CN204547740U - 一种换热蓄冷装置、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种换热蓄冷装置，包括第一换热器和蓄冷罐，所述第一换热器的一端设有冷却液入口和天然气入口，所述蓄冷罐的一端设有冷却液出口和天然气出口，所述天然气从所述第一换热器流入，并流经所述蓄冷罐，所述第一换热器与所述蓄冷罐之间设有控制机构，所述控制机构用于控制冷却液的流向。此结构的换热蓄冷装置，冷却液的流向可根据需要进行控制，换热及蓄冷功能集为一体，较好的解决了现有结构的换热器及蓄冷罐难以在车辆上安装使用，以及占用空间大的问题。另一方面，本实用新型还提出一种包括上述换热蓄冷装置的换热蓄冷系统。最后，本实用新型还提出一种包括上述换热蓄冷装置或换热蓄冷系统的车辆。

Description

一种换热蓄冷装置、系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及LNG天然气车辆领域，特别涉及一种换热蓄冷装置、系统及车辆。

背景技术

液化天然气(LNG)汽车因其燃料贮能密度高、一次加注行驶里程长、燃烧清洁、操作安全等优点，近年来在我国取得了长足的发展。LNG在常压下的贮存温度为-162℃，在进入发动机燃烧之前LNG都需要被气化升温至常温，期间大约会释放890kJ/kg的冷量，若该冷量能被合理回收，作为空调系统的冷源，就可以取缔目前常用的机械压缩式汽车空调。这样既节省了能量，又杜绝了因空调系统泄漏而造成的大气环境破坏。

目前大部分LNG汽车在供气系统中，都利用发动机循环冷却水，在水浴汽化器中将液化天然气进行加热汽化，使天然气满足发动机使用温度、流量要求。液化天然气在汽化盘管内被冷却水加热汽化，同时汽车发动机循环冷却水通过在汽化器的壳程流动吸收天然气的冷量。壳程冷却水的出口温度在70度左右，之后这部分吸收了冷量的冷却水再次进入发动机循环，冷量被白白浪费掉。可以考虑对已吸收冷量的冷却水进行二次换热冷却，给空调系统提供冷量来源。

公开号为CN102135051A的中国专利中公开了一种用于液化天然气空调的无冻结换热器，该专利通过将多通道板翅式LNG汽化器和板翅式载换热器上相对应的管道互相串接，虽然可以解决载冷剂与LNG换热过程中的冻结问题，然而仍然存在换热器无法直接在LNG汽车上进行加装、换热器无蓄冷功能，以及整体结构占用空间大的问题。

综上所述，如何提供一种集换热及蓄冷一体、可在车辆上进行加装，以及占用空间小的换热蓄冷装置，以及包括此换热蓄冷装置的换热蓄冷系统及车辆，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的问题之一是如何提供一种集换热及蓄冷一体、可在车辆上进行加装，以及占用空间小的换热蓄冷装置。

本实用新型要解决的问题之二是如何提供一种包括上述换热蓄冷装置的换热蓄冷系统。

本实用新型要解决的问题之三是如何提供一种包括上述换热蓄冷装置或换热蓄冷系统的车辆。

为解决上述问题之一，本实用新型提出了一种换热蓄冷装置，包括第一换热器和蓄冷罐，所述第一换热器的一端设有冷却液入口和天然气入口，所述蓄冷罐的一端设有冷却液出口和天然气出口，所述天然气从所述第一换热器流入，并流经所述蓄冷罐，所述第一换热器与所述蓄冷罐之间设有控制机构，所述控制机构用于控制冷却液的流向。

作为本实用新型一种换热蓄冷装置在一方面的改进，所述控制机构包括管路，以及设置于所述管路上的三向旋塞阀；或者所述控制机构为连接于所述第一换热器与所述蓄冷罐之间的管路。

作为本实用新型一种换热蓄冷装置在一方面的改进，所述控制机构包括管路，以及设置于所述管路上的单向阀。

作为本实用新型一种换热蓄冷装置在一方面的改进，所述换热蓄冷装置还包括壳体，所述蓄冷罐及所述第一换热器设置于所述壳体内。

作为本实用新型一种换热蓄冷装置在一方面的改进，所述换热蓄冷装置为如上任一项所述的换热蓄冷装置。

一种换热蓄冷装置，包括第一换热器和蓄冷罐，所述第一换热器的一端设有冷却液入口和天然气入口，所述蓄冷罐的一端设有冷却液出口和天然气出口，所述天然气从所述第一换热器流入，并流经所述蓄冷罐，所述第一换热器与所述蓄冷罐之间设有控制机构，所述控制机构用于控制冷却液的流向。此结构的换热蓄冷装置，冷却液的流向可根据需要进行控制，换热及蓄冷功能集为一体，较好的解决了现有结构的换热器及蓄冷罐难以在车辆上安装使用，以及占用空间大的问题。

为解决上述问题之二，本实用新型提出了一种换热蓄冷系统，用于车辆上，包括换热蓄冷装置，所述换热蓄冷装置为如上任一项所述的换热蓄冷装置。

作为本实用新型一种换热蓄冷系统在一方面的改进，所述换热蓄冷系统还包括用于储存天然气的储液罐，所述储液罐上设有出液口，所述出液口与所述换热蓄冷装置的天然气入口连通，所述换热蓄冷装置的天然气出口用于与所述车辆的发动机连通。

作为本实用新型一种换热蓄冷系统在一方面的改进，所述换热蓄冷装置的冷却液入口与所述发动机连通，所述冷却液出口与所述发动机连通。

作为本实用新型一种换热蓄冷系统在一方面的改进，所述换热蓄冷系统还包括第二换热器、制冷芯体及水箱，所述第二换热器设置于所述发动机与所述换热蓄冷装置之间，所述制冷芯体与所述水箱连通，所述制冷芯体与所述水箱设置于冷却液出口与所述发动机之间。

作为本实用新型一种换热蓄冷系统在一方面的改进，所述换热蓄冷系统还包括泵、第一混合阀、第二混合阀及调节阀，所述泵与所述第一混合阀连通，所述泵与所述第一混合阀设置于所述冷却液出口与所述制冷芯体之间，所述第二混合阀设置于所述制冷芯体与所述水箱之间，所述调节阀设置于所述第二换热器与所述冷却液入口之间。

此结构的换热蓄冷系统，可运用于车辆上，并且具有换热蓄冷装置所具有的优点。

为解决上述问题之三，本实用新型提出了一种车辆，所述车辆包括如上任一项所述的换热蓄冷装置或如上任一项所述的换热蓄冷系统。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一种换热蓄冷系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种换热蓄冷装置的结构示意图；

图3为图2中三向旋塞阀的结构示意图；

图4为本实用新型另一种换热蓄冷装置的结构示意图；

图5为本实用新型第三种换热蓄冷装置的结构示意图；

图6为本实用新型第四种换热蓄冷装置的结构示意图。

附图标记说明：

1第一换热器     2蓄冷罐       3三向旋塞阀

4冷却液入口     5天然气入口   6天然气出口

7冷却液出口     8壳体         9储液罐

10发动机        11第二换热器  12调节阀

13第一混合阀    14第二混合阀  15水箱

16泵            17单向阀      18制冷芯体

31第一通道      32第二通道    33第三通道

A换热蓄冷装置

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图6所示，换热蓄冷装置A包括第一换热器1和蓄冷罐2，第一换热器1的一端设有冷却液入口4和天然气入口5，同时第一换热器1上还设有冷却液流出口和天然气流出口，蓄冷罐2的一端设有冷却液出口7和天然气出口6，天然气从第一换热器1流入，并流经蓄冷罐2的天然气流入口流入蓄冷罐2，并从蓄冷罐2流出，蓄冷罐2用于储存符合要求的冷却液，蓄冷罐2上设有冷却液流入口和冷却液流出口，蓄冷罐2上的冷却液流入口与第一换热器1之间设有控制机构，控制机构可根据需要控制冷却液的流向。

上述技术方案，在一种实施例中，如图1和图2所示，控制机构包括管路和三向旋塞阀3，管路的两端分别与第一换热器1与蓄冷罐2连通，三向旋塞阀3根据需要控制来自第一换热器1的冷却液的流向，即让其流入蓄冷罐2或流出换热蓄冷装置A。对于三向旋塞阀3，如图3所示，可以为手动控制，也可以为电动控制，当发动机10工作并开启制冷时，第一换热器1内的冷却液从换热蓄冷装置A流出，即三向旋塞阀3的第一通道31和第三通道33处于连通状态。当发动机10工作却不开启制冷时，第一换热器1内的冷却液可流入蓄冷罐2内，即三向旋塞阀3的第一通道31和第二通道32处于连通状态。当发动机10不工作却开启制冷时，从蓄冷罐2内抽取冷却液。

在另一种实施例中，如图4所示，控制机构包括管路和单向阀17，管路的两端分别与第一换热器1与蓄冷罐2连通，单向阀17设置于管路中，来自第一换热器1的冷却液可流入蓄冷罐2，而蓄冷罐2内的冷却液无法回流至第一换热器1内。

上述技术方案，在其它实施例中，如图5和图6所示，来自第一换热器1的冷却液也可以不经控制机构，通过管路把第一换热器1上的冷却液出口7与蓄冷罐2上的冷却液流入口连通，来自第一换热器1的冷却液直接流入至蓄冷罐2内。而对于蓄冷罐2的形状，可根据需要设置成多种多样，在此不作具体限定。

上述几种实施例中，对于第一换热器1与蓄冷罐2的在换热蓄冷装置A的具体位置，可以多种多样，对于冷却液入口4、冷却液出口7、天然气入口5和天然气出口6，其设置方式可以有多种，如前进后出、后进后出、上进下出等设置方式，在此不作具体限定。

为防止热量扩散过快，换热控制装置A还包括壳体8，壳体8具体为保温壳体，蓄冷罐2和第一换热器1均设置于保温壳体内。

上述结构的换热蓄冷装置A，冷却液的流向可根据需要进行控制，换热及蓄冷功能集为一体，较好的解决了现有结构的换热器及蓄冷罐难以在车辆上安装使用，以及占用空间大的问题。

如图1所示的换热蓄冷系统，用于车辆上，包括换热蓄冷装置A，换热蓄冷装置A具体为如上所述的换热蓄冷装置。具体而言，换热蓄冷系统还包括用于储存液化天然气(LNG)的储液罐9，储液罐9上设有出液口，出液口与换热蓄冷装置A的天然气入口5连通，而换热蓄冷装置A的天然气出口6与车辆的发动机10连通，用于为发动机10提供天然气燃料。

换热蓄冷系统还包括第二换热器11、制冷芯体18及水箱15，第二换热器11设置于发动机10与换热蓄冷装置A之间的管路上，制冷芯体18的一端与水箱15的一端连通，制冷芯体18的另一端与冷却液出口7连通，而水箱15的另一端与发动机10连通。

进一步地，换热蓄冷系统还包括泵16、第一混合阀13、第二混合阀14及调节阀12，泵16的一端与冷却液出口7连通，泵16的另一端与制冷芯体18连通，而第一混合阀13设置于泵16与制冷芯体18之间，第二混合阀14设置于制冷芯体18与水箱15之间的管路上，而调节阀12则设置于第二换热器11与冷却液入口4之间。

上述技术方案中，当不需要对冷却液进行制冷时，则从发动机10流出的冷却液经第二换热器11后，经调节阀12后进入第二混合阀14，之后经水箱15流回发动机10，也就是冷却液不再流经换热蓄冷装置A，无需天然气对冷却液进行吸热降温。

上述结构的换热蓄冷系统，可用于车辆上，总体而言，具有结构紧凑，占用空间小，以及换热和蓄冷效率高的优点。

此外，本实用新型还提出一种车辆，所述车辆具体包括如上所述的换热蓄冷装置A或如上所述的换热蓄冷系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热蓄冷装置，包括第一换热器(1)和蓄冷罐(2)，其特征在于，所述第一换热器(1)的一端设有冷却液入口(4)和天然气入口(5)，所述蓄冷罐(2)的一端设有冷却液出口(7)和天然气出口(6)，所述天然气从所述第一换热器(1)流入，并流经所述蓄冷罐(2)，所述第一换热器(1)与所述蓄冷罐(2)之间设有控制机构，所述控制机构用于控制冷却液的流向。

2.根据权利要求1所述的换热蓄冷装置，其特征在于，所述控制机构包括管路，以及设置于所述管路上的三向旋塞阀(3)；或者所述控制机构为连接于所述第一换热器(1)与所述蓄冷罐(2)之间的管路。

3.根据权利要求1所述的换热蓄冷装置，其特征在于，所述控制机构包括管路，以及设置于所述管路上的单向阀(17)。

4.根据权利要求2或3所述的换热蓄冷装置，其特征在于，所述换热蓄冷装置(A)还包括壳体(8)，所述蓄冷罐(2)及所述第一换热器(1)设置于所述壳体(8)内。

5.一种换热蓄冷系统，用于车辆上，包括换热蓄冷装置(A)，其特征在于，所述换热蓄冷装置(A)为权利要求1至4中任一项所述的换热蓄冷装置。

6.根据权利要求5所述的换热蓄冷系统，其特征在于，所述换热蓄冷系统还包括用于储存天然气的储液罐(9)，所述储液罐(9)上设有出液口，所述出液口与所述换热蓄冷装置(A)的天然气入口(5)连通，所述换热蓄冷装置(A)的天然气出口(6)用于与所述车辆的发动机(10)连通。

7.根据权利要求6所述的换热蓄冷系统，其特征在于，所述换热蓄冷装置(A)的冷却液入口(4)与所述发动机(10)连通，所述冷却液出口(7)与所述发动机(10)连通。

8.根据权利要求7所述的换热蓄冷系统，其特征在于，所述换热蓄冷系统还包括第二换热器(11)、制冷芯体(18)及水箱(15)，所述第二换热器(11)设置于所述发动机(10)与所述换热蓄冷装置(A)之间，所述制冷芯体(18)与所述水箱(15)连通，所述制冷芯体(18)与所述水箱(15)设置于冷却液出口(7)与所述发动机(10)之间。

9.根据权利要求8所述的换热蓄冷系统，其特征在于，所述换热蓄冷系统还包括泵(16)、第一混合阀(13)、第二混合阀(14)及调节阀(12)，所述泵(16)与所述第一混合阀(13)连通，所述泵(16)与所述第一混合阀(13)设置于所述冷却液出口(7)与所述制冷芯体(18)之间，所述第二混合阀(14)设置于所述制冷芯体(18)与所述水箱(15)之间，所述调节阀(12)设置于所述第二换热器(11)与所述冷却液入口(4)之间。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至4中任一项所述换热蓄冷装置(A)或权利要求5至9中任一项所述的换热蓄冷系统。