一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统。制冷剂吸收太阳辐射和环境中热量加热送风管内空气；环境空气经预热器除湿后流过冷凝器吸收制冷剂的热量，再进入风罩，加热气化器中的LNG，空气被进一步除湿，冷却干燥后的空气通过回风管流入送风管形成空气循环；储罐流出的一部分LNG进入预热器，通过控制LNG流量，保证流出预热器的LNG维持液态，预热后的LNG并入储罐流出的LNG；装设有钢化玻璃的风罩在其内部产生温室效应。该实用新型专利技术充分利用LNG冷能降低循环空气的含湿量，利用太阳能和空气能加热循环空气，营造适宜空温式气化器抑霜高效运行的微气候，节能环保，具有良好的经济和社会效益。有良好的经济和社会效益。有良好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统


[0001]本技术属于太阳能热泵技术和空浴式气化
，特别涉及一种利用太阳能热泵的高效液化天然气(LNG)强制通风气化系统。

技术介绍

[0002]天然气在
‑
162℃和常压下可被液化成无色无味的液体，称为液化天然气(简称LNG)。LNG作为燃料或工业原料时，使用前必须由气化器提供一定热量使其气化成常温气体状态。
[0003]空温式气化器利用大气环境下的空气气化LNG，当气温较低时，气化器表面容易出现堆霜结冰现象，严重影响气化器的气化能力。所以一般采用两组空温式气化器交替使用，一组融霜除冰时，另一组开启运行，这加大了初投资和占地面积，同时，当环境温度较低时，自然融霜缓慢且困难，需要消耗大量高品位能源除霜。另外，空温式气化器气化LNG过程中，空气中的水分遇冷，在气化器周围容易成雾，严重影响气化站周围生态环境和可视距离。
[0004]专利《一种利用太阳能热泵气化LNG的系统及方法》(专利号 ZL201610067782.X)阐述了一种利用太阳能热泵气化LNG的系统，但该技术存在下述问题：1.环境空气仅被空气冷凝器加热，空气仅升温而含湿量未变，空气中水蒸汽的相变驱动力基本不变，没有从源头抑制堆霜结冰；2.环境空气在风机作用下被空气冷凝器加热后送到置于大气环境中的空温式气化器，热空气在无限大空间中耗散快，不足以在空温式气化器翅片管束间形成有序气流，降低了换热效率；3.无法解决空温式气化器周围的冷雾现象。

技术实现思路

[0005]本技术为了克服上述技术缺陷而提供一种利用太阳能热泵的高效LNG 强制通风气化系统，利用太阳能热泵、LNG空温式气化器、LNG预热器和空气循环系统创造LNG空浴式气化所需的温热干燥空气，降低空温式气化器表面结霜及周围成雾的相变驱动力，从本质上解决传统LNG空温式气化器因表面堆霜结冰而性能恶化问题及冷雾生成现象，提高LNG空温式气化器的气化效率和气化经济性。
[0006]本技术解决技术问题的技术方案如下：
[0007]一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，该系统包括直膨式太阳能热泵、空气循环子系统、空温式预热器12、空温式气化器18、 LNG储罐22和供气管网26；
[0008]所述直膨式太阳能热泵中集热蒸发器1、压缩机2、空气冷凝器3和膨胀阀 4通过管路依次连接形成一条闭合的制冷剂循环通路；
[0009]所述集热蒸发器1为裸板式平板集热器，包括制冷剂盘管和基板；
[0010]所述LNG储罐22的LNG出口分别连接LNG旁通管23的入口和空温式气化器18的LNG入口；所述LNG旁通管23的出口连接至空温式预热器12的 LNG入口；空温式预热器12的LNG出口连接至LNG输出管24的入口；LNG 输出管24的出口连接至空温式气化器18的LNG入口，
空温式气化器18的天然气出口通过天然气管25连接至供气管网26，天然气管25上设有测温装置29 和封闭全启式安全阀30；
[0011]所述空气循环子系统包括引风管5、送风管6、回风管9、排风管10、风罩 8和风机15；引风管5的出口连接至送风管6的入口，送风管6的出口连接至风罩8的下端，回风管9的入口与风罩8的顶部连接，回风管9的出口分别连接排风管10的入口和送风管6的入口；排风管10的出口和引风管5的入口与大气环境联通；所述风机15置于送风管6的入口；所述空温式气化器18置于风罩8中央；
[0012]所述空气冷凝器3和空温式气化器18共用一个风机15。
[0013]所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述空气冷凝器3为表面式加热器，置于送风管6内，制冷剂在加热器管内流动，空气由风机15加压后强制流过加热器管外表面。
[0014]所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述空温式预热器12为铝翅片管换热器，置于引风管5内，LNG在预热器管内流动。
[0015]所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述引风管5、送风管6和排风管10分别设有第一电动风阀14、第二电动风阀16 和第三电动风阀21；引风管5的入口和排风管10的出口分别设有防雨百叶11；引风管5的底部设有S型水封13，底部坡度0.1％，坡向S型水封13；送风管6 的出口设有送风口17；回风管9的入口弯头处设有导流板19，回风管9的水平段坡度0.1％，坡向空温式气化器18，回风管9的水平段高点设有天然气泄漏报警器20。
[0016]所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述LNG储罐22的LNG出口连接至空温式预热器12和空温式气化器18的LNG 入口的支路上分别设有止回阀28，以保证管道内压力异常时不会倒流；LNG储罐22的LNG出口管路上设有紧急切断阀27，紧急切断阀27与空温式气化器18之间的距离不小于15米，紧急切断阀27分别与天然气泄漏报警器20和测温装置29连锁。
[0017]所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述风罩8的材质为不锈钢板，风罩8的俯视投影呈正方形，风罩8的南侧面和顶部开若干等面积正方形孔装设单层钢化白玻璃31，风罩8的北侧面设有密闭型检修门32，风罩8底部设有S型水封13，底部坡度0.1％，坡向S型水封13，风罩8通过支架7固定支撑；
[0018]所述密闭型检修门32为向外开启的平开门；
[0019]所述支架7为不锈钢材料，支架7顶部焊接在风罩8底部，支架7底部通过地脚螺栓固定于地面；支架7数量为四个，俯视投影连线呈正方形，与风罩8 的俯视投影形成同心正方形。
[0020]所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述风机15为变频防爆风机。
[0021]本技术的有益效果为：
[0022]1.利用LNG低温特性，通过空温式预热器和空温式气化器对空气进行双重除湿干燥，且空气经空气循环子系统能够反复被空温式气化器深度除湿，从源头解决了空温式气化器表面堆霜结冰问题及带来的不利影响；
[0023]2.风罩能够使热空气在空温式气化器外表面形成有效的气流组织，提高空气侧对
流传热系数，提高空温式气化器换热效率；
[0024]3.空气被深度除湿干燥，且空温式气化器置于风罩内，解决了气化站内冷雾现象；
[0025]4.风罩和单层钢化白玻璃能够在风罩内产生温室效应，更加充分利用太阳能，提高空温式气化器换热效率；
[0026]5.空气冷凝器置于送风管内，空气能够高速有序流过，空气冷凝器换热效果好，提高太阳能热泵的热力性能；
[0027]6.根据空温式气化器气化负荷变化需求，变频风机能够及时调整风量和风速，节省风机电能消耗。
附图说明
[0028]图1为一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统工艺图；
[0029]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，该系统包括直膨式太阳能热泵、空气循环子系统、空温式预热器(12)、空温式气化器(18)、LNG储罐(22)和供气管网(26)；所述直膨式太阳能热泵中集热蒸发器(1)、压缩机(2)、空气冷凝器(3)和膨胀阀(4)通过管路依次连接形成一条闭合的制冷剂循环通路；所述集热蒸发器(1)为裸板式平板集热器，包括制冷剂盘管和基板；所述LNG储罐(22)的LNG出口分别连接LNG旁通管(23)的入口和空温式气化器(18)的LNG入口；所述LNG旁通管(23)的出口连接至空温式预热器(12)的LNG入口；空温式预热器(12)的LNG出口连接至LNG输出管(24)的入口；LNG输出管(24)的出口连接至空温式气化器(18)的LNG入口，空温式气化器(18)的天然气出口通过天然气管(25)连接至供气管网(26)，天然气管(25)上设有测温装置(29)和封闭全启式安全阀(30)；所述空气循环子系统包括引风管(5)、送风管(6)、回风管(9)、排风管(10)、风罩(8)和风机(15)；引风管(5)的出口连接至送风管(6)的入口，送风管(6)的出口连接至风罩(8)的下端，回风管(9)的入口与风罩(8)的顶部连接，回风管(9)的出口分别连接排风管(10)的入口和送风管(6)的入口；排风管(10)的出口和引风管(5)的入口与大气环境联通；所述风机(15)置于送风管(6)的入口；所述空温式气化器(18)置于风罩(8)中央；所述空气冷凝器(3)和空温式气化器(18)共用一个风机(15)。2.根据权利要求1所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述空气冷凝器(3)为表面式加热器，置于送风管(6)内，制冷剂在加热器管内流动，空气由风机(15)加压后强制流过加热器管外表面。3.根据权利要求1所述一种利用太阳能热泵的高效LNG强制通风气化系统，其特征在于，所述空温式预热器(12)为铝翅片管换热器，置于引风管(5)内，LNG在预热器管内流动。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：时国华，田志敏，高宇琪，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：