一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，包括LNG气罐、冷量回收换热器、增压中冷换热器、空气换热器、水冷换热器、第一三通调节阀、第二三通调节阀、发动机、循环水泵，将LNG升温、气化过程释放冷能进行回收并综合利用，既满足了公交汽车车厢内制冷空调用能需求，明显改善经济性，又通过配置的增压中冷换热器，使废气涡轮增压后的空气冷却、温度降低，取得提高进气空气密度、增加发动机功率的效果；换热器内部有垂直放置的系列热管，可利用相变换热，提高LNG与空气之间的换热效率；该装置能根据公交车是否有供冷需求，通过三通调节阀使LNG的流程进行切换，以适应不同季节的冷能回收利用需求，且调节方便。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置
本专利技术涉及液化天然气(LNG)冷能的利用方法及装置，更具体地说，涉及一种能将LNG公交车所用燃料LNG的冷能用于车厢内空调制冷及进气空气冷却的动力装置。
技术介绍
以LNG为燃料的公交汽车是特别适合城市运行的低污染环保汽车。由于低温燃料LNG需升温气化才能供给发动机使用，将其升温过程所释放的冷量进行回收，可用于公交汽车车厢内人员夏季的制冷用空调，也可用于LNG冷藏车的制冷，具有良好的节能效果，该技术已经得到了一定应用。目前LNG升温换热所用方法都是采用冷媒回收冷量后再用于制冷空调，如金树峰的“LNG汽车燃料系统与空调冷能利用”，利用冷媒与LNG换热回收冷量后，通过空气换热器和制冷风机向车厢供冷。又如专利申请号201310462726.2“一种LNG冷藏车的制冷方法及其冷藏车”，也是利用LNG在复温、气化阶段释放出大量的冷能，提供冷藏车的冷气，在不需要另外消耗能源的情况下解决了冷藏车制冷的问题，这些方法本质上都是回收利用了LNG汽车发动机所用LNG燃料升温、气化所释放的冷能用于车厢内制冷的用途，未考虑冷能的其他回收途径，解决例如因为夏季环境温度高，发动机进气温度高，导致发动机充气效率降低、功率下降的问题；特别未考虑如何解决增压发动机进气经过增压后，也存在进气温度升高、导致充气效率降低，如何通过增压中冷的方法提高充气效率的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种用于LNG冷能能量回收与综合利用的装置，旨在通过对现有的LNG能量利用方法进行进一步改进，解决增压发动机进气经过增压后进气温度偏高，以及夏季环境温度高导致充气效率降低的问题，以此提高系统的能量综合利用效率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：1.一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，包括LNG气罐、冷量回收换热器、增压中冷换热器、空气换热器、水冷换热器、第一三通调节阀、第二三通调节阀、发动机、循环水泵；所述的冷量回收换热器的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀与LNG气罐相连，其出口通过第二三通调节阀与增压中冷换热器吸热侧流体进口相连；所述增压中冷换热器吸热侧为LNG流体，放热侧流体为空气；放热侧流体进口与废气涡轮增压器相连，其出口经中冷空气出口管与发动机进气管相连；增压中冷换热器吸热侧出口也与发动机相连。进一步地，增压中冷换热器内部布置有若干根热管，所有热管均垂直安装，且每根热管均被换热器隔板分隔为两部分，热管上半段为热管冷凝段，下半管段为热管蒸发段；增压中冷换热器也被换热器隔板分隔为两部分，换热器上部空间为LNG流动通道，换热器下部空间为空气流动通道。进一步地，水冷换热器的进水口经进水截止阀、水冷进水管与发动机冷却水的出口相连，水冷换热器的出水口经水冷出水管与发动机冷却水的进口相连。进一步地，冷量回收换热器的放热侧流体进口与循环水泵相连，其出口与空气换热器相连。2.本专利技术的一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，是针对为回收LNG从极低温贮藏状态升温、气化过程中释放出的大量冷能并进行综合利用，其方法为：(1)夏季公交车车厢内需要提供制冷负荷时，LNG气罐内的LNG经第一三通调节阀进入冷量回收换热器，不断吸热升温、气化，其释放的冷能被放热侧的冷媒流体回收；(2)放热侧的冷媒流体循环流过空气换热器，利用空调风机向车厢内送入低温风，将方法(1)回收的冷能进行释放，维持公交车内夏季制冷所需的空调环境；(3)LNG从冷量回收换热器流出后，经第二三通调节阀进入增压中冷换热器，与来自废气涡轮增压器的空气进行热量交换，LNG进一步升温，使增压后的空气得到一定冷却，温度有所降低，实现了增压空气中间冷却的目的；(4)当冬季或公交车厢内不需要提供制冷能量的季节时，LNG气罐内流出的LNG流动路径被切换，经第一三通调节阀进入水冷换热器，与来自发动机的冷却水进行热交换，并升温、气化，从水冷换热器流出后，也经第二三通调节阀进入增压中冷换热器，使来自废气涡轮增压器的空气得到冷却、温度降低，同样实现增压空气中冷目的。3.有益效果是：采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，将LNG从极低温贮藏状态升温、气化过程中释放出的大量冷能进行回收并综合利用，有效解决了公交汽车车厢内制冷空调用能需求，显著提高了能源综合利用率，降低了LNG公交车运行成本。(2)本专利技术配置的增压中冷换热器，通过LNG与来自废气涡轮增压器的空气热交换，使增压后空气得到冷却，温度降低，一方面可提高进入气缸的空气密度、增加功率，同时也降低了热负荷和排气温度。经测试，增压空气温度每降低10℃，发动机功率比不用中冷器提高8％～12％，且经济性也得到改善，尤其在环境温度高的夏季效果更显著。(3)本专利技术增压中冷换热器采用高效换热的热管换热器，由于利用相变换热，显著提高了LNG流体与空气之间的换热效率，且具有结构紧凑特点；热管竖直放置的结构，能利用重力实现管内工质循环，不另需布置管芯，简化了热管换热器结构。(4)本专利技术适应不同季节的能量利用需求，且调节方便。根据公交车是否有供冷需求，通过系统配置的三通调节阀，LNG的流程进行切换，当夏季公交车厢内需供冷时，LNG流经冷量回收换热器，回收冷能供给空调制冷；车厢不需供冷时，LNG则流经水冷换热器。附图说明图1为本专利技术的一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置的结构示意图。图2为本专利技术中的增压中冷换热器的内部结构示意图。图中各标号表示：1LNG气罐2第一三通调节阀3冷量回收换热器4水冷换热器5进水截止阀6水冷进水管7水冷出水管8发动机9循环水泵10空气换热器11空调风机12风机控制器13废气涡轮增压器14新鲜空气15增压中冷换热器16中冷空气出口管17第二三通调节阀18换热器隔板19热管冷凝段20热管蒸发段21LNG流动通道22空气流动通道具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。本专利技术的一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，是针对为回收LNG从极低温贮藏状态升温、气化过程中释放出的大量冷能并进行综合利用。一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，包括LNG气罐1、冷量回收换热器3、增压中冷换热器15、空气换热器10、水冷换热器4、第一三通调节阀2、第二三通调节阀17、发动机8、循环水泵9；所述的冷量回收换热器3的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀2与LNG气罐1相连，其出口通过第二三通调节阀17与增压中冷换热器15吸热侧流体进口相连。从LNG气罐1流出的LNG，由第一三通调节阀2调节，具有两条流动路径，可分别流入冷量回收换热器3或水冷换热器4；如LNG流经冷量回收换热器3被回收冷能后，经第二三通调节阀1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，包括LNG气罐(1)、冷量回收换热器(3)、增压中冷换热器(15)、空气换热器(10)、水冷换热器(4)、第一三通调节阀(2)、第二三通调节阀(17)、发动机(8)、循环水泵(9)；所述的冷量回收换热器(3)的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀(2)与LNG气罐(1)相连，其出口通过第二三通调节阀(17)与增压中冷换热器吸热侧流体进口相连；所述增压中冷换热器吸热侧为LNG流体，放热侧流体为空气；放热侧流体进口与废气涡轮增压器(13)相连，其出口经中冷空气出口管(16)与发动机进气管相连；增压中冷换热器吸热侧出口也与发动机相连；增压中冷换热器内部布置有若干根热管，所有热管均垂直安装，且每根热管均被换热器隔板(18)分隔为两部分，热管上半段为热管冷凝段(19)，下半管段为热管蒸发段(20)；增压中冷换热器(15)也被换热器隔板分隔为两部分，换热器上部空间为LNG流动通道(21)，换热器下部空间为空气流动通道(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，包括LNG气罐(1)、冷量回收换热器(3)、增压中冷换热器(15)、空气换热器(10)、水冷换热器(4)、第一三通调节阀(2)、第二三通调节阀(17)、发动机(8)、循环水泵(9)；所述的冷量回收换热器(3)的吸热侧流体进口通过第一三通调节阀(2)与LNG气罐(1)相连，其出口通过第二三通调节阀(17)与增压中冷换热器吸热侧流体进口相连；所述增压中冷换热器吸热侧为LNG流体，放热侧流体为空气；放热侧流体进口与废气涡轮增压器(13)相连，其出口经中冷空气出口管(16)与发动机进气管相连；增压中冷换热器吸热侧出口也与发动机相连；增压中冷换热器内部布置有若干根热管，所有热管均垂直安装，且每根热管均被换热器隔板(18)分隔为两部分，热管上半段为热管冷凝段(19)，下半管段为热管蒸发段(20)；增压中冷换热器(15)也被换热器隔板分隔为两部分，换热器上部空间为LNG流动通道(21)，换热器下部空间为空气流动通道(22)。


2.根据权利要求1所述的一种LNG公交车增压发动机冷能回收方法及装置，其特征在于水冷换热器(4)的进水口经进水截止阀(5)、水冷进水管(6)与发动机冷却水的出口相连，水冷换热器的出水口经水冷出水管(7)与发动机冷却水的进口相连；冷量回收换热器的放热侧流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武林，唐明军，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32