一种LNG空调用高效换热器制造技术

本实用新型专利技术涉及LNG空调领域，具体提供了一种LNG空调用高效换热器，包括外储罐，所述外储罐用于存储蓄冷剂；内换热盘管，所述内换热盘管用于输送LNG；外换热盘管，所述外换热盘管用于输送载冷剂；所述外换热盘管套设在所述内换热盘管的外围，采用同轴布置形式；内储罐，所述内储罐用于存储载冷剂，所述内储罐设置在所述外储罐内部且全部浸没于蓄冷剂中，所述外换热盘管的出口与内筒体连通。本发明专利技术使用蓄冷剂作为中间换热介质，并采用内冷外热的换热盘管布置形式，解决了LNG与载冷剂高温差换热时载冷剂冻结造成的LNG空调无法持续运行、换热效率低和冷量损失严重的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG空调用高效换热器
本技术涉及LNG空调领域，尤其涉及一种LNG空调用高效换热器。
技术介绍
LNG作为燃料，其具有价格低廉、热值高、燃烧后排气污染小及环境友好性等优点，目前已广泛应用于国民经济的各个领域。LNG在常压下的温度约为-162℃，通常被存贮在低温介质储罐内。LNG燃烧前需要被加热汽化为天然气，在汽化过程中会释放大量冷能，而这部分冷能通常被直接排放至大气环境中，造成极大的冷量浪费。LNG冷能回收在国外尤其是日本颇受重视，并在工程实践中得到广泛应用。由于我国LNG工业起步发展比较晚，对LNG冷能回收利用技术方面的研究刚刚开始，特别是小型LNG装备的冷能回收利用技术发展更是缓慢。目前，一些高校、科研院所的专家和学者提出基于LNG冷能回收的汽车空调制冷系统，但是这些制冷系统的取冷换热器均采用载冷剂与LNG直接换热方法，由于两者之间较大的换热温差，导致LNG空调制冷系统容易出现载冷剂冻结和换热不良等问题，致使其无法持续、稳定运行，而且冷能回收利用效率较低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：为了解决LNG空调制冷系统容易出现载冷剂冻结和换热不良的问题，本技术提供了一种LNG空调用高效换热器来解决上述问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LNG空调用高效换热器，包括外储罐，所述外储罐用于存储蓄冷剂，所述蓄冷剂具有气液转换特性且其凝固点的温度低于LNG的温度，所述蓄冷剂在所述外储罐的内部呈现蓄冷剂蒸发气和液相的蓄冷剂两种状态共存，所述外储罐的圆筒形侧壁形成外筒体，所述外储罐的两端分别通过左封头和右封头进行密封；内换热盘管，所述内换热盘管用于输送LNG，所述内换热盘管固定在所述外储罐内并且其两端的管口位于所述外储罐的外部，所述内换热盘管由多根内换热管并列呈螺旋绕制形成，内换热盘管的螺旋外径为D1（200mm≤D1≤500mm）；外换热盘管，所述外换热盘管用于输送载冷剂，所述外换热盘管固定在所述外储罐内且外换热盘管进口位于所述外储罐的外部，所述外换热盘管由多根外换热管并列呈螺旋绕制形成，外换热盘管的螺旋内径为D2（400mm≤D2≤800mm）；所述外换热盘管套设在所述内换热盘管的外围，采用同轴布置形式，所述内换热盘管的螺旋外径D1小于所述外换热盘管的螺旋内径D2，且D2-D1≥30mm；内储罐，所述内储罐的圆筒形侧壁形成内筒体，所述内储罐用于存储载冷剂，所述内储罐设置在所述外储罐内部且全部浸没于蓄冷剂中，所述外换热盘管的出口与内筒体连通。作为优选，所述内储罐焊接于所述右封头的内壁面上并与所述外储罐同轴布置，所述外储罐的右封头上开设有与内储罐相连通的载冷剂出液管，所述内筒体上开设有进液孔。作为优选，所述内换热盘管全部浸没于蓄冷剂中，所述内换热盘管通过管夹结构固定在内换热盘管支撑结构上。作为优选，所述内换热盘管支撑结构的一端通过左支撑板内圆面与内筒体同轴连接并焊接在内筒体的外壁上，所述内换热盘管支撑结构的另一端通过右支撑板内圆面同轴套装在支撑管上且与支撑管滑动连接，所述左支撑板和所述右支撑板通过支撑杆连接，所述支撑杆垂直于所述左支撑板和所述右支撑板，所述支撑管焊接在所述左封头上，所述支撑管的一端穿过左封头并与外储罐所形成的腔体相连通，所述支撑管的另一端安装有用于向外储罐内加注蓄冷剂的加注阀。作为优选，所述外换热盘管的一部分管路浸没在蓄冷剂内，另一部分管路位于蓄冷剂蒸发气中，所述外换热盘管通过管夹结构固定在外换热盘管支撑结构上。作为优选，所述外换热盘管支撑结构通过底板固定在所述外筒体的内壁上，所述底板的长边平行于所述外储罐的轴线，所述外换热盘管进口管穿过左封头并焊接在左封头上，外换热管出口与内筒体上的进液孔焊接并与内储罐的内部连通。作为优选，所述内换热管为紫铜制成的螺纹管，其内壁和外壁上都开设有微型肋片。作为优选，所述外换热管为紫铜制成的螺纹管，其内壁和外壁上均开设有微型肋片。本技术的有益效果是：（1）蓄冷剂的热惯性较大，使其温度受LNG流量的影响较小，进而可以精确控制以蓄冷剂作为中间换热介质的LNG与载冷剂间的换热过程，避免现有技术中LNG与载冷剂两介质换热时载冷剂在换热管表面冻结的问题，解决LNG空调无法稳定、持续运行和换热效率低的问题。（2）蓄冷剂吸热汽化过程中产生大量气泡，在其内部形成对流扰动，强化与换热盘管间的换热，特别是用于LNG汽车空调时，发动机震动或汽车行驶时的晃动更是加剧了蓄冷剂的扰动，可大幅提升换热器的换热效率，另外，使用紫铜螺纹管作为换热管，同时强化LNG的管内蒸发和蓄冷剂管外换热过程，进一步提升了换热器的换热效率。（3）温度较高的载冷剂在外换热盘管中换热，低温的LNG在内换热盘管中换热，有效减少了由换热器壁面与环境间换热造成的冷量损失，并可降低低温绝热的技术难度和成本。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本专利技术一种LNG空调用高效换热器的结构总图；图2是本专利技术一种LNG空调用高效换热器的内换热盘管；图3是本专利技术一种LNG空调用高效换热器的内换热盘管支撑结构；图4是本专利技术一种LNG空调用高效换热器的内换热盘管组件；图5是本专利技术一种LNG空调用高效换热器的外换热盘管；图6是本专利技术一种LNG空调用高效换热器的外换热盘管组件。图中100、外储罐，101、外筒体，102、左封头，103、右封头，104、加注阀，105、支撑管，106、温度传感器，200、内换热盘管，201、内换热管，202、内换热管进口，203、内换热管出口，204、内换热盘管进口管，205、内换热盘管进口，206、内换热盘管出口管，207、内换热盘管出口，300、内换热盘管支撑结构，301、支撑底板，302、支撑杆，303、左支撑板，304、右支撑板，305、左支撑板内圆面，306、右支撑板内圆面，307、内侧下夹体，308、内侧上夹体，309、内侧盖板，310、内侧固定螺栓，311、内侧螺纹孔，400、外换热盘管，401、外换热管，402、外换热管进口，403、外换热管出口，404、外换热盘管进口管，405、外换热盘管进口，500、外换热盘管支撑结构，501、底板，502、外侧盖板，503、外侧下夹体，504、外侧上夹体，505、外侧固定螺栓，506、外侧螺纹孔，600、内储罐，601、内筒体，602、进液孔，603、小封头，604、载冷剂出液管，605、载冷剂，700、蓄冷剂，701、蓄冷剂蒸发气。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG空调用高效换热器，其特征在于，包括：/n外储罐，所述外储罐用于存储蓄冷剂，所述蓄冷剂具有气液转换特性且其凝固点的温度低于LNG的温度，所述蓄冷剂在所述外储罐的内部呈现蓄冷剂蒸发气和液相的蓄冷剂两种状态共存，所述外储罐的圆筒形侧壁形成外筒体，所述外储罐的两端分别通过左封头和右封头进行密封；/n内换热盘管，所述内换热盘管用于输送LNG，所述内换热盘管固定在所述外储罐内并且其两端的管口位于所述外储罐的外部，所述内换热盘管由多根内换热管并列呈螺旋绕制形成，内换热盘管的螺旋外径为D

【技术特征摘要】
1.一种LNG空调用高效换热器，其特征在于，包括：
外储罐，所述外储罐用于存储蓄冷剂，所述蓄冷剂具有气液转换特性且其凝固点的温度低于LNG的温度，所述蓄冷剂在所述外储罐的内部呈现蓄冷剂蒸发气和液相的蓄冷剂两种状态共存，所述外储罐的圆筒形侧壁形成外筒体，所述外储罐的两端分别通过左封头和右封头进行密封；
内换热盘管，所述内换热盘管用于输送LNG，所述内换热盘管固定在所述外储罐内并且其两端的管口位于所述外储罐的外部，所述内换热盘管由多根内换热管并列呈螺旋绕制形成，内换热盘管的螺旋外径为D1（200mm≤D1≤500mm）；
外换热盘管，所述外换热盘管用于输送载冷剂，所述外换热盘管固定在所述外储罐内且外换热盘管进口位于所述外储罐的外部，所述外换热盘管由多根外换热管并列呈螺旋绕制形成，外换热盘管的螺旋内径为D2（400mm≤D2≤800mm）；
所述外换热盘管套设在所述内换热盘管的外围，采用同轴布置形式，所述内换热盘管的螺旋外径D1小于所述外换热盘管的螺旋内径D2，且D2-D1≥30mm；
内储罐，所述内储罐的圆筒形侧壁形成内筒体，所述内储罐用于存储载冷剂，所述内储罐设置在所述外储罐内部且全部浸没于蓄冷剂中，所述外换热盘管的出口与内筒体连通。


2.如权利要求1所述的一种LNG空调用高效换热器，其特征在于：所述内储罐焊接于所述右封头的内壁面上并与所述外储罐同轴布置，所述外储罐的右封头上开设有与内储罐相连通的载冷剂出液管，所述内筒体上开设有进液孔。


3.如权利要求2所述的一种LNG空调用高效换热器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春辉，王建中，
申请(专利权)人：浙江大学常州工业技术研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32