CN203964229U - 一种水量及水温可控的lng汽车空调交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，多个两端密封的腔体并列组合成为一个整体，每个腔体内的管道贯穿延伸出腔体的两端成为管一、管二，腔体的两端分别设有口一、口二，腔体一的管二和口一分别为出水和进气；腔体一和腔体二的连接方式为，腔体一的管一和腔体二的口一串联，腔体一的口二和腔体二的管一串联；腔体三的管二和腔体二的管一串联，腔体三的口一和腔体二的口二串联，其余的口一和口二对应连接，管一和管二对应连接，最末端的口二为进水，管一为出气；在腔体二的端面另设有分口一。LNG液态天然气进入即可对低温-150℃的LNG液态天然气进行冷量回收，通过内部循环水进行热交换，循环水经水泵循环，流经交换器后随即制冷。

Description

一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器

技术领域

本实用新型涉及LNG液态天然气气化时所释放的冷量进行回收利用，支持空调达到制冷目的，用于能量交换的交换器，具体是一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器。

背景技术

LNG产业是从20世纪80年代开始，由于两次石油危机和更多天然气资源的发现，使人们认识到天然气是比石油更清洁更高效的能源。而巨大的资源消耗和环境污染问题也逐渐被人们所关注，因此天然气资源的利用得到迅速发展。

LNG液化天燃气汽车空调系统中关键部件是冷量回收热交换器。目前，在天燃气气化时所释放的冷量进行回收时，热交换器不能有效的回收冷能，使能量损失或热交换器结冰失效，使得LNG液化天燃气汽车空调难以实现制冷目的。

申请号：201320594970.X 申请日：2013-09-26，一种新型LNG汽车空调冷量回收换热器，在腔体一内依次设有三层腔体，其中在内的每个腔体的外面设有螺旋通道，在外两层的螺旋通道内配合设有LNG气管，其中最内层的腔体内作为LNG蒸发气室，并设有一根多孔喷射管；LNG气管从端盖二穿出成LNG出气管，并和内腔体螺旋通道的LNG气管串连，最后串连至多孔喷射管，并从最内层腔体的另一端的端盖一穿出成LNG进气管；端盖一、二和腔体一以及腔体一内的三层腔体螺旋通道形成一个串联式的回水管路，其中端盖一外设有出水管，端盖二外设有进水管；形成气/液及冷媒分为三层进行三级换热，解决了大温差换热损失问题；其结构简单，经济实用，是LNG液化天燃气汽车空调冷量回收的重要部件。该产品装配环节要求较高，需要相对较高的技术。有权

申请号：201320014820.7 申请日：2013-01-11本实用新型是LNG汽车空调冷量回收换热器，是铸铝本体的端面上均匀设有多个贯通孔，中间的贯通孔作为LNG蒸发气室，该贯通孔内一端设有进气管，进气管在该贯通孔内均布设有多个小孔作为喷射管；该贯通孔的另一端引出换热管并从其它的贯通孔内相互串联并在最外层伸出；换热管是U型戓螺旋型LNG换热管，其材质是铜制的或者铝制的。由于换热管在铸铝本体内的串联，使得LNG蒸发并通过铸铝本体吸收冷量，起到自然使用LNG的化学功能，使其成为空调部件的主要组成部分，以冷却液作为冷媒介质与LNG液化天燃气进行逆向流动换热，使冷媒逐步降温后用于汽车空调驾驶室制冷及其它制冷器制冷。该结构制造成本较高，不仅要防止铸铝本体的漏气现象，也防止端面管子焊接的漏气问题，如果铸铝本体的一个地方漏气那么整个报废，所以成本较高。

实用新型内容

本实用新型针对这种情况，开发了一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，目的是将LNG气化时的冷量进行回收利用，用于匹配空调系统，对汽车驾驶室降温，避免由于背景技术不足而照成的影响。

为此本实用新型的技术方案为，包括多个两端密封的腔体，多个腔体并列组合成为一个整体，其中腔体一外被多个腔体包围，每个腔体内设有管道，管道贯穿延伸出腔体的两端成为管一、管二，腔体的两端分别设有口一、口二，腔体一的管二和口一分别为出水口和进气口； 腔体一和腔体二的连接方式为，腔体一的管一和腔体二的口一串联，腔体一的口二和腔体二的管一串联；腔体三的管二和腔体二的管一串联，腔体三的口一和腔体二的口二串联，其余的口一和口二对应连接，管一和管二对应连接；最末端腔体的口二为进水口，管一为出气口。

对上述方案的改进在于：所述管道在腔体内为扁平管或者波纹管或者在直管上加有散热片。

对上述方案的改进在于：所述腔体为五个，中间为腔体一，围绕四周的四个腔体二、腔体三、腔体四、腔体五。

对上述方案的改进在于：腔体一的截面为正方形，腔体二、腔体三、腔体四、腔体五的截面为长方形，四个长方形的腔体和一个正方形相互围成一个截面为正方形的整体结构。

对上述方案的改进在于：所述的腔体二、腔体三、腔体四、腔体五内的管道为多根并联设置。

对上述方案的改进在于：腔体二的口二在腔体的侧面设置，并对应腔体三侧面的口一，腔体三侧面的口二对应腔体四侧面的口一，腔体四侧面的口二对应腔体五侧面的口一，腔体五的口二从端面穿出作为进水管，腔体五的管一再接出气口。

对上述方案的改进在于：在腔体二的端面另设有分口一。

有益效果：

本实用新型提供的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，该交换器便于安装在机动车上，与空调系统匹配使用。LNG液态天然气进入交换器后，交换器即可对低温-150℃的LNG液态天然气进行冷量回收，通过内部循环水进行热交换，循环水经水泵循环，流经交换器后随即制冷；该交换器可扩展到更多的应用领域，如配备或使用LNG液态天然气作为燃料的各类汽车、船舶等，也可作为辅助制冷或制热的各类场合。

在使用时，从腔体一的口一进气，腔体一的管二出水，使腔体一充满气体形成极冷腔室，腔体二的管一进气，腔体二的口一出水再依次连接，腔体五的口二从端面穿出进水、管一出气，使进气和出水为逆向，有助于冷却，同时冷却水为防冻液，可以最低在-40℃也不会结冰。

管道在腔体内为扁平管或者波纹管或者在直管上加有散热片，有助于增加冷却水或者气体之间的接触面积。

五个腔体的围绕和并联式设计有助于组合的体积和安装方便。同时多个腔体的组合还方便了拆卸和维护，当其中一个损坏时，可以仅仅更换即可，而不用整体破坏，大大节约了成本。

腔体一的截面为正方形，腔体二、腔体三、腔体四、腔体五的截面为长方形，四个长方形的腔体和一个正方形相互围成一个截面为正方形的整体结构，有助于组合的体积和安装方便。

所述的腔体二、腔体三、腔体四、腔体五内的管道为多根并联设置，是为了保证气管的多根增加与冷却水的接触面积。

腔体二的口二在腔体的侧边设置，并对应腔体三的口一，腔体三的口二对应腔体四的口一，腔体四的口二对应腔体五的口一，腔体五的口二从端面穿出。是为了安装的紧凑和连接的方便，不会额外增加外连接，利用自身的结构即可实现，简单方便。

腔体二的端面另设有分口一。是为了减少冷却水的循环距离，有利于控制水量及水温，因为发动机在怠速期间和全工作状态期间需要的LNG气体流量不同，同时也会造成水温的差异，所以缩短冷却水的循环距离有利于控制水量及水温。

附图说明

图1是本实用新型的展开示意图。

图2是腔体一的轴测示意图。

图3-1是腔体二、三、四、五的轴测图中口一、口二在端面开口的示意图。

图3-2是腔体二、三、四、五的轴测图中口一、口二在侧面开口的示意图。

图4是本实用新型的正面剖视图。

图中1是管二，2是管一，3是口一，4是口二，5是分口一，6是腔体一，7是腔体二、8是腔体三、9是腔体四、10是腔体五分别，11是管道。

具体实施方式

本实用新型如图1、2、3、4所示。

一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，包括多个两端密封的腔体，多个腔体并列组合成为一个整体，其中腔体一6外被多个腔体包围，每个腔体内设有管道11，管道11贯穿延伸出腔体的两端成为管一2、管二1，腔体的两端分别设有口一3、口二4，腔体一6的管二1和口一3分别为出水口和进气口； 腔体一6和腔体二7的连接方式为，腔体一6的管一2和腔体二7的口一3串联，腔体一6的口二4和腔体二7的管一1串联；腔体三8的管二1和腔体二7的管一2串联，腔体三8的口一3和腔体二7的口二4串联，其余的口一3和口二4对应连接，管一2和管二1对应连接，最末端腔体的口二4为进水口，管一2为出气口。

管道11在腔体内为扁平管或者波纹管或者在直管上加有散热片。

腔体为五个，中间为腔体一6，围绕四周的四个腔体二7、腔体三8、腔体四9、腔体五10。

腔体一6的截面为正方形，腔体二7、腔体三8、腔体四9、腔体五10的截面为长方形，四个长方形的腔体和一个正方形相互围成一个正方形的整体结构。

腔体二7、腔体三8、腔体四9、腔体五10的管道为多根并联设置。

腔体二7的口二4在腔体的侧面设置，并对应腔体三侧面的口一3，腔体三8侧面的口二4对应腔体四9侧面的口一3，腔体四9侧面的口二4对应腔体五10侧面的口一3，腔体五10的口二4从端面穿出，腔体五的管一2再接出气口。

在腔体三8的端面另设有分口一5。

交换器外壳采用保温材料进行保温。

使用方式

在使用时，从腔体一6的口一3进气，腔体一6的管二1出水，使腔体一6充满气体形成极冷腔室，腔体二7的管二1进气，腔体二7的口一3出水再依次连接使进气和出水为逆向，有助于冷却，同时冷却水为防冻液，可以最低在-40℃也不会结冰。

管道11在腔体内为扁平管或者波纹管或者在直管上加有散热片，有助于增加冷却水或者气体之间的接触面积。

五个腔体的围绕和并联式设计有助于组合的体积和安装方便。

腔体一6的截面为正方形，腔体二7、腔体三8、腔体四9、腔体五10的截面为长方形，四个长方形的腔体和一个正方形相互围成一个正方形的整体结构，有助于组合的体积和安装方便，而且围绕有利于各个腔体的相互接触，使其制冷效果更好。

腔体二7、腔体三8、腔体四9、腔体五10内的管道11为多根并联设置，是为了保证气管的多根增加与冷却水的接触面积。

腔体二7的口二4在腔体的侧边设置，并对应腔体三的口一3，腔体三8的口二4对应腔体四9的口一3，腔体五10的口二4从端面穿出进水、管一2出气，是为了安装的紧凑和连接的方便，不会额外增加外连接，利用自身的结构即可实现，简单方便。

腔体三8的端面另设有分口一5。是为了减少冷却水的循环距离，有利于控制水量及水温，因为发动机在怠速期间和全工作状态期间需要的LNG气体流量不同，同时也会造成水温的差异，所以缩短冷却水的循环距离有利于控制水量及水温。当发动机在全工作状态时关闭该口一，即可实现水量的全方位运行，也就达到了换热器运行的温度，从而实现水量和水温的可控性。

交换器工作原理：

腔体的循环气路及水路的连接，形成气路和水路相互独立的闭式循环管路。

管道11被腔体二7、腔体三8、腔体四9、腔体五10的循环水包裹，经水泵不断循环；低温LNG液态天然气经四组管道11依次通过时，每组管道11内的LNG冷量被充满四个腔体内的循环水吸收，进行充分换热，循环水随即被冷却后经水泵输送至汽车驾驶室内的蒸发器。

当水量及水温需要控制时，循环水管路经外围电磁阀切换使用分口一5，进水口由原全腔进水口切换至分腔进水口，交换器内参与循环的原四个水腔即变为两个水腔进行循环，原水量变为总水量的一半，随着水量的减少，交换的水温也随之发生变化，达到水温控制的目的。

本实用新型专利具有以下优点：

1.采用市面上标准型材100×50方钢及￠14铜管组合而成，总长600mm，结构简单,体积小，重量轻，成本低；

2.加工方式简单，可直接按尺寸下料后焊接，无高精度要求；

3.接口均采用标准卡套式连接，无需特殊加工各转接头，便于安装；

4.采用极冷芯腔隔离的方式，保证芯腔内冷量集聚不流失；

5.经压力试验和实际应用测试，交换器安全可靠，换热效率高；

6.功能实用性强，通过简单结构即可实现水量及水温可控；

7.外壳采用保温材料进行保温处理，防止冷量的散失，同时也达到保护的目的。

Claims (7)

1.一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，包括多个两端密封的腔体，多个腔体并列组合成为一个整体，其中腔体一外被多个腔体包围，每个腔体内设有管道，管道贯穿延伸出腔体的两端成为管一、管二，腔体的两端分别设有口一、口二，腔体一的管二和口一分别为出水口和进气口；腔体一和腔体二的连接方式为，腔体一的管一和腔体二的口一串联，腔体一的口二和腔体二的管一串联；腔体三的管二和腔体二的管一串联，腔体三的口一和腔体二的口二串联，其余的口一和口二对应连接，管一和管二对应连接，最末端腔体的口二为进水口，管一为出气口。

2.根据权利要求1所述的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，其特征在于：所述管道在腔体内为扁平管或者波纹管或者在直管上加有散热片。

3.根据权利要求1所述的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，其特征在于：所述腔体为五个，中间为腔体一，围绕四周的四个腔体二、腔体三、腔体四、腔体五。

4.根据权利要求1或3所述的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，其特征在于：腔体一的截面为正方形，腔体二、腔体三、腔体四、腔体五的截面为长方形，四个长方形的腔体和一个正方形相互围成一个截面正方形的整体结构。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，其特征在于：所述的腔体二、腔体三、腔体四、腔体五内的管道为多根并联设置。

6.根据权利要求1或3所述的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，其特征在于：腔体二的口二在腔体的侧面设置，并对应腔体三侧面的口一，腔体三侧面的口二对应腔体四侧面的口一，腔体四侧面的口二对应腔体五侧面的口一，腔体五的口二从端面穿出作为进水管，腔体五的管一再接出气口。

7.根据权利要求6所述的一种水量及水温可控的LNG汽车空调交换器，其特征在于：在腔体二的端面另设有分口一。