LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统技术方案

本发明专利技术提供了一种LNG气电混合动力公交车的冷热能综合回收利用系统，属于能源利用技术领域。它解决了现有技术能量回收利用率低的问题。本系统包括余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块，上述余热驱动制冷模块利用发动机和尾气余热，由溴化锂吸收式制冷装置实现车厢供冷，上述冷能辅助供冷模块可收集的LNG气化冷量实现车厢辅助供冷，上述温差发电模块由余热和LNG冷量驱动进行发电，上述余热供暖模块能直接将余热输送至空调系统处实现车厢供暖。四个模块高度集成到公交车载系统，协同运行，可实现夏季余热制冷为主，冬季余热供暖为主、春秋温差发电为主的综合能源利用方式，显著提高了车载天然气系统的能源利用率。

Energy Recovery and Utilization System of LNG Gas-Electric Hybrid Bus

The invention provides a comprehensive recovery and utilization system of cold and heat energy for LNG gas-electric hybrid bus, which belongs to the technical field of energy utilization. It solves the problem of low utilization rate of energy recovery in the existing technology. The system includes waste heat drive refrigeration module, cold energy cooling module, temperature difference power generation module and waste heat heating module. The waste heat drive refrigeration module utilizes the waste heat of engine and exhaust gas to realize the cooling of carriage by lithium bromide absorption refrigeration device. The LNG gasification cooling capacity collected by the above cold energy auxiliary cooling module realizes the auxiliary cooling of carriage. The above temperature difference power generation module is composed of waste heat and LNG cooling. The waste heat heating module can directly transfer the waste heat to the air conditioning system to realize the heating of the carriage. The four modules are highly integrated into the on-board bus system and run in coordination, which can realize the comprehensive energy utilization mode of heat recovery in summer, heat supply in winter and temperature difference power generation in spring and autumn. The energy utilization efficiency of the on-board natural gas system is significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统
本专利技术属于能源回收
，涉及一种LNG气电混合动力公交车的能量综合回收利用系统。背景采用液化天然气(LNG)作为燃料的公交车具有清洁环保、经济实惠、行驶里程远、维护费用低等一系列优点,在公共交通领域备受青睐。但总的来说，现有车载天然气能量利用率并不高，具有较大的挖掘潜力。气电混合动力技术在一定程度上改善了车辆启停低速运行的低效问题，但并未解决余热资源利用的问题。由于天然气燃烧温度较高，其余热具有可观的利用价值，且液化天然气作为低温冷源，为冷热能的综合高效利用创造了良好条件。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种集成度高且能提高能源利用率的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统。本专利技术的第二个目的是提供上述系统的运行方案。本专利技术的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统，设置在LNG动力公交车的车体上，车体上具有LNG存储罐和空调装置，其特征在于，本系统包括余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块，上述余热驱动制冷模块能受到发动机和尾气排放处余热驱动，受到驱动后的余热驱动制冷模块能将冷气输送至空调装置处，上述冷能供冷模块能将LNG存储罐处低温输送至空调装置处，上述温差发电模块能根据余热和LNG冷量之间的冷热温差进行发电，上述余热供暖模块能将发动机和尾气处余热输送至空调装置处，上述余热驱动制冷模块和冷能供冷模块相连且两者形成一独立的模块，上述余热供暖模块和温差发电模块也是独立的模块。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述车体上还具有超级电容和蓄电池组，电池温差发电模块经增压器分别与超级电容及蓄电池相连接，上述超级电容用于驱动车体行驶，上述蓄电池用于驱动车辆照明。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，本系统还包括连接在车体内的温度传感器，上述温度传感器通过控制器与上述的余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块相连接，当车体内达到比较低的设定温度值时控制器开启余热供暖模块，当车体内达到比较高的设定温度值时控制器开启余热驱动制冷模块和冷能供冷模块，当车体内达到比较适中的设定温度值时控制器开启温差发电模块。车体内的温度传感器可以检测其环境温度，从而根据环境温度选择对应的运行方案，具体而言。当温度比较低时余热供暖模块开启，即冬季方案。首先，余热收集后，优先导向LNG出口用于预热LNG，其次，启动余热供暖设备，最后，当温度传感器检测到余温符合条件时，启动温差发电模块。当温度比较高时余热驱动制冷模块、冷能供冷模块开启，即夏季方案。首先，启动辅助供冷设备，LNG冷能优先辅助供冷，其次，启动余热驱动制冷模块，作为制冷主力，最后，温度传感器检测到余温符合条件时，启动温差发电模块。当温度比较适中时温差发电模块开启，即春秋方案。根据车内温度自主判断运行方案，当车内温度低于预设温度a，系统按冬季方案运行，当高于预设温度b时，系统按夏季方案运行。温度介于a和b之间，单独启动温差发电模块。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述余热供暖模块包括发动机余热采暖装置和尾气余热采暖装置，上述发动机余热采暖装置连接在发动机处，上述的尾气余热采暖装置连接在车体的排气管处。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述的发动机余热采暖装置和尾气余热采暖装置均为热管余热回收器。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述余热驱动制冷模块为溴化锂吸收式制冷装置，所述溴化锂吸收式制冷装置包括冷却水箱和冷凝器、蒸发器、发生器和吸收器，上述冷却水箱固连在车体顶部，上述冷凝器、蒸发器、发生器和吸收器固连在车体的发动机室处，为一体式腔室设计。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述制冷水箱的数量为两个。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述冷能供冷模块位于LNG存储罐处，所述的温差发电模块安装在LNG存储罐和车体的发动机之间，所述余热供暖模块位于车体的发动机和尾气排放处。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述发动机和尾气排放处均采用热管余热回收器。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述的温差发电模块为呈片状的温差发电片。溴化锂吸收式制冷装置为热水型单效机组，一体式腔室设计，主材采用304不锈钢，可以满足密封、防腐蚀要求，装置运行的缓蚀剂采用铬酸锂(Li2CrO4)或钼酸锂(LiMoO4)。温差发电模块为层叠式平板温差发电板，结构紧凑，空间利用率高，重量满足车载轻量化需求。在上述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统中，所述的温差发电模块安装在LNG存储罐和车体的发动机之间。LNG存储罐处温度比较低，车体发动机处温度比较高，温差发电模块设置在该位置能稳定的进行温差发电。本专利技术的第二个目的可通过下列技术方案来实现：一种LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统的工作流程，其特征在于，系统能够根据外界环境自主判断，运行不同既季节方案，从而实现冬季余热供暖为主，夏季余热驱动制冷和冷量直接供冷为主，春季温差发电为主的综合能源利用方式。具体运行方案如下：当温度传感器检测到的温度比较高时余热驱动制冷模块、冷能供冷模块开启，即夏季方案：首先，冷能供冷模块优先供冷，其次，启动余热驱动制冷模块，作为制冷主力，最后，温度传感器检测到余温符合条件时，启动温差发电模块；当温度传感器检测到的温度比较低时余热供暖模块开启，即冬季方案：首先，余热收集后，优先导向LNG存储罐出口用于预热LNG，其次，余热供向空调装置，最后，当温度传感器检测到余温符合条件时，启动温差发电模块；当温度比较适中时温差发电模块开启，即春秋方案：当车内温度低于预设温度a，系统按冬季方案运行，当高于预设温度b时，系统按夏季方案运行。温度介于a和b之间，单独启动温差发电模块。与现有技术相比，本LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统将余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块同时集中在车体上，实现了夏季余热制冷为主，冬季余热供暖为主、春秋温差发电为主的综合能源利用方式，使得冷、热能到达终端应用的能量转换步骤最少，从而充分实现余热和冷能资源化回收利用。可以看出，本系统可显著提高LNG动力公交车的能源利用率，减少单位行驶里程天然气的消耗量和尾气排放量，具有良好的节能减排效果。附图说明图1是本LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统的结构示意图。图2是本LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统的原理图。图中，1、余热供暖模块；1a、发动机余热采暖装置；1b、尾气余热采暖装置；2、余热驱动制冷模块；2a、冷却水箱；3、冷能供冷模块；4、温差发电模块；5、车体；6、LNG存储罐；7、空调系统；8、蓄电池；9、温度传感器；10、控制器；11、发动机；12、超级电容。具体实施方式如图1和图2所示，本LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统设置在LNG动力公交车的车体5上，车体5上具有LNG存储罐6和空调系统7。本系统包括余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统，设置在LNG动力公交车的车体上，车体上具有LNG存储罐和空调装置，其特征在于，本系统包括余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块，上述余热驱动制冷模块能受到发动机和尾气排放处余热驱动，受到驱动后的余热驱动制冷模块能将冷气输送至空调装置处，上述冷能供冷模块能将LNG存储罐处低温输送至空调装置处，上述温差发电模块能根据余热和LNG冷量之间的冷热温差进行发电，上述余热供暖模块能将发动机和尾气处余热输送至空调装置处，上述余热驱动制冷模块和冷能供冷模块相连且两者形成一独立的模块，上述余热供暖模块和温差发电模块也是独立的模块。

【技术特征摘要】
1.一种LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统，设置在LNG动力公交车的车体上，车体上具有LNG存储罐和空调装置，其特征在于，本系统包括余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块，上述余热驱动制冷模块能受到发动机和尾气排放处余热驱动，受到驱动后的余热驱动制冷模块能将冷气输送至空调装置处，上述冷能供冷模块能将LNG存储罐处低温输送至空调装置处，上述温差发电模块能根据余热和LNG冷量之间的冷热温差进行发电，上述余热供暖模块能将发动机和尾气处余热输送至空调装置处，上述余热驱动制冷模块和冷能供冷模块相连且两者形成一独立的模块，上述余热供暖模块和温差发电模块也是独立的模块。2.根据权利要求1所述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统，其特征在于，所述车体上还具有超级电容和蓄电池组，电池温差发电模块经增压器分别与超级电容及蓄电池相连接，上述超级电容用于驱动车体行驶，上述蓄电池用于驱动车辆照明。3.根据权利要求1所述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统，其特征在于，本系统还包括连接在车体内的温度传感器，上述温度传感器通过控制器与上述的余热驱动制冷模块、冷能供冷模块、温差发电模块和余热供暖模块相连接，当车体内达到比较低的设定温度值时控制器开启余热供暖模块，当车体内达到比较高的设定温度值时控制器开启余热驱动制冷模块和冷能供冷模块，当车体内达到比较适中的设定温度值时控制器开启温差发电模块。4.根据权利要求1所述的LNG气电混合动力公交车的能量回收利用系统，其特征在于，所述余热驱动制冷模块为溴化锂吸收式制冷装置，所述溴化锂吸收式制冷装置包括冷却水箱和冷凝器、蒸发器、发生器和吸收器，上述冷却水箱固连在车体顶部，上述冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志勇，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33