一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐、冷量回收換熱器、增壓中冷換熱器、空氣換熱器、水冷換熱器、第一三通調節閥、第二三通調節閥、發動機、循環水泵，將LNG升溫、氣化過程釋放冷能進行回收并綜合利用，既滿足了公交汽車車廂內制冷空調用能需求，明顯改善經濟性，又通過配置的增壓中冷換熱器，使廢氣渦輪增壓后的空氣冷卻、溫度降低，取得提高進氣空氣密度、增加發動機功率的效果；換熱器內部有垂直放置的系列熱管，可利用相變換熱，提高LNG與空氣之間的換熱效率；該裝置能根據公交車是否有供冷需求，通過三通調節閥使LNG的流程進行切換，以適應不同季節的冷能回收利用需求，且調節方便。

【技術實現步驟摘要】
一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置
本專利技術涉及液化天然氣(LNG)冷能的利用方法及裝置，更具體地說，涉及一種能將LNG公交車所用燃料LNG的冷能用于車廂內空調制冷及進氣空氣冷卻的動力裝置。
技術介紹
以LNG為燃料的公交汽車是特別適合城市運行的低污染環保汽車。由于低溫燃料LNG需升溫氣化才能供給發動機使用，將其升溫過程所釋放的冷量進行回收，可用于公交汽車車廂內人員夏季的制冷用空調，也可用于LNG冷藏車的制冷，具有良好的節能效果，該技術已經得到了一定應用。目前LNG升溫換熱所用方法都是采用冷媒回收冷量后再用于制冷空調，如金樹峰的“LNG汽車燃料系統與空調冷能利用”，利用冷媒與LNG換熱回收冷量后，通過空氣換熱器和制冷風機向車廂供冷。又如專利申請號201310462726.2“一種LNG冷藏車的制冷方法及其冷藏車”，也是利用LNG在復溫、氣化階段釋放出大量的冷能，提供冷藏車的冷氣，在不需要另外消耗能源的情況下解決了冷藏車制冷的問題，這些方法本質上都是回收利用了LNG汽車發動機所用LNG燃料升溫、氣化所釋放的冷能用于車廂內制冷的用途，未考慮冷能的其他回收途徑，解決例如因為夏季環境溫度高，發動機進氣溫度高，導致發動機充氣效率降低、功率下降的問題；特別未考慮如何解決增壓發動機進氣經過增壓后，也存在進氣溫度升高、導致充氣效率降低，如何通過增壓中冷的方法提高充氣效率的問題。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提出了一種用于LNG冷能能量回收與綜合利用的裝置，旨在通過對現有的LNG能量利用方法進行進一步改進，解決增壓發動機進氣經過增壓后進氣溫度偏高，以及夏季環境溫度高導致充氣效率降低的問題，以此提高系統的能量綜合利用效率。為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：1.一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐、冷量回收換熱器、增壓中冷換熱器、空氣換熱器、水冷換熱器、第一三通調節閥、第二三通調節閥、發動機、循環水泵；所述的冷量回收換熱器的吸熱側流體進口通過第一三通調節閥與LNG氣罐相連，其出口通過第二三通調節閥與增壓中冷換熱器吸熱側流體進口相連；所述增壓中冷換熱器吸熱側為LNG流體，放熱側流體為空氣；放熱側流體進口與廢氣渦輪增壓器相連，其出口經中冷空氣出口管與發動機進氣管相連；增壓中冷換熱器吸熱側出口也與發動機相連。進一步地，增壓中冷換熱器內部布置有若干根熱管，所有熱管均垂直安裝，且每根熱管均被換熱器隔板分隔為兩部分，熱管上半段為熱管冷凝段，下半管段為熱管蒸發段；增壓中冷換熱器也被換熱器隔板分隔為兩部分，換熱器上部空間為LNG流動通道，換熱器下部空間為空氣流動通道。進一步地，水冷換熱器的進水口經進水截止閥、水冷進水管與發動機冷卻水的出口相連，水冷換熱器的出水口經水冷出水管與發動機冷卻水的進口相連。進一步地，冷量回收換熱器的放熱側流體進口與循環水泵相連，其出口與空氣換熱器相連。2.本專利技術的一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，是針對為回收LNG從極低溫貯藏狀態升溫、氣化過程中釋放出的大量冷能并進行綜合利用，其方法為：(1)夏季公交車車廂內需要提供制冷負荷時，LNG氣罐內的LNG經第一三通調節閥進入冷量回收換熱器，不斷吸熱升溫、氣化，其釋放的冷能被放熱側的冷媒流體回收；(2)放熱側的冷媒流體循環流過空氣換熱器，利用空調風機向車廂內送入低溫風，將方法(1)回收的冷能進行釋放，維持公交車內夏季制冷所需的空調環境；(3)LNG從冷量回收換熱器流出后，經第二三通調節閥進入增壓中冷換熱器，與來自廢氣渦輪增壓器的空氣進行熱量交換，LNG進一步升溫，使增壓后的空氣得到一定冷卻，溫度有所降低，實現了增壓空氣中間冷卻的目的；(4)當冬季或公交車廂內不需要提供制冷能量的季節時，LNG氣罐內流出的LNG流動路徑被切換，經第一三通調節閥進入水冷換熱器，與來自發動機的冷卻水進行熱交換，并升溫、氣化，從水冷換熱器流出后，也經第二三通調節閥進入增壓中冷換熱器，使來自廢氣渦輪增壓器的空氣得到冷卻、溫度降低，同樣實現增壓空氣中冷目的。3.有益效果是：采用本專利技術提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：(1)本專利技術的一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，將LNG從極低溫貯藏狀態升溫、氣化過程中釋放出的大量冷能進行回收并綜合利用，有效解決了公交汽車車廂內制冷空調用能需求，顯著提高了能源綜合利用率，降低了LNG公交車運行成本。(2)本專利技術配置的增壓中冷換熱器，通過LNG與來自廢氣渦輪增壓器的空氣熱交換，使增壓后空氣得到冷卻，溫度降低，一方面可提高進入氣缸的空氣密度、增加功率，同時也降低了熱負荷和排氣溫度。經測試，增壓空氣溫度每降低10℃，發動機功率比不用中冷器提高8％～12％，且經濟性也得到改善，尤其在環境溫度高的夏季效果更顯著。(3)本專利技術增壓中冷換熱器采用高效換熱的熱管換熱器，由于利用相變換熱，顯著提高了LNG流體與空氣之間的換熱效率，且具有結構緊湊特點；熱管豎直放置的結構，能利用重力實現管內工質循環，不另需布置管芯，簡化了熱管換熱器結構。(4)本專利技術適應不同季節的能量利用需求，且調節方便。根據公交車是否有供冷需求，通過系統配置的三通調節閥，LNG的流程進行切換，當夏季公交車廂內需供冷時，LNG流經冷量回收換熱器，回收冷能供給空調制冷；車廂不需供冷時，LNG則流經水冷換熱器。附圖說明圖1為本專利技術的一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置的結構示意圖。圖2為本專利技術中的增壓中冷換熱器的內部結構示意圖。圖中各標號表示：1LNG氣罐2第一三通調節閥3冷量回收換熱器4水冷換熱器5進水截止閥6水冷進水管7水冷出水管8發動機9循環水泵10空氣換熱器11空調風機12風機控制器13廢氣渦輪增壓器14新鮮空氣15增壓中冷換熱器16中冷空氣出口管17第二三通調節閥18換熱器隔板19熱管冷凝段20熱管蒸發段21LNG流動通道22空氣流動通道具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。本專利技術的一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，是針對為回收LNG從極低溫貯藏狀態升溫、氣化過程中釋放出的大量冷能并進行綜合利用。一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐1、冷量回收換熱器3、增壓中冷換熱器15、空氣換熱器10、水冷換熱器4、第一三通調節閥2、第二三通調節閥17、發動機8、循環水泵9；所述的冷量回收換熱器3的吸熱側流體進口通過第一三通調節閥2與LNG氣罐1相連，其出口通過第二三通調節閥17與增壓中冷換熱器15吸熱側流體進口相連。從LNG氣罐1流出的LNG，由第一三通調節閥2調節，具有兩條流動路徑，可分別流入冷量回收換熱器3或水冷換熱器4；如LNG流經冷量回收換熱器3被回收冷能后，經第二三通調節閥1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐(1)、冷量回收換熱器(3)、增壓中冷換熱器(15)、空氣換熱器(10)、水冷換熱器(4)、第一三通調節閥(2)、第二三通調節閥(17)、發動機(8)、循環水泵(9)；所述的冷量回收換熱器(3)的吸熱側流體進口通過第一三通調節閥(2)與LNG氣罐(1)相連，其出口通過第二三通調節閥(17)與增壓中冷換熱器吸熱側流體進口相連；所述增壓中冷換熱器吸熱側為LNG流體，放熱側流體為空氣；放熱側流體進口與廢氣渦輪增壓器(13)相連，其出口經中冷空氣出口管(16)與發動機進氣管相連；增壓中冷換熱器吸熱側出口也與發動機相連；增壓中冷換熱器內部布置有若干根熱管，所有熱管均垂直安裝，且每根熱管均被換熱器隔板(18)分隔為兩部分，熱管上半段為熱管冷凝段(19)，下半管段為熱管蒸發段(20)；增壓中冷換熱器(15)也被換熱器隔板分隔為兩部分，換熱器上部空間為LNG流動通道(21)，換熱器下部空間為空氣流動通道(22)。/n

【技術特征摘要】
1.一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐(1)、冷量回收換熱器(3)、增壓中冷換熱器(15)、空氣換熱器(10)、水冷換熱器(4)、第一三通調節閥(2)、第二三通調節閥(17)、發動機(8)、循環水泵(9)；所述的冷量回收換熱器(3)的吸熱側流體進口通過第一三通調節閥(2)與LNG氣罐(1)相連，其出口通過第二三通調節閥(17)與增壓中冷換熱器吸熱側流體進口相連；所述增壓中冷換熱器吸熱側為LNG流體，放熱側流體為空氣；放熱側流體進口與廢氣渦輪增壓器(13)相連，其出口經中冷空氣出口管(16)與發動機進氣管相連；增壓中冷換熱器吸熱側出口也與發動機相連；增壓中冷換熱器內部布置有若干根熱管，所有熱管均垂直安裝，且每根熱管均被換熱器隔板(18)分隔為兩部分，熱管上半段為熱管冷凝段(19)，下半管段為熱管蒸發段(20)；增壓中冷換熱器(15)也被換熱器隔板分隔為兩部分，換熱器上部空間為LNG流動通道(21)，換熱器下部空間為空氣流動通道(22)。


2.根據權利要求1所述的一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，其特征在于水冷換熱器(4)的進水口經進水截止閥(5)、水冷進水管(6)與發動機冷卻水的出口相連，水冷換熱器的出水口經水冷出水管(7)與發動機冷卻水的進口相連；冷量回收換熱器的放熱側流體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王武林，唐明軍，
申請(專利權)人：揚州工業職業技術學院，
類型：發明
國別省市：江蘇;32