一種液化天然氣冷能回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種制冷系統(tǒng)和制冷設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種液化天然氣(LNG)冷能回收系統(tǒng)和其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]由于冷藏技術(shù)的落后及冷鏈物流運(yùn)輸?shù)牟煌晟疲磕赀\(yùn)輸過(guò)程中的食物腐敗問(wèn)題導(dǎo)致大量損失。所以積極發(fā)展冷藏技術(shù)及冷鏈物流對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)具有重要意義。冷藏車因其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，成為冷鏈物流運(yùn)輸中的重要一環(huán)。目前我國(guó)的冷藏車按照其制冷方式的不同可分為機(jī)械冷藏車、冷板冷藏車、液氮(LN2)冷藏車和干冰冷藏車。其中機(jī)械冷藏車需要一套單獨(dú)的由發(fā)動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)。冷板冷藏車則是利用冷板內(nèi)的相變材料來(lái)為冷藏室提供冷量。液氮冷藏車和干冰冷藏車則是通過(guò)提前加注不可回收的相變工質(zhì)，利用其相變時(shí)釋放的冷量來(lái)對(duì)冷藏室進(jìn)行供冷。
[0003]近年來(lái)清潔能源的需求顯得十分迫切。西氣東輸工程為東部地區(qū)帶來(lái)了清潔廉價(jià)的天然氣資源，并且很多車輛實(shí)現(xiàn)了油改氣。由于液化天然氣在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)之前需要從低溫狀態(tài)升溫后再送到發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)釋放大量的冷能。通常情況下這部分的冷能被直接排入大氣而浪費(fèi)掉了。但這部分冷能如果應(yīng)用于冷藏食品，則可以高效地利用能源。因此以LNG為燃料的冷藏車可以將冷能回收利用。
[0004]目前在LNG冷藏車領(lǐng)域已經(jīng)有一些現(xiàn)有技術(shù)，有些技術(shù)只能在冷藏車正常行駛的時(shí)候才能供冷。整個(gè)供冷系統(tǒng)的冷量供應(yīng)并不取決于車廂內(nèi)的冷量需求，而是取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗水平。若冷藏車在行駛的途中遭遇堵車導(dǎo)致燃料消耗減少，或者頻繁的裝卸貨物使得車廂內(nèi)冷量需求增加，則車廂內(nèi)的溫度波動(dòng)會(huì)較大，不利于貨物的保存。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N液化天然氣(LNG)冷能回收系統(tǒng)包括一個(gè)可替換的蓄冷劑供冷系統(tǒng)。當(dāng)汽車高速行駛?cè)剂舷牧吭龃蟮臅r(shí)候，過(guò)剩的冷量供應(yīng)會(huì)通過(guò)一個(gè)換熱器被存儲(chǔ)在蓄冷劑中。當(dāng)汽車遭遇堵車導(dǎo)致冷量供給不足，或者冷藏車廂門頻繁開(kāi)啟導(dǎo)致冷藏室內(nèi)的冷量需求增大時(shí)，蓄冷劑中的冷量會(huì)通過(guò)一個(gè)換熱器釋放到冷藏室內(nèi)，起到輔助制冷，并穩(wěn)定冷藏室內(nèi)溫度的作用。此外，本申請(qǐng)的冷藏箱體與承載車輛是可分離的，蓄冷劑模組與冷藏箱體也是可分離的。車輛在空載情況下，即不承載冷藏箱體的情況下，仍有單獨(dú)的燃料供給管路以保障其正常行駛。冷藏箱體的可分離性可以給冷鏈物流的貨物裝卸帶來(lái)極大的機(jī)動(dòng)性，提高貨物轉(zhuǎn)運(yùn)的效率。蓄冷劑的可更換特性可以讓貨物在裝入冷藏室內(nèi)后快速得到降溫，而不用等候負(fù)載車輛的發(fā)動(dòng)供氣來(lái)提供冷量。本申請(qǐng)還提供了一種溫度控制子系統(tǒng)，包括溫度傳感器，處理器和各個(gè)流量控制器。溫度控制子系統(tǒng)根據(jù)冷藏箱體內(nèi)的溫度自動(dòng)控制各個(gè)工質(zhì)循環(huán)回路在冷量提供中的參與程度，從而維持冷藏室內(nèi)的溫度在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的范圍內(nèi)。
[0006]本申請(qǐng)的技術(shù)方案如下:
[0007]—種液化天然氣冷能回收系統(tǒng)，包括液化天然氣儲(chǔ)罐。所述液化天然氣儲(chǔ)罐包括出口一，出口二和出口三。出口一連接氣化器和發(fā)動(dòng)機(jī)，液化天然氣從出口一經(jīng)過(guò)氣化器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。所述液化天然氣冷能回收系統(tǒng)還包括液化天然氣冷能直接回收子系統(tǒng)。液化天然氣冷能直接回收子系統(tǒng)包括第一換熱器、風(fēng)幕機(jī)和通風(fēng)管道。所述的液化天然氣儲(chǔ)罐的出口二與液化天然氣冷能直接回收子系統(tǒng)連接，從出口二釋放出的液化天然氣的冷能通過(guò)所述的通風(fēng)管道釋放到冷藏箱體內(nèi)。液化天然氣冷能回收系統(tǒng)還包括液化天然氣冷能間接回收子系統(tǒng)。所述液化天然氣冷能間接回收子系統(tǒng)包括第二換熱器、蓄冷劑儲(chǔ)罐和第三換熱器。所述的液化天然氣儲(chǔ)罐的出口三與液化天然氣冷能間接回收子系統(tǒng)連接，從出口三釋放出的液化天然氣的冷能至少部分通過(guò)第二換熱器儲(chǔ)存在蓄冷劑儲(chǔ)罐中的蓄冷劑內(nèi)，蓄冷劑的冷能通過(guò)第三換熱器釋放到所述冷藏箱體內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的一種LNG冷能回收系統(tǒng)示意圖；
[0009]圖2是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的一種LNG冷藏車?yán)淠芑厥障到y(tǒng)示意圖；
[0010]圖3是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的一種可移動(dòng)的冷藏車箱體的示意圖。
[0011]圖中:101.LNG儲(chǔ)罐;102.第一流量控制器;103.氣化器;104.發(fā)動(dòng)機(jī)；105.接口一；106.第二流量控制器;107.第一換熱器;108.風(fēng)幕機(jī);109.通風(fēng)管道;110.三通閥門；111.接口二； 112.接口三；113.第三流量控制器；114.第二換熱器；115.第四流量控制器；116.蓄冷劑儲(chǔ)罐；117.第五流量控制器；118.第三換熱器；121.出口一； 122.出口二； 123.出口三；200.車輛;201.冷藏箱體;202.貨物;203.溫度傳感器;204.電源;300.移動(dòng)式冷藏箱。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，但不以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013]圖1為根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例所示的LNG冷能回收系統(tǒng)示意圖。該LNG冷能回收系統(tǒng)包括LNG儲(chǔ)罐101ING儲(chǔ)罐101上有三個(gè)液化天然氣出口 121、122和123，出口一121在直接燃燒液化天然氣不回收冷能時(shí)使用，出口二122在直接回收天然氣冷能的時(shí)候使用，出口三123在間接回收天然氣冷能時(shí)使用。所述出口一 121與氣化器103通過(guò)管道相連，在該段管路上設(shè)有第一流量控制器102。第一流量控制器102包含一個(gè)閥門且由溫度控制子系統(tǒng)中的處理器控制。所述閥門可以是電控閥門。在不負(fù)載冷藏箱體的時(shí)候溫度控制子系統(tǒng)開(kāi)啟流量控制器102并控制從出口一 121釋放出的液化天然氣的流量。
[0014]溫度控制子系統(tǒng)可包括溫度傳感器203、處理器(未在圖中顯示)及流量控制器。溫度傳感器203可安裝在冷藏箱體201中。溫度傳感器203可檢測(cè)所述冷藏箱體201內(nèi)至少一處的溫度，并根據(jù)檢測(cè)到的溫度，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。溫度傳感器203發(fā)送所產(chǎn)生的信號(hào)及相關(guān)數(shù)據(jù)給處理器。所述處理器可安置于車輛200的駕駛室內(nèi)或冷藏箱體201內(nèi)。處理器可接收由溫度傳感器203傳來(lái)的數(shù)據(jù)及信號(hào)。處理器可根據(jù)接收的數(shù)據(jù)及信號(hào)控制五個(gè)流量控制器的工作狀態(tài)(B卩102、106、113、115和117)來(lái)調(diào)節(jié)液化天然氣或蓄冷劑經(jīng)過(guò)的流量。處理器也可根據(jù)其他信號(hào)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力需求，控制流量控制器102、106、113、115和117的工作狀態(tài)。處理器也可根據(jù)多個(gè)信號(hào)的組合(比如溫度信號(hào)及動(dòng)力需求信號(hào)的組合)來(lái)控制流量控制器102、106、113、115和117的工作狀態(tài)。
[0015]處理器可以包括但不限于中央處理器(Central Processing Unit(CPU))、專門應(yīng)用集成電路(Applicat1n Specific Integrated Circuit(ASIC))、專用指令處理器(Applicat1n Specific Instruct1n Set Processor(ASIP))、物理處理器(PhysicsProcessing Unit(PPU))、數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Processing Processor(DSP))、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(Field-Programmable Gate Array (FPGA))、可編程邏輯器件(Programmable Logic Device(PLD))、處理器、微處理器、控制器、微控制器等中的一種或幾種的組合。
[0016]液化天然氣在氣化器103中被加熱，并冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)104的冷卻水。氣化器103與發(fā)動(dòng)機(jī)104通過(guò)管道相連，在氣化器中被加熱的天然氣接著流入發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒。
[0017]所述出口二 122通過(guò)管道與接口一 105相連。接口一 105可用于斷開(kāi)該條管路。接口一 105通過(guò)管道與第二流量控制器106相連，第二流量控制器106包含一個(gè)閥門。該閥門可以是電控閥門。溫度控制子系統(tǒng)控制可控制第二流量控制器106控制由出口二 122釋放的液化天然氣的流量。比如，溫度控制子系統(tǒng)可包括溫度傳感器204用于檢測(cè)冷藏箱體內(nèi)至少一處的溫度。溫度傳感器204根據(jù)檢測(cè)到的溫度，產(chǎn)生為一個(gè)信號(hào)，并將信號(hào)及相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器(溫度控制子系統(tǒng)的一部分)中。根據(jù)從溫度傳感器接收到的信號(hào)及數(shù)據(jù)，處理器可產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)發(fā)送到第二流量控制器106中來(lái)控制閥門的開(kāi)度。其他流量控制器(例如第三流量控制器113、第四流量控制器115和第五流量控制器117)也可由這種方法控制通過(guò)流量控制器流體的流量。第二流量控制器106通過(guò)管道與第一換熱器107相連，該換熱器可為一個(gè)液化天然氣-空氣換熱器。第一換熱器107上可配有除霜器以防止換熱溫差過(guò)大導(dǎo)致冷藏室內(nèi)的水汽在換熱器表面結(jié)霜。第一換熱器107后方可設(shè)有風(fēng)幕機(jī)108。風(fēng)幕機(jī)108將風(fēng)吹入通風(fēng)管道109，以促進(jìn)冷藏箱體內(nèi)的空氣流通，增強(qiáng)換熱效果。第一換熱器107中的天然氣管道接著與三通閥門110相連。三通閥門110與氣化器103之間通過(guò)管道連接，且在該段管路上可設(shè)有接口二 111。接口二 111可以用來(lái)通斷該部分管路。
[0018]所述出口三123通過(guò)管道與第二換熱器114相連。第二換熱器114可為一個(gè)液化天然氣-蓄冷劑換熱器。在該段管路上可設(shè)有有一個(gè)用來(lái)通斷該段管路的接口三112和第三流量控制器113。第三流量控制器113包含一個(gè)閥門，該閥門可以是電控閥門。溫度控制子系統(tǒng)控制第三流量控制器113 (比如通過(guò)調(diào)節(jié)第三流量控制器中的閥門)以控制從出口三123釋放的液化天然氣的流量。液化天然氣經(jīng)第二換熱器114后通過(guò)管路流入三通閥門110。在第二換熱器114的另外一側(cè)，從蓄冷劑儲(chǔ)罐116中流出的蓄冷劑經(jīng)過(guò)第四流量控制器115進(jìn)入第二換熱器114中換熱。所述第四流量控制器115包含一個(gè)電控閥門和一個(gè)電動(dòng)循環(huán)栗。溫度控制子系統(tǒng)可以控制第四流量控制器115，比如，通過(guò)調(diào)節(jié)第四流量控制器中的閥門的方式。處理器發(fā)送的控制信號(hào)也可以包含控制電動(dòng)