CN204693686U - 一种lng冷能回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LNG冷能回收装置，包括设置在LNG气罐和发动机之间的冷却装置，冷却装置与LNG气罐和发动机之间均设有天然气管道；冷却装置通过尾气管道与发动机的尾气排出部相连，冷却装置上还设有供尾气排除的排气管；冷却装置通过冷却水管道分别与发动机冷却系统的进口和出口相连并形成一循环回路；冷却装置通过空调制冷剂管道与冷凝器相连并形成一循环回路，冷却装置内设有冷媒。采用该LNG冷能回收装置能将冷能传递给空调制冷剂和冷却水，达到制冷空调制冷剂和冷却水的目的；减轻汽车发动机的动力负荷，同时，提高能源利用率，实现节能减排和经济效益的双赢，保护了设备，避免了冷能污染；而且，结构简单，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型属涉及一种LNG冷能回收装置。
背景技术
现阶段，LNG(liquefied natural gas液化天然气的英文缩写)冷能回收用于空调制冷，通常采用换热器将LNG气化释放的冷能储存在冷媒中，当汽车行驶中和停车时车内需要较低温度，通过热交换器将冷媒的冷量与空气进行交换，实现车内制冷的目的。
采用上述方式，存在以下缺陷：
(1)冷量未用于行车过程中空调制冷剂的冷却，即：当空调在制冷时，分配部分发动机功率，由皮带带动空调压缩机做功，低压制冷剂在蒸发器中气化吸热实现制冷的功能。现有技术仅将LNG冷量通过换热器直接与空气交换，不能有效的降低空调对发动机的负荷，同时增加了油耗；
(2)未涉及发动机冷却水的冷却。发动机冷却水在行车过程中温度较高，容易造成设备过热破坏和汽车自燃现象；
(3)冷能温度过低，易造成设备(发动机)的冷破坏。现有技术通常采用一级或者二级换热器将LNG冷媒温度降低，对从换热器出来的LNG气体温度未有效控制，易对发动机造成冷破坏；同时，冷却水温度过低也会对造成发动机冷破坏。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种LNG冷能回收装置，在避免了冷能污染和保护设备的前提下，实现汽车空调系统的冷量需求和发动机的高效冷却，同时，达到减轻汽车发动机的动力负荷，节约能源的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种LNG冷能回收装置，包括设置在LNG气罐和发动机之间的冷却装置，所述冷却装置与所述LNG气罐和所述发动机之间均设有天然气管道；
所述冷却装置通过尾气管道与所述发动机的尾气排出部相连，所述冷却装置上还设有供尾气排除的排气管；
所述冷却装置通过冷却水管道分别与发动机冷却系统的进口和出口相连并形成一循环回路；
所述冷却装置通过空调制冷剂管道与冷凝器相连并形成一循环回路；
所述冷却装置内设有冷媒。
作为一种改进，所述冷却装置包括壳体，所述壳体内设有与所述天然气管道连通的若干第一换热器，若干所述第一换热器相互串联在一起；
所述壳体内还设有均与所述尾气管道和所述排气管相连的若干第二换热器，若干所述第二换热器相互串联在一起；
所述壳体内还设有与所述冷却水管道相连的若干第三换热器，若干所述第三换热器相互串联在一起；
所述壳体内还设有与所述空调制冷剂管道相连的若干第四换热器，若干所述第四换热器相互串联在一起；
所述冷媒的液面覆盖所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器和所述第四换热器。
作为进一步的改进，位于所述发动机冷却系统与所述第三换热器之间的所述冷却水管道上设有第一流量阀；
所述冷却水管道上设有用于检测冷却水温度的第一温度传感器，所述第一温度传感器和所述第一流量阀均与电控单元相连。
作为再进一步的改进，所述壳体内设有用于检测所述冷媒温度的第二温度传感器；
位于所述第一换热器和所述发动机之间的所述天然气管道上设有用于检测天然气温度的第三温度传感器；所述天然气管道上设有用于控制天然气流量的自动控制阀；
所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述自动控制阀均与电控单元相连。
作为又进一步的改进，所述尾气管道上设有用于控制进入所述第二换热器内尾气流量的第二流量阀。
作为更进一步的改进，所述冷媒为乙二醇溶液。
采用了上述技术方案后，本实用新型提供的一种LNG冷能回收装置的有益效果是：
LNG储罐中的液态天然气在压力作用下进入冷却装置中进行气化，之后气化后的天然气(大约在18℃-20℃)最终进入发动机燃烧，在天燃气气化过程中产生的冷能传递给冷媒，通过吸收有冷能的冷媒为冷却发动机冷却水和冷却冷凝器中的空调制冷剂打下基础。
由于当汽车刚启动时，发动机冷却水温度一般在室温20℃左右，对冷量的需求量较低，此时，将尾气管道与发动机的尾气排除部连通，将发动机尾气热量传递给冷却装置中的冷媒，达到防止冷却水和LNG气体温度过低，导致发动机冷破坏的问题，同时，防止冷媒温度低，冷破坏冷却装置和导致空调制冷剂和冷媒凝固的问题；汽车行驶中，发动机冷却水温度高于20℃时，通过控制尾气进入冷却装置的流量，及调节发动机冷却水进入冷却装置和发动机冷却系统的流量，并通过冷媒，实现发动机冷却水的均衡冷却；当行车或者驻车中开启空调制冷时，将冷却装置中冷媒的冷量通过空调制冷剂管道用于空调制冷剂所需要的冷量，大大降低了空调系统在制冷时汽车发动机的动力负荷。
综上所述，采用该LNG冷能回收装置能将冷能传递给空调制冷剂和冷却水，达到制冷空调制冷剂和冷却水的目的；减轻汽车发动机的动力负荷，同时，提高能源利用率，实现节能减排和经济效益的双赢，保护了设备，避免了冷能污染；而且，结构简单，成本低廉。
由于壳体内设有冷媒液面覆盖的第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器，从而通过第一换热器将LNG气化后的冷能进行冷交换，并通过第三换热器、第四换热器分别将冷能用于空调制冷剂和发动机冷却水，通过第二换热器加热冷媒；同时，实现各个换热器布置在壳体内，部件外漏少，布置合理，工作可靠，为冷媒进行冷、热传递奠定了基础，且传递效率高。
由于第一温度传感器和第一流量阀均与电控单元相连，从而通过第一温度传感器和第一流量阀，自动控制发动力冷却水进入冷却装置和发动机冷却系统的流量，实现发动机的高效均衡冷却。
由于冷媒为乙二醇溶液，其熔点为-12.6℃，沸点为197.3℃，化学性质稳定、低毒、冰点低，可保证安全工作。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1、LNG气罐，2、流量阀，3、乙二醇溶液，4、第二温度传感器，5、天然气管道，6、第一换热器，7、第四换热器,8、空调制冷剂管道，9、尾气管道，10、第二换热器，11、冷却水管道，12、第三换热器，13、第三温度传感器，14、自动控制阀，15、滤清器，16、减压器，17、滤清器，18、混合器，19、发动机，20、第二流量阀，21、第一流量阀，22、第一温度传感器，23、流量阀，24、水箱，25、冷凝器，26、排气管，27、壳体。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种LNG冷能回收装置，包括设置在LNG气罐1和发动机19之间的冷却装置，该冷却装置与LNG气罐1和发动机19之间均设有天然气管道5；该冷却装置通过尾气管道9与发动机19的尾气排出部相连，该冷却装置上还设有供尾气排除的排气管26；该冷却装置通过冷却水管道11分别与发动机冷却系统的进口和出口相连并形成一循环回路；该冷却装置通过空调制冷剂管道8与冷凝器25相连并形成一循环回路。
该冷却装置包括壳体27，该壳体27内设有与天然气管道5连通的若干第一换热器6，若干第一换热器6相互串联在一起；该壳体27内还设有均与尾气管道9和排气管26相连的若干第二换热器10，若干第二换热器10相互串联在一起；该壳体27内还设有与冷却水管道11相连的若干第三换热器12，若干第三换热器12相互串联在一起；该壳体27内还设有与空调制冷剂管道8相连的若干第四换热器7，若干第四换热器7相互串联在一起。
该壳体27内还设有液体介质的冷媒，该冷媒的液面覆盖第一换热器6、第二换热器10、第三换热器12和第四换热器7，该冷媒优选为乙二醇溶液3；该第一换热器6、第二换热器10、第三换热器12和第四换热器7均优选为板式换热器。
该发动机冷却系统包括与发动机19相连并位于发动机19上游的水箱24，该水箱24上游的冷却水管道11上设有流量阀23，该发动机19与设有水箱24和流量阀23的冷却水管道11形成第一循环支路；位于壳体27外部且位于发动机19与第三换热器12之间的冷却水管道11上设有第一流量阀21，该发动机19与设有第一流量阀21并与第三换热器12连通的冷却水管道11形成第二循环支路，该第一循环支路和第二循环支路相互连通；该冷却水管道11上设有用于检测冷却水温度的第一温度传感器22，该第一温度传感器22、流量阀23和第一流量阀21均与电控单元相连。
该壳体27内设有用于检测乙二醇溶液3温度并与电控单元相连的第二温度传感器4。
该第一换热器6与LNG气罐1之间的天然气管道5上设有流量阀2；位于第一换热器6和发动机19之间的天然气管道5上设有用于检测天然气温度的第三温度传感器13，该天然气管道5上设有用于控制天然气流量的自动控制阀14；该第三温度传感器13和自动控制阀14均与电控单元相连；该自动控制阀14与发动机19之间的天然气管道5上还依次设有滤清器15、减压器16和混合器18，该混合器18上还连接有用于过滤空气的滤清器17。
该尾气管道9上设有用于控制进入第二换热器10内尾气流量并与电控单元相连的第二流量阀20。
在实际应用中，当流量阀2开启时，LNG储罐1中的液态天然气在压力作用下进入盛有乙二醇溶液3的壳体27中通过第一换热器6与乙二醇溶液3进行热交换，其中空调制冷剂管道8、冷却水管道11分布在乙二醇溶液3中再次通过第四换热器7和第三换热器12分别将冷能传递给空调制冷剂和冷却水，达到制冷空调制冷剂和冷却水的目的。从第一换热器6中出来的天然气温度大约在18℃-20℃，经过自动控制阀14、滤清器15、减压器16进入到混合器18中与经过滤清器17过滤后的空气进行混合，最后混合气体进入发动机19燃烧。
由于当汽车刚启动时，发动机冷却水温度一般在室温20℃左右，对冷量的需求量较低，此时，将尾气管道9与发动机19的尾气排除部连通，将发动机尾气热量通过第二换热器10传递给壳体27中的乙二醇溶液3，达到防止冷却水和LNG气体温度过低，导致发动机19冷破坏的问题，同时，防止乙二醇溶液3温度低，冷破坏壳体27中的第一换热器6、第二换热器10、第三换热器12和第四换热器7，以及导致冷凝器25中的空调制冷剂和乙二醇溶液3凝固的问题。
汽车行驶中，发动机冷却水温度高于20℃时，通过与电控单元相连的第一温度传感器22和第二流量阀20自动控制尾气进入第二换热器10的流量，以及通过第一温度传感器22和第一流量阀21、流量阀23自动调节发动机冷却水进入第三换热器12和发动机冷却系统中水箱24的流量，实现发动机冷却水的均衡冷却。
当行车或者驻车中开启空调制冷时，优先将壳体27中乙二醇溶液3的冷量通过空调制冷剂管道8用于空调制冷剂所需要的冷量，大大降低了空调系统在制冷时汽车发动机的动力负荷。
综上所述，采用该LNG冷能回收装置能将冷能传递给空调制冷剂和冷却水，达到制冷空调制冷剂和冷却水的目的；减轻汽车发动机的动力负荷，同时，提高能源利用率，实现节能减排和经济效益的双赢，保护了设备，避免了冷能污染；而且，结构简单，成本低廉。
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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种LNG冷能回收装置，其特征在于，包括设置在LNG气罐和发动机之间的冷却装置，所述冷却装置与所述LNG气罐和所述发动机之间均设有天然气管道；
所述冷却装置通过尾气管道与所述发动机的尾气排出部相连，所述冷却装置上还设有供尾气排除的排气管；
所述冷却装置通过冷却水管道分别与发动机冷却系统的进口和出口相连并形成一循环回路；
所述冷却装置通过空调制冷剂管道与冷凝器相连并形成一循环回路；
所述冷却装置内设有冷媒。
2.根据权利要求1所述的一种LNG冷能回收装置，其特征在于，所述冷却装置包括壳体，所述壳体内设有与所述天然气管道连通的若干第一换热器，若干所述第一换热器相互串联在一起；
所述壳体内还设有均与所述尾气管道和所述排气管相连的若干第二换热器，若干所述第二换热器相互串联在一起；
所述壳体内还设有与所述冷却水管道相连的若干第三换热器，若干所述第三换热器相互串联在一起；
所述壳体内还设有与所述空调制冷剂管道相连的若干第四换热器，若干所述第四换热器相互串联在一起；
所述冷媒的液面覆盖所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器和所述第四换热器。
3.根据权利要求2所述的一种LNG冷能回收装置，其特征在于，位于所述发动机冷却系统与所述第三换热器之间的所述冷却水管道上设有第一流量阀；
所述冷却水管道上设有用于检测冷却水温度的第一温度传感器，所述第一温度传感器和所述第一流量阀均与电控单元相连。
4.根据权利要求3所述的一种LNG冷能回收装置，其特征在于，所述壳体内设有用于检测所述冷媒温度的第二温度传感器；
位于所述第一换热器和所述发动机之间的所述天然气管道上设有用于检测天然气温度的第三温度传感器；所述天然气管道上设有用于控制天然气流量的自动控制阀；
所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述自动控制阀均与电控单元相连。
5.根据权利要求4所述的一种LNG冷能回收装置，其特征在于，所述尾气管道上设有用于控制进入所述第二换热器内尾气流量的第二流量阀。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的一种LNG冷能回收装置，其特征在于，所述冷媒为乙二醇溶液。
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|---|---|---|---|---|
| CN107388036A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-24 | 湖南申鑫能源科技有限公司 | 基于压缩天然气的节能系统及其应用方法 |
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2015
- 2015-05-05 CN CN201520285601.1U patent/CN204693686U/zh not_active Expired - Fee Related
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