结构复杂问题的方案。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述双汽化LNG冷源利用装置包括LNG车载瓶、汽化器、冷暖风机；所述汽化器设置在LNG车载瓶的出气管道上，用于从LNG汽化时获取冷能；所述汽化器包括两个汽化室，分别为一号汽化室和二号汽化室，并且两个汽化室之间设有绝热层；所述汽化器内充设有能量交换液；所述汽化器的一号汽化室与冷暖风机联通；所述汽化器的二号汽化室与发动机散热器连接；所述一号汽化室、冷暖风机和发动机散热器通过三通阀连接；所述汽化器包括壳体、进液口、出液口、汽化管；所述汽化管设置在壳体内部，并且汽化管的两端连接至LNG车载瓶的出气管；所述进液口和出液口设置在壳体上用于循环能量交换液。

进一步，根据上述设计方案所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述进液口设置在壳体的底部；所述出液口设置在壳体的顶部。

进一步，根据上述设计方案所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述一号汽化室与冷暖风机之间设有循环泵，用于驱动能量交换液在汽化器和冷暖风机之间循环流动。

进一步，根据上述设计方案所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述汽化器的汽化管为螺旋结构，并且汽化器的外部设有保温层，用于隔绝汽化器与空气间的能量传递。

进一步，根据上述设计方案所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述汽化管上设有翅片；所述翅片随汽化管旋转呈螺旋结构，并且将壳体内部分割成螺旋结构的通道，所述通道的两端分别连接至进液口和出液口。

进一步，根据上述设计方案所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述三通阀包括冷源口、热源口和输出口；所述冷源口与一号汽化室联通；所述热源口与发动机散热器联通；所述输出口与冷暖风机联通；所述冷源口、热源口和输出口呈三角分布，并且中间设有与冷源口、热源口和输出口联通的阀槽；所述阀槽内设有可调节阀体；所述可调节阀体为圆柱形结构；所述可调节阀体上设有单通口和多通口；所述单通口和多通口之间设有分隔板；所述可调节阀体能够在阀槽内旋转和上下移动；所述三通阀通过可调节阀体上的单通口能够实现冷源口单独与输出口联通、热源口单独与输出口联通和冷源口单独与热源口联通，利用可调节阀体上的多通口能够实现冷源口和热源口均与输出口联通，并且在各项联通时均可调节冷源口和热源口流通的能量交换液的流量。

本发明的技术效果如下：本申请的无动力车载空调系统充分利用了LNG冷源，首先LNG冷源作为夏季空调制冷的冷源，在为驾驶室制冷的同时也为LNG汽化提供了热能，而不必使用加热器为LNG汽化，在制热方面现有的发动机热源加散热器的结构充分利用了发动机产热，并且也能够为发动机冷却降温。为了进一步，简化设备结构，本申请将三通阀设计成上下两层，进而实现所述三通阀包括冷源口、热源口和输出口；所述冷源口与冷源管联通；所述热源口与发动机热源联通；所述输出口与冷暖风机联通；所述冷源口、热源口和输出口呈三角分布，并且中间设有与冷源口、热源口和输出口联通的阀槽；所述阀槽内设有可调节阀体；所述可调节阀体为圆柱形结构；所述可调节阀体上设有单通口和多通口；所述单通口和多通口之间设有分隔板；所述可调节阀体能够在阀槽内旋转和上下移动；所述三通阀通过可调节阀体能够实现冷源口单独与输出口联通、热源口单独与输出口联通、冷源口单独和热源口均与输出口联通，并且在各项联通时均可调节冷源口和热源口流通的能量交换液的流量。

本申请的双汽化LNG冷源利用装置的汽化器设有两个独立的汽化室，即第一汽化室和第二汽化室，其中，第一汽化室用于提供汽车空调冷气，第二汽化器是利用发动机产生的热能对LNG进行汽化，通过双汽化室对LNG进行汽化能够充分利用现有汽车产生的热能对LNG进行充分的汽化，而不必再行设置电加热器对LNG进行汽化，简化了结构，增加了能源的利用率。同时本申请的双汽化LNG冷源利用装置能够充分利用LNG汽化吸收大量热能的优点，首先是对发动机进行降温，其次是对驾驶室进行降温制冷。进一步，为了调节驾驶室的温度控制，设置了具有单通口和多通口的三通阀，对进入驾驶室内的能量交换液的温度进行调节，其结构简单，调节方便。在夏季高温时，调节三通阀，使得第一汽化室单独对冷暖风机进行联通，进行强制冷；在冬季寒冷时，调节三通阀，使得发动机散热器与冷暖风机进行单独联通，进行强制热；在春秋两季温度变化较大时，调节三通阀，使得第一汽化室和发动机散热器均与冷暖风机联通，并通过调节多通口对进入冷暖风机的冷源和热源的流量进行调节。在使用冷暖风机时，通过冷暖风机的能量交换液循环进入第一汽化室进行汽化，发动机散热器对第二汽化室进行汽化；在不使用冷暖风机时，调节三通阀，使得第一汽化室与发动机散热器进行单独联通，利用发动机散热器对第一汽化室进行汽化，同时发动机散热器对第二汽化室进行汽化，即无论使用或不使用冷暖风机，均使用双汽化室对LNG进行汽化，保证了LNG的充分汽化。

附图说明

图1为双汽化LNG冷源利用装置冷源和热源循环示意图。

图2为螺旋结构翅片的汽化器结构示意图。

图3为螺旋结构汽化管的汽化器结构示意图。

图4为三通阀结构示意图。

图5为可调节阀体结构示意图。

图6为单通口结构示意图。

图7为多通口结构示意图。

图8为双汽化LNG冷源利用装置结构示意图。

其中，1为LNG车载瓶的出气管、2为出液口、3为进液口、4为壳体、5为汽化管、6为翅片、7为冷源口、8为热源口、9为输出口、10为阀槽、11为可调节阀体、12为单通口、13为多通口、14为分隔板、15第一汽化室、16第二汽化室。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例：一种双汽化LNG冷源利用装置，所述双汽化LNG冷源利用装置包括LNG车载瓶、汽化器、冷暖风机；所述汽化器设置在LNG车载瓶的出气管道上，用于从LNG汽化时获取冷能；所述汽化器内充设有能量交换液；所述汽化器通过冷源管与冷暖风机联通；所述冷源管上设有三通阀；所述三通阀的另一端与发动机热源联通；所述汽化器包括壳体、进液口、出液口、汽化管；所述汽化管设置在壳体内部，并且汽化管的两端连接至LNG车载瓶的出气管；所述进液口和出液口设置在壳体上用于循环能量交换液。所述进液口设置在壳体的底部；所述出液口设置在壳体的顶部。所述冷源管上设有循环泵，用于驱动冷源管内的能量交换液在汽化器和冷暖风机之间循环流动。所述汽化器的汽化管为螺旋结构，并且汽化器的外部设有保温层，用于隔绝汽化器与空气间的能量传递。所述汽化管上设有翅片；所述翅片随汽化管旋转呈螺旋结构，并且将壳体内部分割成螺旋结构的通道，所述通道的两端分别连接至进液口和出液口。

一种双汽化LNG冷源利用装置，所述双汽化LNG冷源利用装置包括LNG车载瓶、汽化器、冷暖风机；所述汽化器设置在LNG车载瓶的出气管道上，用于从LNG汽化时获取冷能；所述汽化器内充设有能量交换液；所述汽化器通过冷源管与冷暖风机联通；所述冷源管上设有三通阀；所述三通阀的另一端与发动机热源联通；所述汽化器包括壳体、进液口、出液口、汽化管；所述汽化管设置在壳体内部，并且汽化管的两端连接至LNG车载瓶的出气管；所述进液口和出液口设置在壳体上用于循环能量交换液。所述三通阀包括冷源口、热源口和输出口；所述冷源口与冷源管联通；所述热源口与发动机热源联通；所述输出口与冷暖风机联通；所述冷源口、热源口和输出口呈三角分布，并且中间设有与冷源口、热源口和输出口联通的阀槽；所述阀槽内设有可调节阀体；所述可调节阀体为圆柱形结构；所述可调节阀体上设有单通口和多通口；所述单通口和多通口之间设有分隔板；所述可调节阀体能够在阀槽内旋转和上下移动；所述三通阀通过可调节阀体能够实现冷源口单独与输出口联通、热源口单独与输出口联通、冷源口单独和热源口均与输出口联通，并且在各项联通时均可调节冷源口和热源口流通的能量交换液的流量。

Claims (6)

1.一种双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述双汽化LNG冷源利用装置包括LNG车载瓶、汽化器、冷暖风机；所述汽化器设置在LNG车载瓶的出气管道上，用于从LNG汽化时获取冷能；所述汽化器包括两个汽化室，分别为一号汽化室和二号汽化室，并且两个汽化室之间设有绝热层；所述汽化器内充设有能量交换液；所述汽化器的一号汽化室与冷暖风机联通；所述汽化器的二号汽化室与发动机散热器连接；所述一号汽化室、冷暖风机和发动机散热器通过三通阀连接；所述汽化器包括壳体、进液口、出液口、汽化管；所述汽化管设置在壳体内部，并且汽化管的两端连接至LNG车载瓶的出气管；所述进液口和出液口设置在壳体上用于循环能量交换液。

2.根据权利要求1所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述进液口设置在壳体的底部；所述出液口设置在壳体的顶部。

3.根据权利要求1所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述一号汽化室与冷暖风机之间设有循环泵，用于驱动能量交换液在汽化器和冷暖风机之间循环流动。

4.根据权利要求1所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述汽化器的汽化管为螺旋结构，并且汽化器的外部设有保温层，用于隔绝汽化器与空气间的能量传递。

5.根据权利要求1所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述汽化管上设有翅片；所述翅片随汽化管旋转呈螺旋结构，并且将壳体内部分割成螺旋结构的通道，所述通道的两端分别连接至进液口和出液口。

6.根据权利要求3所述双汽化LNG冷源利用装置，其特征在于，所述三通阀包括冷源口、热源口和输出口；所述冷源口与一号汽化室联通；所述热源口与发动机散热器联通；所述输出口与冷暖风机联通；所述冷源口、热源口和输出口呈三角分布，并且中间设有与冷源口、热源口和输出口联通的阀槽；所述阀槽内设有可调节阀体；所述可调节阀体为圆柱形结构；所述可调节阀体上设有单通口和多通口；所述单通口和多通口之间设有分隔板；所述可调节阀体能够在阀槽内旋转和上下移动；所述三通阀通过可调节阀体上的单通口能够实现冷源口单独与输出口联通、热源口单独与输出口联通和冷源口单独与热源口联通，利用可调节阀体上的多通口能够实现冷源口和热源口均与输出口联通，并且在各项联通时均可调节冷源口和热源口流通的能量交换液的流量。