CN208123883U - 利用太阳能光伏/光热一体化系统的lng空温式气化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，包括：太阳能光伏/光热一体化系统，其具有正面能够接受阳光照射而产生电能的太阳能光伏电池，并且在太阳能光伏电池的背面设有空气通道；金属热风导管，与所述空气通道连通，并设有电热元件；保温罩，其上部的进气口与所述金属热风导管相接；空温式气化器，置于所述保温罩内部；蓄电池，与所述电热元件以及太阳能光伏电池分别形成电连接。本实用新型在白天有太阳光照射时，利用光热将空气加热并送入保温罩，帮助空温式气化器换热，同时将产生的电量存储进蓄电池中，在夜晚没有太阳光照射时，蓄电池对电热元件放电，将金属热风导管内的空气加热再送入保温罩，因此白天和夜晚都能够促进LNG气化。
Description
技术领域
本发明涉及一种LNG空温式气化器，特别涉及一种利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器。
背景技术
随着全球能源需求的不断增长以及对生态保护的日趋重视，天然气作为一种高效、清洁的能源近年来在国内外得到大幅应用。由于液化后的天然气其体积可缩小为原来的1/600，因此天然气通常被低温(-162℃)液化后存储。液化天然气(LNG)供给用户使用时，不管是民用还是工业使用，都是需要将液态LNG转化为气态并恢复到常温以后才能使用。空温式气化器主要依靠吸收大气环境热量而实现气化功能，与其他类型的气化器相比具有操作简单、无能耗、无污染、投资小的优点，因此被气化站大力提倡，但是空温式气化器的气化能力受环境因素影响较大，在环境温度很低或者多雾和空气不流通的季节，空温式气化器的气化量及出口温度会大幅下降。
太阳能是一种可再生的能源，具有经济、环保等诸多优点，太阳能光伏光热一体化综合利用技术将太阳能光伏发电和光热利用技术有机结合，在光伏电池组件中引入冷却流体(空气或水)，不仅可以降低光伏电池温度，提高光电转化效率，同时可以将吸收的热能搜集起来加以利用。
发明内容
本发明提供一种利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其目的是利用太阳能光伏/光热一体化系统产生的电能和热能，将空温式气化器周围的空气加热，增强区域空气流动，降低气化区域雾气，减少空气中水蒸气在气化器表面冷凝产生结霜和结冰，提高LNG空温式气化器的气化能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征是包括：
太阳能光伏/光热一体化系统，其具有正面能够接受阳光照射而产生电能的太阳能光伏电池，并且在太阳能光伏电池的背面设有空气通道，空气通道的较低一端可供空气进入；
金属热风导管，与所述空气通道的另一端连通，在金属热风导管上设有电热元件；
保温罩，具有进气口与出气口，所述进气口与所述金属热风导管相接；
空温式气化器，置于所述保温罩内部；
蓄电池，与所述电热元件以及太阳能光伏电池分别形成电连接。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：所述蓄电池通过开关与所述电热元件形成电连接，所述蓄电池还通过控制器与所述太阳能光伏电池形成电连接，所述控制器能够控制所述开关的启闭。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：所述金属热风导管与所述电热元件一体连接为电加热管。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：所述电热元件是电热棒或加热电阻丝。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：在金属热风导管以及电热元件外侧设置有保温层。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：还包括引流风机，其与所述保温罩的下部的出气口相接。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：所述保温罩的进气口位于上部，出气口位于下部，且进气口与出气口设置在保温罩的相对侧壁上。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：还包括可变换角度的连接支架，其具有一根横杆与一根纵杆，横杆与纵杆各具有一段长槽，横杆与纵杆交叉抵靠并通过一个紧固螺栓穿入两个长槽中形成紧固连接，所述太阳能光伏/光热一体化系统与所述横杆的一端以及所述纵杆的顶端销接。
所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其中：所述太阳能光伏/光热一体化系统的空气通道通过挠性波纹管连接至金属热风导管。
本发明利用太阳能光伏/光热一体化系统产生的电能和热能加热气化LNG，其优点非常明显，主要体现在以下几个方面：
1)利用太阳能光伏/光热一体化系统产生的电能和热能，将空温式气化器周围的空气加热，增强区域空气流动，减少空气中水蒸气在气化器表面冷凝产生结霜和结冰，提高LNG空温式气化器的气化能力；
2)利用太阳能光伏/光热一体化系统可同时产生电能和热能的特点，白天用热能，夜晚用电能，在时间上进行互补，减少气化器因结霜和结冰造成的不能连续使用，从而减少气化器的总配置台数，节省投资及占地面积；
3)利用太阳能光伏/光热一体化系统，在光伏电池背面引入空气作为冷却介质，降低了电池温度，提高了光电转化效率，从而提高了太阳能的利用率，减少了对额外热量的需求，且相较于设置单独的光伏面板和空气集热器，节省了设备投资和占地面积；
4)减少了其他除霜和除冰操作，使得气化系统运行维护更加简单可靠。
附图说明
图1是本发明提供的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器的一个较佳实施例的整体结构示意图；
图2是本发明提供的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器的另一个较佳实施例的整体结构示意图。
附图标记说明：太阳能光伏/光热一体化系统1；挠性波纹管2；加热电缆(电热元件)3；金属热风导管4；电加热管4’；保温罩5；空温式气化器6；引流风机7；可变换角度的连接支架8；开关9；蓄电池10；控制器11。
具体实施方式
图1所示是一种利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，包括：
太阳能光伏/光热一体化系统1，其具有正面能够接受阳光照射而产生电能的太阳能光伏电池，并且在太阳能光伏电池的背面设有空气通道，空气通道的较低一端可供空气进入，另一端连接挠性波纹管2；
金属热风导管4，与所述挠性波纹管2相接，在金属热风导管4的外壁上设有加热电缆3；
保温罩5，其上部的进气口与所述金属热风导管4相接；
空温式气化器6，置于所述保温罩5内部，从而能够与进入保温罩5内的热空气发生换热接触；
引流风机7，与所述保温罩5的下部的出气口相接，用于将保温罩5内完成换热的雾气排出；
可变换角度的连接支架8，用于固定所述太阳能光伏/光热一体化系统1，并能够调节太阳能光伏电池的正面朝向太阳的角度；
蓄电池10，通过开关9与所述加热电缆3形成电连接，可对加热电缆3供电，使其发热；所述蓄电池10还通过控制器11与所述太阳能光伏电池形成电连接，在蓄电池10缺电的情况下，使太阳能光伏电池所产生的电能能够对蓄电池10进行充电；所述控制器11还能够控制所述开关9的启闭。
本发明使用的时候，当白天有太阳光照射时，空气从太阳能光伏/光热一体化系统的空气通道底部的入口进入，吸收光热后上浮从空气通道顶部的出口流出，再通过软连接挠性波纹管2和金属热风导管4进入保温罩5的内部，将空温式气化器6周围的冷空气加热，促进气化器内LNG的气化；与此同时，太阳能光伏/光热一体化系统1产生的电量被存储进蓄电池10中，在夜晚没有太阳光照射时，蓄电池10对缠绕在金属热风导管4上的加热电缆3放电，加热电缆3通过电能转化为热能，将金属热风导管4内的空气加热，金属热风导管4内的热空气进入保温罩5中，从而将空温式气化器6周围的空气加热，促进LNG气化。
其中，蓄电池10的充电和放电通过控制器11进行控制，在白天有太阳光照射时，控制器11断开开关9，所述太阳能光伏电池对蓄电池10进行充电，并监控是否充满，夜晚时控制器11则闭合开关9，使蓄电池10对加热电缆3供电使其工作。
太阳能光伏/光热一体化系统1在安装时应当位于空温式气化器6的南侧并面朝正南方安装，且周围无遮挡。为最大化的利用太阳能，太阳能光伏/光热一体化系统1的光伏电池面板应始终与入射的太阳光垂直，为满足不同纬度，不同季节的太阳光照射，本系统中将太阳能光伏/光热一体化系统1安装在可变换角度的连接支架8上。
在本实施例中，所述可变换角度的连接支架8具有一根横杆与一根纵杆，横杆与纵杆各具有一段长槽，横杆与纵杆垂直交叉抵靠并通过一个紧固螺栓穿入两个长槽中形成紧固连接，所述太阳能光伏/光热一体化系统1与所述横杆的一端以及所述纵杆的顶端销接，通过调整所述紧固螺栓与两个长槽中各自的相对位置，即能够调整所述太阳能光伏/光热一体化系统1的安装角度。
为了使所述太阳能光伏/光热一体化系统1的安装角度的变化不会影响空气通道的气密连接，采用挠性波纹管2连接空气通道与金属热风导管4，保证了系统的稳定性。
空温式气化器6为常见的翅片式结构，LNG从其入口流入，气化后的NG从其出口流出，空温式气化器6安装在一个混凝土基础底座上，基础底座高于地平，以便气化器底部雾气下沉和表面冷凝水及融化的冰水流下进行收集，空温式气化器6位于保温罩5的内部，保温罩5为四周及顶部封闭的结构，为方便检修可在侧壁上设置检修门，保温罩5可选用彩钢夹芯板作为材料。金属热风导管4和引流风机7分别安装在保温罩5相对的两个侧壁上，金属热风导管4安装在侧壁的顶部，引流风机7安装在相对侧壁的底部，这样的设置使得保温罩5内的加热更加均匀。
为避免热量损失，金属热风导管4和加热电缆3的外部应设置保温层。
引流风机7的主要作用是将下沉在空温式气化器6底部区域的湿冷空气和雾气带走，促进热空气的引入，加速气化器周围空气的流动，减少气化器表面的结霜和结冰，增强热交换从而提高空温式气化器6的气化能力。
本发明利用太阳能光伏/光热一体化系统1产生的电能和热能加热气化LNG，其优点非常明显，主要体现在以下几个方面：
1)利用太阳能光伏/光热一体化系统1产生的电能和热能，将空温式气化器6周围的空气加热，增强区域空气流动，减少空气中水蒸气在气化器表面冷凝产生结霜和结冰，提高LNG空温式气化器6的气化能力；
2)利用太阳能光伏/光热一体化系统1可同时产生电能和热能的特点，白天用热能，夜晚用电能，在时间上进行互补，减少气化器因结霜和结冰造成的不能连续使用，从而减少气化器的总配置台数，节省投资及占地面积；
3)利用太阳能光伏/光热一体化系统1，在光伏电池背面引入空气作为冷却介质，降低了电池温度，提高了光电转化效率，从而提高了太阳能的利用率，减少了对额外热量的需求，且相较于设置单独的光伏面板和空气集热器，节省了设备投资和占地面积；
4)减少了其他除霜和除冰操作，使得气化系统运行维护更加简单可靠。
在图1所示的较佳实施例的基础上，本发明还可以进行些微的调整。
如图2所示，取消了引流风机7，这种不带引流风机7的方式主要是依靠热空气上浮、冷空气下降的自然对流将热空气引入保温罩5，雾气及湿冷空气依靠重力下降到空温式气化器6底部区域并从保温罩5底部的出风口排出，这种依靠自然对流加热空气的方式相较于带引流风机7的强制通风方式，有利于节省设备投资和运行费用，但相对地换热效果有所降低。
如图2所示，还可以将金属热风导管4和缠绕在其外部的加热电缆3更换为将两者一体化的电加热管4’，电加热管4’的管壁上设置的电热元件可以是电热棒也可以是加热电阻丝，然后在电加热管4’的管壁外设置保温层，是等同的替代方案。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征是包括：
太阳能光伏/光热一体化系统，其具有正面能够接受阳光照射而产生电能的太阳能光伏电池，并且在太阳能光伏电池的背面设有空气通道，空气通道的较低一端可供空气进入；
金属热风导管，与所述空气通道的另一端连通，在金属热风导管上设有电热元件；
保温罩，具有进气口与出气口，所述进气口与所述金属热风导管相接；
空温式气化器，置于所述保温罩内部；
蓄电池，与所述电热元件以及太阳能光伏电池分别形成电连接。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：所述蓄电池通过开关与所述电热元件形成电连接，所述蓄电池还通过控制器与所述太阳能光伏电池形成电连接，所述控制器能够控制所述开关的启闭。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：所述金属热风导管与所述电热元件一体连接为电加热管。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：所述电热元件是电热棒或加热电阻丝。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：在金属热风导管以及电热元件外侧设置有保温层。
6.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：还包括引流风机，其与所述保温罩的出气口相接。
7.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：所述保温罩的进气口位于上部，出气口位于下部，且进气口与出气口设置在保温罩的相对侧壁上。
8.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：还包括可变换角度的连接支架，其具有一根横杆与一根纵杆，横杆与纵杆各具有一段长槽，横杆与纵杆交叉抵靠并通过一个紧固螺栓穿入两个长槽中形成紧固连接，所述太阳能光伏/光热一体化系统与所述横杆的一端以及所述纵杆的顶端销接。
9.根据权利要求1所述的利用太阳能光伏/光热一体化系统的LNG空温式气化器，其特征在于：所述太阳能光伏/光热一体化系统的空气通道通过挠性波纹管连接至金属热风导管。
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