一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统及方法。包括LNG冷侧、太阳能热侧及换热部，LNG冷侧为自LNG储罐延伸的载冷介质管路A，太阳能热侧为自太阳能储热罐延伸的载热介质管路B，换热部为换热介质管路C；其中，载冷介质管路A与换热介质管路C之间通过相变蓄冷装置连接进行热交换，太阳能侧载热介质管路B与换热介质管路C之间通过半导体温差发电装置连接，并利用载热介质与换热介质之间的温差产生电能。本发明专利技术提供了一套可以在利用太阳能同时实现LNG冷能回收的具有相变储热/冷装置的多模式供能系统及方法，具有节能减排及低碳运行的良好效果。的良好效果。的良好效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统及方法


[0001]本专利技术涉及LNG冷能利用
，具体涉及一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统及方法。

技术介绍

[0002]能源是维持人类社会活动的必需品，人类社会的进步和能源技术的发展息息相关，能否高效开发利用能源直接影响了社会的发展速度。如今，随着全球经济的不断发展，人们更加重视绿色可持续的发展路线，我国也在加快落实环境保护政策并提倡“节能减排”政策。天然气作为一种清洁能源，受到了强烈关注。
[0003]目前比较成熟且较为经济的输送天然气的方法主要是采用运输压力低、密度大且安全性高的液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)进行输送。然而，天然气终端用户一般是以气态形式被利用，这就使得需要将长距离输送的LNG进行再次气化。天然气的液化工艺是一个高耗能的过程，将天然气液化为1吨的LNG大约需要使用840Kwh的能量，因此LNG中蕴含着巨大的冷能。
[0004]对LNG中储存的冷能进行利用，避免能量浪费，具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用LNG冷能及太阳能清洁能源的供能系统，该系统可以在利用太阳能清洁能源同时实现LNG冷能回收，是具有节能减排及减碳运行效果的能源供给系统。
[0006]本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，包括LNG冷侧、太阳能热侧及换热部，所述LNG冷侧为自LNG储罐延伸的载冷介质管路A，所述太阳能热侧为自太阳能储热罐延伸的载热介质管路B，所述换热部为换热介质管路C；
[0008]所述LNG侧载冷介质管路A末端连接天然气用户终端，所述太阳能侧载热介质管路B末端连接热水用户终端，所述换热介质管路C为循环管路；其中，载冷介质管路A与换热介质管路C之间通过相变蓄冷装置连接进行热交换，所述太阳能侧载热介质管路B与换热介质管路C之间通过半导体温差发电装置连接，并利用载热介质与换热介质之间的温差产生电能。
[0009]优选的，所述相变蓄冷装置内部设置有交缠且彼此独立的两个介质通道，分别连接载冷介质管路A和换热介质管路C；所述半导体温差发电装置包括热端换热器和冷端换热器，并利用热端换热器和冷端换热器间的温差发电，其中热端换热器连接侧载热介质管路B，冷端换热器连接换热介质管路C。
[0010]优选的，所述载冷介质管路A连接所述相变蓄冷装置的冷进口进入所述相变蓄冷装置的介质通道，并自冷出口穿出；在相变蓄冷装置冷出口和天然气用户终端之间，沿LGN的流向，还依次设置有换冷器和气相天然气储罐，所述换冷器的冷介质段连接所述载冷介
质管路A，并使得LNG气化完全，气化后的天然气储存在所述气相天然气储罐中。
[0011]优选的，所述换冷器的热介质端连接供冷末端换热器，所述供冷末端换热器为产热设备，所述换冷器与气相天然气储罐之间还设置有LNG供气测温点，用于检测所述LNG是否气化完全。
[0012]优选的，所述气相天然气储罐与天然气用户终端之间管路上还设置有第一开关阀；在LNG供气测温点和气相天然气储罐之间的管路上，还设置有膨胀机，LNG在换冷器中完全气化，此过程中利用气体膨胀降压促使膨胀机发电。
[0013]优选的，所述半导体温差发电装置和膨胀机均连接同一蓄电池，并将产生的电能存储在所述蓄电池中；当所述半导体温差发电机中载热介质与换热介质之间的温差不能满足使用需求时，所述蓄电池还作为所述半导体温差发电机的供电源。
[0014]优选的，所述载热介质管路B分别与所述半导体温差发电装置的热进口和热出口连接；所述热出口与去热水用户终端之间设置第二开关阀，所述太阳能储热罐与所述热进口之间设置第一三通调节阀；所述太阳能储热罐还通过热水支路连接所述第二开关阀，且所述热水支路上设置有第三开关阀，在所述第三开关阀与太阳能储热罐之间，设置热水旁路连接所述第一三通调节阀。
[0015]优选的，所述换热介质管路C由相变蓄冷装置的热进口进入所述相变蓄冷装置，并自热出口穿出，所述换热介质管路C还分别与所述半导体温差发电装置的换热进口和换热出口连接，形成闭环回路；所述热出口与所述换热进口之间设置第二三通调节阀，所述热进口与所述换热出口之间的管路上还设置换热支路连接所述第二三通调节阀。
[0016]优选的，所述半导体温差发电装置的热进口与第一三通调节阀之间设置第一测温点，所述半导体温差发电装置的换热进口与第二三通调节阀之间设置第二测温点。
[0017]优选的，所述LNG储罐与相变蓄冷装置的冷进口之间设置有低温LNG泵，所述太阳能储热罐与第一三通调节阀之间设置高温载热泵，所述相变蓄冷装置的换热出口与第二三通调节阀之间设置换热介质泵。
[0018]本专利技术还提供上述一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统的供能方法，该方法为：根据天然气和热水使用量以及阳光充足程度，通过控制载冷介质管路A、载热介质管路B和换热介质管路C上的开关阀和泵，选择运行模式；
[0019]其中LNG的使用模式为：
[0020]Ⅰa、当天然气使用高峰时：LNG自LNG储罐进入相变蓄冷装置，将冷量传递至换热介质管路C，同时LNG吸热气化，经换冷器后完全气化进入气相天然气储罐，最终进入天然气用户终端；
[0021]Ⅰb、当天然气使用低谷时：LNG气化后进入气相天然气储罐存储；
[0022]热水的使用模式为：
[0023]Ⅱa、当热水使用高峰且太阳能充足时：
[0024]若太阳能提供的热量与热水用户需求的热量相等时，半导体温差发电装置无电能输入和输出；
[0025]若太阳能提供的热量大于热水用户需求，载热介质管路B中的水接收太阳光热量后，将内部吸收太阳能的热水输送至半导体温差发电装置的热端换热器进行换热，换热后的热水输送至热水用户终端；
[0026]则半导体温差发电装置的热端换热器利用热水进行换热，产生电能储存在蓄电池中；
[0027]若太阳能提供的热量小于热水用户需求，则储存在蓄电池中的电能通入所述半导体温差发电装置，所述半导体温差发电装置的冷端换热器仍接收由换热介质管路C提供冷能，热端换热器则会输出热量，加热载热介质管路B的水，送至热水用户终端；
[0028]Ⅱb、当热水使用高峰且太阳能不充足时：储存在蓄电池中的电能通过所述半导体温差发电装置，所述半导体温差发电装置的冷端发电机组仍由换热介质管路C提供冷能，热端发电机组则会输出热量，加热载热介质管路B的水，送至热水用户终端；
[0029]Ⅱc、当热水使用低谷且太阳能充足时：载热介质管路B中的水接收太阳光热量后，将内部吸收太阳能的热水输送至半导体温差发电装置的热端换热器；
[0030]Ⅱd、当热水使用低谷且太阳能不充足时：由存储在太阳能储热罐中的热水为所述半导体温差发电装置的热端换热器提供热能。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032]LNG中蕴含着巨大的冷能，若无法在L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，其特征在于，包括LNG冷侧、太阳能热侧及换热部，所述LNG冷侧为自LNG储罐(11)延伸的载冷介质管路A，所述太阳能热侧为自太阳能储热罐(21)延伸的载热介质管路B，所述换热部为换热介质管路C；所述LNG侧载冷介质管路A末端连接天然气用户终端，所述太阳能侧载热介质管路B末端连接热水用户终端，所述换热介质管路C为循环管路；其中，载冷介质管路A与换热介质管路C之间通过相变蓄冷装置(30)连接进行热交换，所述太阳能侧载热介质管路B与换热介质管路C之间通过半导体温差发电装置(40)连接，并利用载热介质与换热介质之间的温差产生电能。2.如权利要求1所述的一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，所述相变蓄冷装置(30)内部设置有交缠且彼此独立的两个介质通道，分别连接载冷介质管路A和换热介质管路C；所述半导体温差发电装置(40)包括热端换热器(41)、冷端换热器(42)和夹设在热端换热器(41)和冷端换热器(42)之间的发电机组本体(43)，所述发电机组本体(43)利用热端换热器(41)和冷端换热器(42)间的温差发电，其中热端换热器(41)连接侧载热介质管路B，冷端换热器(42)连接换热介质管路C。3.如权利要求2所述的一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，其特征在于，所述载冷介质管路A连接所述相变蓄冷装置(30)的LNG冷进口(31)进入所述相变蓄冷装置(30)的介质通道，并自LNG冷出口(32)穿出；在LNG冷出口(32)和天然气用户终端之间，沿LGN的流向，还依次设置有换冷器(12)和气相天然气储罐(13)，所述换冷器(12)的冷介质段连接所述载冷介质管路A，并使得LNG气化完全，气化后的天然气储存在所述气相天然气储罐(13)中。4.如权利要求3所述的一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，其特征在于，所述换冷器(12)的热介质端连接供冷末端换热器(121)，所述供冷末端换热器(121)为产热设备，所述换冷器(12)与气相天然气储罐(13)之间还设置有LNG供气测温点(14)，用于检测所述LNG是否气化完全。5.如权利要求4所述的一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，其特征在于，所述气相天然气储罐(13)与天然气用户终端之间管路上还设置有第一开关阀(61)；在LNG供气测温点(14)和气相天然气储罐(13)之间的管路上，还设置有膨胀机(15)，LNG在换冷器中完全气化，此过程中利用气体膨胀降压促使膨胀机(15)发电。6.如权利要求5所述的一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，其特征在于，所述半导体温差发电装置(40)和膨胀机(15)均连接同一蓄电池(50)，并将产生的电能存储在所述蓄电池(50)中；当所述半导体温差发电机(40)两端的温差不能满足使用需求时，所述蓄电池(50)还作为所述半导体温差发电机(40)的供电源。7.如权利要求6所述的一种利用LNG冷能及太阳能的供能系统，其特征在于，所述载热介质管路B分别与所述热端换热器(41)的热进口(412)和热出口(411)连接；所述热出口(411)与去热水用户终端之间设置第二开关阀(62)，所述太阳能储热罐(21)与所述热进口(412)之间设置第一三通调节阀(71)；所述太阳能储热罐(21)还通过热水支路(B1)连接所述第二开关阀(62)，且所述热水支路(B1)上设置有第三开关阀(63)，在所述第三开...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾磊，赵盼盼，袁旭东，李斯文，周到，屈博艺，柯瑶，
申请(专利权)人：合肥通用环境控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：