CN108382158A - 一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，第一冷热交换器通过管路连接有散热器膨胀阀，蒸发器，压缩机；液化天然气通过管路连接至第一冷热交换器，通过第一冷热交换器的升温后，通过管路连接至车辆发动机，为发动机提供动力源，汽车发动机采用水冷，冷却水通过管道进入第二冷热交换器，换热降温后，吸收发动机产生的热量，回到第二冷热交换器，如此反复循环，利用液化天然气流路控制装置对液化天然气的流路进行控制，在不需要制冷的情况下，用液化天然气冷量对发动机冷却水进行冷凝，最大化利用天然气冷量。本发明有冷量平衡和调节功能，满足车辆制冷要求；利用汽化过程完成冷热交换，稳压处理供给发动机燃烧，节约能源，利于环保。

Description

一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法

技术领域

本发明属于环保型汽车制冷方法和能量高效利用的技术领域，涉及液化天然气汽车领域，更具体的为一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法。

背景技术

现有技术的汽车空调系统一般包括用管道串接在一起的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，管道内有制冷剂流通。其中冷凝器一般采用高效的层叠式或平行流换热器，采用空冷的方式来冷却压缩机出口的过热制冷剂，即制冷剂在冷凝器处与外部的空气进行换热，从而制冷剂被冷却为两相流或过冷液体。在冷凝器中，制冷机与空气的换热温差受环境和气候的限制，换热效果也受到限制，一般可以通过增加流程数或在流道间加入翅片来提高换热效果。当制冷剂冷却不充分时，冷凝器出口的制冷剂过冷度过小或制冷剂处于两相流时，经膨胀阀节流后的制冷剂往往干度较大，这样就降低了制冷量。

随着汽车工业的不断发展，天然气作为一种清洁低污染的环保燃料已得到广泛应用。天然气的主要成分是甲烷，甲烷的常压沸点是-161℃，临界温度为-84℃，临界压力为4.1MPa，由于天然气的标准沸点低(110K左右)，目前较多的应用常温压缩天然气(CNG)方式，即将天然气压缩存储在20MPa的高压罐内(可以容纳240倍标准工况下体积的气体)。由于高压储罐壁厚、车载重，存在安全性能差、一次行驶里程短等缺点，很大程度上制约了天然气汽车的发展。LNG是液化天然气的简称，它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后，采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的液化天然气(LNG)，其弥补了CNG汽车的许多不足，它以常压低温液态存储的方式代替压缩存储方式，存储密度是标准工况下气体的660倍，因而存储体积大大减小，而能量储存密度增大，一次充灌连续行驶里程长，而且车载容器压力低，重量轻，安全方便，是一种更具发展优势的汽车燃料。

液化天然气(LNG)存储在110K的低温下，进入汽车发动机燃烧时必须复热到常温状态。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能，其制冷量约为0.1kWh/L。若将该部分冷能合理回收，作为车载制冷系统的冷源，如用于小型汽车空调、大客车冷柜、冷藏运输车等，就可以省去现有的机械压缩汽车制冷系统。既节省了能量，减少了机械噪声污染，又可杜绝因制冷剂泄漏所造成的大气环境破坏。因而实现能量综合利用的液化天然气汽车是一种真正意义上的绿色环保汽车。

国际上使用液化天然气的发展趋势十分明显，我国尚在起步。LNG汽车的冷量回收技术国际上也刚刚起步，对于LNG汽车冷量回收技术国际上也刚起步，尤其是利用回收的冷量来服务于车载空调系统是一门利国利民的新技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法。该节能型提高车辆空调制冷效能的方法包括以下步骤：

1)控制器判断当前环境所处于的模式；

2)根据当前环境所处于的模式，使控制器选择性的控制第一控制阀或第

二控制阀。

优选的，所述的步骤2)进一步包括：当判断模式为夏季模式时，控制部控制第一控制阀开启，第二控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第一流路打开，液化天然气在液化天然气升温第一流路中流通，经过第一冷热交换器升温后，进而再经过第二冷热交换器中的冷却水的进一步升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

优选的，所述的步骤2)进一步包括：当判断模式为冬季模式时，控制部控制第二控制阀开启，第一控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第二流路打开，液化天然气在液化天然气升温第二流路中流通，经过第二冷热交换器中的冷却水的升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

所述的节能型提高车辆空调制冷效能的方法还包括一种节能型提高车辆空调制冷效能的系统，该系统包括：蒸汽压缩制冷回路，其包括：制冷剂压缩机，第一冷热交换器，制冷剂膨胀阀和制冷剂蒸发器；液化天然气升温流路，其包括：用于保存液化天然气的罐体，液化天然气升温第一流路，液化天然气升第二温流路，控制部，其中控制部包括，设置于液化天然气升温第一流路的第一控制阀，设置于液化天然气升温第二流路的第二控制阀，液化天然气升温第一流路耦合至第一冷热交换器，第二冷热交换器，最后进入发动机，为发动机提供动力，液化天然气升温第二流路耦合至第二冷热交换器，最后进入发动机，为发动机提供动力，控制部控制第一控制阀，第二控制阀的开闭。

优选的，在夏季模式下，控制部控制第一控制阀开启，第二控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第一流路打开，液化天然气在液化天然气升温第一流路中流通，经过第一冷热交换器升温后，进而再经过第二冷热交换器中的冷却水的进一步升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

优选的，在冬季模式下，控制部控制第二控制阀开启，第一控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第二流路打开，液化天然气在液化天然气升温第二流路中流通，经过第二冷热交换器中的冷却水的升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

优选的，所述第一冷热交换器以及第二冷热交换器的结构为一容器内设有单根或多根铜管往复绕制的盘管管路；

优选的，所述第一冷热交换器以及第二冷热交换器的结构为一压力容器内分为两个完全密封的内腔；

优选的，所述第一冷热交换器以及第二冷热交换器的结构为两个大小不同的压力容器，小压力容器套在大压力容器内，分别密封后焊接成为一体。

优选的，所述第一冷热交换器以及第二冷热交换器的容器为密闭保温的压力容器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)本发明的节能型提高车辆空调制冷效能的方法，液化天然气汽车替代压缩天然气汽车可以解决汽车有效载重少，连续行驶里程短，安全可靠性低等不足。

2)本发明的节能型提高车辆空调制冷效能的方法，将LNG复热时释放的冷量用于汽车空调，实现冷能回收、降低了制冷设备的成本，且只需要对现有的制冷系统进行简单的改造，可行性较强，优化配置和节能。

3)本发明的节能型提高车辆空调制冷效能的方法，LNG汽车空调器取代传统的氟里昂蒸汽压缩式汽车空调器，一方面减少了该部分的设备投资，消除了压缩机工作时的噪声污染，减少了故障率和运行维护费；减少了制冷剂的泄露，减轻了制冷剂泄露引起的环境问题。

4)本发明的节能型提高车辆空调制冷效能的方法，液化天然气汽车与LNG汽车空调器的组合达到了节能与环保的双重目的。

5)本发明的节能型提高车辆空调制冷效能的方法，在冬季时，可以利用液化天然气流路控制装置对液化天然气的流路进行控制，在不需要对汽车空调的制冷剂进行制冷的情况下，可用液化天然气的冷量对发动机的冷却水进行冷凝，已达到液化天然气冷量的最大化利用。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是本发明的方法流程图。

在图1-2中，图中的符号表示：1制冷剂压缩机、2第一冷热交换器、3制冷剂膨胀阀、4制冷剂蒸发器、5第二制冷剂交换器、6发动机、7第一控制阀、8第二控制阀、9冷却水入口、10冷却水出口、11LNG。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明的原理示意图；依本发明的技术方案，

1制冷剂压缩机、2第一冷热交换器、3制冷剂膨胀阀、4制冷剂蒸发器、5第二制冷剂交换器、6发动机、7第一控制阀、8第二控制阀、9冷却水入口、10冷却水出口、11LNG罐。

该节能型提高车辆空调制冷效能的系统包括：蒸汽压缩制冷回路，其包括：制冷剂压缩机1，第一冷热交换器2，制冷剂膨胀阀3和制冷剂蒸发器4；液化天然气升温流路，其包括：用于保存液化天然气的罐11，液化天然气升温第一流路，液化天然气升第二温流路，控制部，其中控制部包括，设置于液化天然气升温第一流路的第一控制阀7，设置于液化天然气升温第二流路的第二控制阀8，液化天然气升温第一流路耦合至第一冷热交换器2，第二冷热交换器5，最后进入发动机6，为发动机提供动力，液化天然气升温第二流路耦合至第二冷热交换器5，最后进入发动机6，为发动机提供动力，控制部控制第一控制阀7，第二控制阀的开闭8。

进一步的，在夏季模式下，控制部控制第一控制阀7开启，第二控制阀8处于关闭状态，液化天然气升温第一流路打开，液化天然气在液化天然气升温第一流路中流通，经过第一冷热交换器2升温后，进而再经过第二冷热交换器5中的冷却水的进一步升温，最后进去发动机6，为车辆发动机提供动力源；

进一步的，在冬季模式下，控制部控制第二控制阀开启8，第一控制阀7处于关闭状态，液化天然气升温第二流路打开，液化天然气在液化天然气升温第二流路中流通，经过第二冷热交换器5中的冷却水的升温，最后进去发动机6，为车辆发动机提供动力源；

进一步的，所述第一冷热交换器7以及第二冷热交换器8的结构为一容器内设有单根或多根铜管往复绕制的盘管管路；

进一步的，所述第一冷热交换器7以及第二冷热交换器8的结构为一压力容器内分为两个完全密封的内腔；

进一步的，所述第一冷热交换器7以及第二冷热交换器8的结构为两个大小不同的压力容器，小压力容器套在大压力容器内，分别密封后焊接成为一体。

进一步的，所述第一冷热交换器7以及第二冷热交换器8的容器为密闭保温的压力容器。

本发明的目的还在于，提供一种节能型提高车辆空调制冷效能的系统方法，该方法实现基于上述节能型提高车辆空调制冷效能的系统，其主要包括以下步骤：

S1控制器判断当前环境所处于的模式；

S2根据当前环境所处于的模式，使控制器选择性的控制第一控制阀7或第二控制阀8；

进一步的，步骤2)进一步包括：S2.1当判断模式为夏季模式时，控制部控制第一控制阀7开启，第二控制阀8处于关闭状态，液化天然气升温第一流路打开，液化天然气在液化天然气升温第一流路中流通，经过第一冷热交换器2升温后，进而再经过第二冷热交换器5中的冷却水的进一步升温，最后进去发动机6，为车辆发动机提供动力源；

进一步的，步骤2)进一步包括：S2.2当判断模式为冬季模式时，控制部控制第二控制阀8开启，第一控制阀7处于关闭状态，液化天然气升温第二流路打开，液化天然气在液化天然气升温第二流路中流通，经过第二冷热交换器5中的冷却水的升温，最后进去发动机6，为车辆发动机提供动力源；以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于，该节能型提高车辆空调制冷效能的方法包括以下步骤：

1)控制器判断当前环境所处于的模式；

2)根据当前环境所处于的模式，使控制器选择性的控制第一控制阀或第二控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于：所述的步骤2)进一步包括：当判断模式为夏季模式时，控制部控制第一控制阀开启，第二控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第一流路打开，液化天然气在液化天然气升温第一流路中流通，经过第一冷热交换器升温后，进而再经过第二冷热交换器中的冷却水的进一步升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

3.根据权利要求1所述的一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于：所述的步骤2)进一步包括：当判断模式为冬季模式时，控制部控制第二控制阀开启，第一控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第二流路打开，液化天然气在液化天然气升温第二流路中流通，经过第二冷热交换器中的冷却水的升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

4.根据权利要求1所述的一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于，所述的方法用于一种节能型提高车辆空调制冷效能的系统，该节能型提高车辆空调制冷效能的系统包括：蒸汽压缩制冷回路，其包括：制冷剂压缩机，第一冷热交换器，制冷剂膨胀阀和制冷剂蒸发器；液化天然气升温流路，其包括：用于保存液化天然气的罐体，液化天然气升温第一流路，液化天然气升第二温流路，控制部，其中控制部包括，设置于液化天然气升温第一流路的第一控制阀，设置于液化天然气升温第二流路的第二控制阀，液化天然气升温第一流路耦合至第一冷热交换器，第二冷热交换器，最后进入发动机，为发动机提供动力，液化天然气升温第二流路耦合至第二冷热交换器，最后进入发动机，为发动机提供动力，控制部控制第一控制阀，第二控制阀的开闭。

5.根据权利要求4所述的一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于，在夏季模式下，控制部控制第一控制阀开启，第二控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第一流路打开，液化天然气在液化天然气升温第一流路中流通，经过第一冷热交换器升温后，进而再经过第二冷热交换器中的冷却水的进一步升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

6.根据权利要求4或5所述的一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于：在冬季模式下，控制部控制第二控制阀开启，第一控制阀处于关闭状态，液化天然气升温第二流路打开，液化天然气在液化天然气升温第二流路中流通，经过第二冷热交换器中的冷却水的升温，最后进去发动机，为车辆发动机提供动力源。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于：所述第一冷热交换器以及第二冷热交换器的结构为两个大小不同的压力容器，小压力容器套在大压力容器内，分别密封后焊接成为一体。

8.根据权利要求4-7任意一项所述的一一种节能型提高车辆空调制冷效能的方法，其特征在于：所述第一冷热交换器以及第二冷热交换器的容器为密闭保温的压力容器。