CN208169991U - 一种lng汽车自增压系统冷能回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，包括LNG储罐(1)、空气换热器(5)，设置在LNG储罐(1)与空气换热器(5)之间的冷能回收组件，包括冷能回收换热器(3)、空调换热器(8)，冷能回收换热器(3)设置在连接LNG储罐(1)及空气换热器(5)的循环管道上，空调换热器(8)经循环换热管道与冷能回收换热器(3)形成换热回路。与现有技术相比，本实用新型既让自增压系统中的LNG冷能得到充分利用，又避免了LNG直接与空气进行换热而造成的水蒸气冻结管路严重结霜，导致换热器通道阻塞的风险，达到了环保和节能双重的社会和经济效益。

Description

一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置

技术领域

本实用新型涉及LNG汽车设备领域，尤其是涉及一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置。

背景技术

随着我国汽车产业的大力增长，汽车保有量在快速增加，汽车已经成为人们生产生活中不可或缺的重要工具，汽车在为我们提供便利的同时，其所排放的尾气造成环境污染日益严重，节约能源和环境保护的双重压力迫使清洁环保车的发展越来越受到重视，因此LNG汽车研究的步伐也随之加速。在汽车正常行驶过程中，燃料储罐在向发动机供气时，随着LNG储罐内液位的下降，储罐内压力逐渐降低，导致储罐无法正常供气，在此基础上，会有一系列储罐增压装置，包括经典自增压系统、电加热型、回气型和真空型增压系统。电加热型自增压系统是在储罐内部设置电加热器，由车上配置的电池提供电源。回气增压系统是对经典自增压系统的改进，气化后的燃料气不是直接返回储罐内，而是返回储罐内的换热盘管，与储罐内的液体进行热交换后，再返回气化器，经气化器再热后进入发动机。真空型是利用捕获器吸附或脱附储罐内外胆间的气体，改变内外胆间的真空度，控制储罐的漏热，使储罐内的液体受热气化，从而达到增压的目的。使用最广泛的是经典自增压系统，工作原理是在LNG储罐上增加一组蒸发回路，打开增压阀，瓶内LNG液体进入蒸发回路，经过蒸发器吸热气化形成高压气体回到LNG储罐内，提高罐内压力。在自增压系统中，低温LNG直接与空气进行换热，易造成水蒸气冻结管路严重结霜，使换热器通道阻塞，并且导致大量的LNG冷能流失。对于LNG冷能回收的技术，在燃料供给系统中有相关应用，当液化天然气汽车工作时,燃料储罐中的液态天然气在自身压力的作用下,从LNG储液罐流出,经过燃料切断阀和过流阀进入汽化器内被加热汽化,供汽车使用，在LNG气化过程中会释放出大量的冷能，因此会在燃料供给系统中应用一些冷能回收装置，不仅防止了冷能造成的环境污染，还能将能源进行二次利用，但是，在自增压系统中同样存在LNG气化，自增压过程中释放的冷能易造成水蒸气冻结管路严重结霜，使换热器通道阻塞，且导致大量的LNG冷能流失，所以有必要对自增压系统中的LNG冷能进行回收利用。

在已有技术中，专利号为“CN201010018128”的专利“车用储罐的自增压装置”，该装置储罐内的液体通过取液管路引出至空浴式加热器中进行升温气化，大量的气态天然气回到储罐中，实现储罐的自增压。由于LNG温度较低，与空气温差较大，易造成水蒸气冻结管路严重结霜，使换热器通道阻塞，影响汽车的平稳运行，并且在LNG气化过程中，大量的LNG冷能流失，专利号为“CN201520285601.1”的专利“一种LNG冷能回收装置”，采用LNG冷能回收装置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，该冷能回收装置只设置在LNG储罐和发动机之间，回收了储罐和发动机之间的LNG冷能，但是在自增压系统中也存在大量的LNG冷能，该装置没有实现对自增压系统中LNG冷能的回收，本实用新型专利通过在自增压系统中增加一个冷能回收装置，使自增压过程中的LNG冷能得到充分利用，降低LNG的冷损，实现能源的综合利用。专利号为“CN201520805125.1”的专利“一种LNG卡车冷能回收空调系统”，在该系统中，空调鼓风机和汽车空调蒸发器之间的风道上设置有一冷能储能器，该冷能储能器用于吸收LNG气化器气化过程中产生的冷能，且只吸收汽车发动系统中的LNG冷能，不能吸收自增压系统中的LNG冷能，本实用新型专利中的冷能回收装置可以做到吸收自增压系统中的冷能，并将冷能用于车厢供冷，提高能源利用率。专利号为“CN201110060113.7”的专利“一种回收液化天然气冷能用于低温送风的汽车空调系统”，该装置在现有的LNG汽车燃气供给系统中串联一个同轴套管式换热器，回收LNG气化的冷能供给汽车空调，该空调系统的冷能只来源于燃气供气系统，在自增压系统中，也存在LNG气化，该系统没有利用到这部分的冷能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，既能让自增压过程中的LNG冷能得到了充分的利用，提高了能源的利用率，又避免了自增压过程中LNG直接与空气换热而造成的水蒸气冻结管路严重结霜，换热器通道阻塞的风险。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，包括LNG储罐、空气换热器、设置在LNG储罐与空气换热器之间的冷能回收组件，包括冷能回收换热器、空调换热器，

所述的冷能回收换热器设置在连接LNG储罐及空气换热器的循环管道上，所述的空调换热器经循环换热管道与冷能回收换热器形成换热回路。

所述的冷能回收换热器内盛装冷媒，可以采用乙二醇溶液，通过冷媒乙二醇溶液与LNG进行换热，实现冷能回收。

所述的空调换热器一侧还设有风扇，空调换热器通过冷媒乙二醇溶液与空气进行换热，换热后的空气通过风扇送到车厢内，实现车厢的供冷。

所述的换热回路上还设有循环泵，返回的乙二醇溶液经过循环泵加压后送回冷能回收换热器，再次与LNG循环换热。

所述的换热回路上还设有冷媒储罐，该冷媒储罐与换热回路连通的管道上设有冷媒截止阀。

所述的LNG储罐上设有放空阀。

所述的LNG储罐的出口管道通过三通调节阀分别与空气换热器及冷能回收换热器的入口管道连接。

冷媒储罐中储存有适量的冷媒乙二醇溶液，在自增压系统打开时，LNG液体从LNG储罐中流出，进入冷能回收换热器中，与换热器中的冷媒乙二醇溶液进行换热，换热后的天然气再通过管道流入空气换热器，与空气进一步换热，最后输送到LNG储罐内，完成储罐的自增压过程。冷媒乙二醇溶液吸收了LNG的冷能后，流入空调换热器中，与风扇吸进的空气进行换热，从而达到为车厢供冷的目的。乙二醇溶液通过循环泵加压后再回到冷能回收换热器中，再次与LNG循环换热。当冷能回收装置出现故障不能运行时，LNG液体从储罐流出后通过三通调节阀不再进入冷能回收装置，而是直接通过管道流入空气换热器中，与空气进行换热，从而完成储罐的自增压。当储罐内的压力过高时，可以打开放空阀泄压，使储罐压力维持安全压力。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.使得自增压过程中的LNG冷能得到充分利用，降低LNG的冷损，提高了能源利用率。

2.低温LNG先进入冷能回收换热器，与冷媒乙二醇溶液进行换热，再通过空气换热器，避免了LNG直接与空气进行换热而造成的水蒸气冻结管路严重结霜，使换热器通道阻塞的风险，实现了储罐正常自增压过程。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图中，1-LNG储罐，2-三通调节阀，3-冷能回收换热器，4-制冷截止阀，5-空气换热器，6-自增压截止阀，7-放空阀，8-空调换热器，9-风扇，10-循环泵，11-冷媒截止阀，12-冷媒储罐。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例

一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其结构如图1所示，包括自增压系统和冷能回收装置，采用的装置包括LNG储罐1，三通调节阀2，冷能回收换热器3，空调换热器8，风扇9，冷媒储罐12，循环泵10，冷媒截止阀11，空气换热器5，自增压截止阀6和放空阀7等组件。

在LNG储罐1与空气换热器5之间设置有冷能回收组件，包括冷能回收换热器3、空调换热器8。冷能回收换热器3设置在连接LNG储罐1及空气换热器5的循环管道上，空调换热器8经循环换热管道与冷能回收换热器3形成换热回路。

在冷能回收换热器3内盛装冷媒，本实施例中采用的冷媒为乙二醇溶液。在空调换热器8一侧还设有风扇9，换热回路上还设有循环泵10，并且连接冷媒储罐12，该冷媒储罐12与换热回路连通的管道上设有冷媒截止阀11。LNG储罐1上设有放空阀7，并且LNG储罐1的出口管道通过三通调节阀2分别与空气换热器5及冷能回收换热器3的入口管道连接。

本实用新型在应用时，冷媒储罐12中储存有适量的冷媒乙二醇溶液，在自增压系统打开时，LNG液体从LNG储罐1中流出，进入冷能回收换热器3中，与换热器中的冷媒乙二醇溶液进行换热，换热后的天然气再通过管道流入空气换热器5，该管道上设有制冷截止阀4，与空气进一步换热，最后输送到LNG储罐1内，完成储罐的自增压过程。冷媒乙二醇溶液吸收了LNG的冷能后，流入空调换热器8中，与风扇9吸进的空气进行换热，从而达到为车厢供冷的目的。乙二醇溶液通过循环泵10加压后再回到冷能回收换热器3中，再次与LNG循环换热。当冷能回收装置3出现故障不能运行时，LNG液体从储罐流出后通过三通调节阀2不再进入冷能回收装置，而是直接通过管道流入空气换热器中，与空气进行换热，然后回到储罐中，循环管路上设有自增压截止阀6，从而完成储罐的自增压。当储罐内的压力过高时，可以打开放空阀7泄压，使储罐压力维持安全压力。

本实用新型通过在自增压系统中增加一个冷能回收装置，使低温LNG先进入冷能回收换热器中与冷媒乙二醇溶液进行换热，乙二醇溶液在吸收LNG冷能后进入空调换热器，通过风扇为车厢供冷，实现了对自增压系统中LNG冷能的回收，冷能回收装置添加在自增压系统中，可以做到对自增压系统中LNG冷能的回收利用，实现了能源的二次利用，达到节能的效益。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (8)

1.一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，包括LNG储罐(1)、空气换热器(5)，

其特征在于，还包括设置在LNG储罐(1)与空气换热器(5)之间的冷能回收组件，包括冷能回收换热器(3)、空调换热器(8)，

所述的冷能回收换热器(3)设置在连接LNG储罐(1)及空气换热器(5)的循环管道上，所述的空调换热器(8)经循环换热管道与冷能回收换热器(3)形成换热回路。

2.根据权利要求1所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的冷能回收换热器(3)内盛装冷媒。

3.根据权利要求2所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的冷媒为乙二醇溶液。

4.根据权利要求1所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的空调换热器(8)一侧还设有风扇(9)。

5.根据权利要求1所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的换热回路上还设有循环泵(10)。

6.根据权利要求1或2所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的换热回路上还设有冷媒储罐(12)，该冷媒储罐(12)与换热回路连通的管道上设有冷媒截止阀(11)。

7.根据权利要求1所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的LNG储罐(1)上设有放空阀(7)。

8.根据权利要求1所述的一种LNG汽车自增压系统冷能回收装置，其特征在于，所述的LNG储罐(1)的出口管道通过三通调节阀(2)分别与空气换热器(5)及冷能回收换热器(3)的入口管道连接。