一種基于液化天然氣汽車的能量綜合回收利用系統，利用發動機冷卻液做熱源、LNG做冷源，驅動動力循環輸出功量；同時利用發動機高溫尾氣做熱源、環境做冷源，驅動另一動力循環輸出功量；部分LNG的較高溫區的冷量被用于抵消一部分汽車空調負荷，減少為制取這些冷量所消耗的發動機功耗，通過以上三個方面的能量綜合回收利用，提高LNG汽車發動機的動力輸出能力及能量利用效率，降低制動比燃料消耗率，具有創造極大經濟效益和社會效益的潛力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于天然氣汽車節能領域，涉及一種基于液化天然氣汽車的能量綜合回收利用系統。
技術介紹
液化天然氣(LNG)汽車因其燃料貯能密度高、一次加注行駛里程長、燃燒清潔、操作安全等優點，近年來在我國取得了長足的發展。資料表明，2006年至2010年，以LNG為燃料的卡車的年增長率在25%以上，預計“十二五”期間，我國LNG卡車的保有量將超過5萬輛，并將保持高速的增長趨勢。LNG在常壓下的貯存溫度為-162°C，在進入發動機燃料之前LNG都需要被汽化復溫到常溫，期間大約會釋放890kJ/kg的冷量，如果在LNG與環境之間建立一理想卡諾熱機，通過從環境吸熱、向低溫LNG放熱使之汽化復溫，可驅動熱機輸出功量約1040kJ/kg，該輸 出功即為熱力學所謂的冷量擁。對這部分冷量)用的回收利用可以提高LNG汽車的動力輸出，是降低LNG汽車的制動比燃料消耗率(BrakeSpecific Fuel Consumption, BSFC)的有效措施之一。另外，目前典型的內燃機僅能將燃料燃燒釋放熱能的三分之一左右轉化為有效功輸出，而其余熱量被發動機冷卻液和尾氣排放到環境中。如何從這些排放的熱能中提取轉化有效功，是提高內燃機效率的重要命題。對于LNG汽車發動機也同樣存在此問題，因此通過在冷卻液、尾氣與環境之間建立動力循環，也可提高LNG汽車的動力輸出、降低BSFC。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種基于液化天然氣汽車的能量綜合回收利用系統，利用發動機冷卻液做熱源、LNG做冷源，驅動動力循環輸出功量；同時利用發動機高溫尾氣做熱源、環境做冷源，驅動另一動力循環輸出功量；部分LNG的較高溫區的冷量被用于抵消一部分汽車空調負荷，減少為制取這些冷量所消耗的發動機功耗，通過以上三個方面的能量綜合回收利用，達到提高LNG汽車燃料能量利用效率的目的。為了實現上述目的，本專利技術采取如下技術方案—種基于液化天然氣汽車的能量綜合回收利用系統，包括LNG燃料罐1，LNG燃料罐I的出口經高真空絕熱管與流量控制閥Vl的入口連接，流量控制閥Vl的出口再經高真空絕熱管與LNG汽化器Hl的冷流體入口連接，LNG汽化器Hl的冷流體出口和低溫天然氣復溫換熱器H2的冷流體入口連接，低溫天然氣復溫換熱器H2的冷流體出口經燃氣復溫管道和發動機E的燃料進口連接；LNG汽化器Hl的熱流體出口經管道與第一有機工質加壓泵Pl入口連接，第一有機工質加壓泵Pl出口和回熱器Rl的冷流體入口連接，回熱器Rl的冷流體出口和低溫蒸發器H3的冷流體入口連接，低溫蒸發器H3的冷流體出口與膨脹機Tl的入口連接，回熱器Rl的熱流體入口和膨脹機Tl的出口連接，回熱器Rl的熱流體出口和LNG汽化器Hl的熱流體入口連接；低溫天然氣復溫換熱器H2的熱流體出口經絕熱管道與空冷器2的載冷劑入口連接，空冷器2載冷劑出口經保溫管道與載冷劑輸送泵P2的入口連接，載冷劑輸送泵P2的出口經保溫管道與低溫天然氣復溫換熱器H2的熱流體入口連接；空氣壓縮機Cl的入口與空氣濾清器連接，出口經管道與發動機E進氣口連接；低溫蒸發器H3的熱流體入口和發動機E冷卻液出口連接，低溫蒸發器H3的熱流體出口和散熱器3的冷卻液入口連接，散熱器3的冷卻液出口與冷卻液循環泵P3入口連接，冷卻液循環泵P3出口與發動機E冷卻液入口連接；發動機E的尾氣排放口經排煙管道與渦輪T2的進氣口連接，渦輪T2的排氣口和高溫蒸發器H4的熱流體入口連接，高溫蒸發器H4的熱流體出口和排煙管出口連接；高溫蒸發器H4冷流體出口與膨脹機T3進氣口連接，回熱器R2的熱流體入口和膨脹機T3排氣口連接，回熱器R2的熱流體出口與冷凝器4的熱流體入口連接，第二有機工質加壓泵P4入口與冷凝器4的熱流體出口連接，第二有機工質加壓泵P4出口和回熱器R2的冷流體入口連接，回熱器R2的冷流體出口與高溫蒸發器H4的冷流體入口連接；所述的膨脹機Tl通過聯軸器與第一發電機Gl連接；所述的膨脹機T3通過聯軸器與第二發電機G2連接；所述的膨脹機T2通過聯軸器與空氣壓縮機Cl連接。所述冷凝器4與散熱器3串聯布置，由一臺風機驅動外界環境空氣依次穿過冷凝器4和散熱器3。本專利技術用于回收LNG汽車尾氣、冷卻液排出的發動機廢熱及LNG的冷量做功，并利用部分LNG的高溫區冷量作為汽車空調的輔助制冷量，減小空調壓縮機的耗功。通過本專利技術所采取的能量綜合回收利用方案，可提高LNG汽車發動機的動力輸出能力及能量利用效率，降低制動比燃料消耗率，在我國LNG重型汽車高速發展的背景下，本專利技術具有創造極大經濟效益和社會效益的潛力。附圖說明附圖為本專利技術的系統流程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述參見圖1，一種基于液化天然氣汽車的能量綜合回收利用系統，包括LNG燃料罐1，LNG燃料罐I的出口經高真空絕熱管與流量控制閥Vl的入口連接，流量控制閥Vl的出口再經高真空絕熱管與LNG汽化器Hl的冷流體入口連接，LNG汽化器Hl的冷流體出口和低溫天然氣復溫換熱器H2的冷流體入口連接，低溫天然氣復溫換熱器H2的冷流體出口經燃氣復溫管道和發動機E的燃料進口連接；LNG汽化器Hl的熱流體出口經管道與第一有機工質加壓泵Pl入口連接，第一有機工質加壓泵Pl出口和回熱器Rl的冷流體入口連接，回熱器Rl的冷流體出口和低溫蒸發器H3的冷流體入口連接，低溫蒸發器H3的冷流體出口與膨脹機Tl的入口連接，回熱器Rl的熱流體入口和膨脹機Tl的出口連接，回熱器Rl的熱流體出口和LNG汽化器Hl的熱流體入口連接；低溫天然氣復溫換熱器H2的熱流體出口經絕熱管道與空冷器2的載冷劑入口連接，空冷器2載冷劑出口經保溫管道與載冷劑輸送泵P2的入口連接，載冷劑輸送泵P2的出口經保溫管道與低溫天然氣復溫換熱器H2的熱流體入口連接；空氣壓縮機Cl的入口與空氣濾清器連接，出口經管道與發動機進氣口連接；低溫蒸發器H3的熱流體入口和發動機E冷卻液出口連接，低溫蒸發器H3的熱流體出口和散熱器3的冷卻液入口連接，散熱器3的冷卻液出口與冷卻液循環泵P3入口連接，冷卻液循環泵P3出口與發動機E冷卻液入口連接；發動機E的尾氣排放口經排煙管道與渦輪T2的進氣口連接，渦輪T2的排氣口和高溫蒸發器H4的熱流體入口連接，高溫蒸發器H4的熱流體出口和排煙管出口連接；高溫蒸發器H4冷流體出口與膨脹機T3進氣口連接，回熱器R2的熱流體入口和膨脹機T3排氣口連接，回熱器R2的熱流體出口與冷凝器4的熱流體入口連接，第二有機工質加壓泵P4入口與冷凝器4的熱流體出口連接，第二有機工質加壓泵P4出口和回熱器R2的冷流體入口連接，回熱器R2的冷流體出口與高溫蒸發器H4的冷流體入口連接；所述的膨脹機Tl通過聯軸器與第一發電機Gl連接；所述的膨脹機T3通過聯軸器與第二發電機G2連接；所述的膨脹機T2通過聯軸器與空氣壓縮機Cl連接。所述冷凝器4與散熱器3串聯布置，由一臺風機驅動外界環境空氣依次穿過冷凝器4和散熱器3。本專利技術的工作原理為LNG經流量控制閥Vl控制流量后，進入LNG汽化器Hl中被有機工質I加熱汽化，釋放大量的汽化潛熱，之后被汽化的低溫天然氣再進入低溫天然氣復溫換熱器H2中被汽車空調載冷劑繼續加熱復溫到0°C，之后在燃氣輸送管道中進一步升溫到環境溫度，并被送入發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于液化天然氣汽車的能量綜合回收利用系統，包括LNG燃料罐（1），其特征在于：LNG燃料罐（1）的出口經高真空絕熱管與流量控制閥（V1）的入口連接，流量控制閥（V1）的出口再經高真空絕熱管與LNG汽化器（H1）的冷流體入口連接，LNG汽化器（H1）的冷流體出口和低溫天然氣復溫換熱器（H2）的冷流體入口連接，低溫天然氣復溫換熱器（H2）的冷流體出口經燃氣復溫管道和發動機（E）的燃料進口連接；LNG汽化器（H1）的熱流體出口經管道與第一有機工質加壓泵（P1）入口連接，第一有機工質加壓泵（P1）出口和回熱器（R1）的冷流體入口連接，回熱器（R1）的冷流體出口和低溫蒸發器（H3）的冷流體入口連接，低溫蒸發器（H3）的冷流體出口與膨脹機（T1）的入口連接，回熱器（R1）的熱流體入口和膨脹機（T1）的出口連接，回熱器（R1）的熱流體出口和LNG汽化器（H1）的熱流體入口連接；低溫天然氣復溫換熱器（H2）的熱流體出口經絕熱管道與空冷器（2）的載冷劑入口連接，空冷器（2）載冷劑出口經保溫管道與載冷劑輸送泵（P2）的入口連接，載冷劑輸送泵（P2）的出口經保溫管道與低溫天然氣復溫換熱器（H2）的熱流體入口連接；空氣壓縮機（C1）的入口與空氣濾清器連接，出口經管道與發動機（E）進氣口連接；低溫蒸發器（H3）的熱流體入口和發動機（E）冷卻液出口連接， 低溫蒸發器（H3）的熱流體出口和散熱器（3）的冷卻液入口連接，散熱器（3）的冷卻液出口與冷卻液循環泵（P3）入口連接，冷卻液循環泵（P3）出口與發動機（E）冷卻液入口連接；發動機（E）的尾氣排放口經排煙管道與渦輪（T2）的進氣口連接，渦輪（T2）的排氣口和高溫蒸發器（H4）的熱流體入口連接，高溫蒸發器（H4）的熱流體出口和排煙管出口連接；高溫蒸發器（H4）冷流體出口與膨脹機（T3）進氣口連接，回熱器（R2）的熱流體入口和膨脹機（T3）排氣口連接，回熱器（R2）的熱流體出口與冷凝器（4）的熱流體入口連接，第二有機工質加壓泵（P4）入口與冷凝器（4）的熱流體出口連接，第二有機工質加壓泵（P4）出口和回熱器（R2）的冷流體入口連接，回熱器（R2）的冷流體出口與高溫蒸發器（H4）的冷流體入口連接；所述的膨脹機（T1）通過聯軸器與第一發電機（G1）連接；所述的膨脹機（T3）通過聯軸器與第二發電機（G2）連接；所述的膨脹機（T2）通過聯軸器與空氣壓縮機（C1）連接。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚宏博，厲彥忠，魚劍琳，王亮，李廣鵬，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：
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