CN201872573U - Lng液化天然气汽车空调制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是LNG液化天然气汽车空调制冷系统，包括LNG储液罐、节流降压阀、汽化器、发动机、驾驶室等部件，并在系统中充注汽车冷却液用作冷量传递的介质，是在LNG储液罐后通过管路、节流降压阀连接有换热器，换热器通过管路、汽化器和调压阀门连接至发动机；换热器再通过管路连接有蒸发器和水泵；蒸发器设置在驾驶室内；在换热器出口和带有温控器的蒸发器进口之间连接有带泄压保护盖的膨胀箱。该系统通过冷却液二次热交换制冷循环系统，将LNG汽化所释放的冷量回收，并用于驾驶室内的制冷，在不使用制冷功能时，可利用发动机循环热水汽化LNG，以满足LNG发动机正常使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源利用的汽车空调系统，具体是将LNG液化天然气气化时所释放的冷量进行回收，用于汽车驾驶室内降温的空调制冷系统。
背景技术
伴随着国内经济的持续和快速发展，巨大的资源消耗和环境污染问题也逐渐被人们所关注，在此背景下，新能源汽车的开发和推广的步伐越来越快。在众多的新能源汽车中，采用天然气作为石油的替代燃料，在世界范围内已经被证明是清洁能源汽车未来发展的趋势。
相对于前期开发的CNG压缩天然气汽车，CNG需要20MPa以上的高存储压力，而目前LNG液化天然气汽车，LNG存储压力只有1.5MPa左右，且LNG的体积只有气态(标准状态)的1/620，能量储存密度大约是CNG的3倍，因此LNG汽车的行驶里程进一步提高，降低有害气体排放的效果更明显。
在以LNG为燃料的汽车，LNG在进入发动机前，必须由-162℃低温液态转换成常温的气态才能进入发动机燃烧，在该状态的改变中，LNG会释放出大量的冷量，本文所提出的空调制冷系统，就是利用该冷量用于汽车驾驶室内的降温，而到达能量的最大利用。
在此之前，也有一些LNG液化天然气冷量回收的空调制冷系统的方案，但这些方案实现过程比较复杂，一般都是采用多级换热的方式，将LNG的冷量进行回收，系统中的多级换热器结构复杂，不利于工业化的批量生产。
发明内容
本实用新型提出一套易于实现的汽车空调制冷系统，目的是回收LNG在汽化过程中的所释放的冷量，用于汽车驾驶室内的降温。
为此，本实用新型的技术方案为，LNG液化天然气汽车空调制冷系统，包括LNG储液罐、节流降压阀、汽化器、发动机、驾驶室等部件，并在系统中充注汽车冷却液用作冷量传递的介质，其特征在于：在所述LNG储液罐后通过管路、节流降压阀连接有换热器，换热器通过管路、汽化器和调压阀门连接至发动机；换热器再通过管路连接有蒸发器和水泵；在换热器出口和蒸发器进口之间连接有膨胀水箱；蒸发器设置在驾驶室内。
对上述方案的改进在于：所述的换热器为双管程管壳式换热器，其中一组管程连接LNG供气通路，另一组管程连接发动机循环水，换热器的壳程里充注有汽车冷却液用作冷量传递的介质。
对上述方案的再改进在于：膨胀水箱的注口设有泄压保护盖。
对上述方案的进一步再改进在于：在所述的蒸发器的出风侧设有温控器。
有益效果：
本实用新型在冷却液的循环中，在换热器出口和蒸发器进口之间连入膨胀箱，用于冷却液的加注；同时膨胀箱加注口采用泄压保护盖，即可以保证冷却液循环系统的正常工作和压力平衡，同时当LNG在换热器内泄露的时候，过高的压力可以通过泄压盖排出，以保护该空调制冷系统。
换热器壳程所流经的是空调制冷系统中的冷却液，以供LNG在此组管程中吸收热量以汽化；不使用空调时发动机循环热水在此组管程中释放热量以汽化LNG。
在蒸发器之后的回路上设置水泵，用以提供冷却液的循环动力，同时为达到驾驶室制冷的舒适性要求和防止蒸发器结冰，在蒸发器的出风侧设置温控器以感知蒸发器出风温度，当出风温度低于设定值时，温控器将切断水泵工作，待温度回升设定值时，温控器又将接通水泵工作。
当需要制冷功能时，首先关闭换热器的冷却循环水进口阀门，打开空调制冷系统的水泵开关，冷却液开始在制冷系统中循环。此时从LNG储液罐出来的液态天然气，经过节流降压后进入换热器，在换热器中液态的天然气，吸收制冷系统中循环冷却液的热量，而变成气态的天然气，并经过进化器等过程进入发动机燃烧。同时在换热器中，由于液态天然气汽化时所释放的冷量传递给了冷却液，此时冷却液变成低温的液体而在制冷系统中循环。低温的冷却液直接进入蒸发器，并在蒸发器中进行热交换，吸收空气中的热量而达到制冷的目的。
当不需要制冷功能时，关闭空调制冷系统中的水泵开关，打开换热器的冷却水进口阀门，发动机的循环热水进入换热器，为节流降压后的LNG汽化提供热量，从而使LNG变成气态的天然气，最终进入发动机燃烧，同时也避免了换热器壳程里的温度过低而结冰。
本实用新型通过冷却液二次热交换的简单制冷循环系统，将LNG汽化所释放的冷量回收，并用于驾驶室内的制冷，实现最大利用冷量回收的目的。在不使用制冷功能时，可利用发动机循环热水汽化LNG，以满足LNG发动机正常使用。该制冷系统通过简单的循环过程，就可将LNG的冷量进行回收，且系统部件结构简单，避免了多级换热循环系统的复杂换热器。该系统部件结构简单，成本低，利于规模化生产制造。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理示意图。
具体实施方式
如图1所示。
LNG液化天然气汽车空调制冷系统，在LNG供气的节流降压阀之后的管路上连接双管程管壳式换热器，壳程所流经的是空调制冷系统的冷却液，且用管路将换热器的壳程进出口，和蒸发器、水泵等连接构成冷却液的循环；其中一组管程连接LNG供气通路，以供LNG在此组管程中吸收热量以汽化，该组管程的进口连接LNG储液罐及相关控制阀门，出口连接发动机进气部分；另一组管程连接发动机循环水，分别连接发动机循环热水，以供发动机循环热水在此组管程中释放热量以汽化LNG。
在冷却液的循环中，在换热器出口和蒸发器进口之间连入带泄压保护盖的膨胀水箱，用于冷却液的加注，和保证冷却液循环系统的正常工作和压力平衡。在蒸发器之后的回路上设置水泵，用以提供冷却液的循环动力。
在蒸发器的出风侧设置温控器，以感知蒸发器出风温度，并控制系统循环水泵的工作通断。
Claims (4)
1.LNG液化天然气汽车空调制冷系统，包括LNG储液罐、节流降压阀、汽化器、发动机、驾驶室等部件，并在系统中充注汽车冷却液用作冷量传递的介质，其特征在于：在所述LNG储液罐后通过管路、节流降压阀连接有换热器，换热器通过管路、汽化器和调压阀门连接至发动机；换热器再通过管路连接有蒸发器和水泵；在换热器出口和蒸发器进口之间连接有膨胀水箱；蒸发器设置在驾驶室内。
2.根据权利要求1所述的LNG液化天然气汽车空调制冷系统，其特征在于：所述的换热器为双管程管壳式换热器，其中一组管程连接LNG供气通路，另一组管程连接发动机循环水，换热器的壳程里充注有汽车冷却液用作冷量传递的介质。
3.根据权利要求1所述的LNG液化天然气汽车空调制冷系统，其特征在于：膨胀水箱的加注口设有泄压保护盖。
4.根据权利要求1所述的LNG液化天然气汽车空调制冷系统，其特征在于：所述的蒸发器的出风侧设有温控器。
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