[發明專利]一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置

有效

• 申請號: 202110562580.3
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113212109B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 王武林;唐明軍
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: B60H1/32
• 分類號: B60H1/32;B60K11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐、冷量回收換熱器、增壓中冷換熱器、空氣換熱器、水冷換熱器、第一三通調節閥、第二三通調節閥、發動機、循環水泵，將LNG升溫、氣化過程釋放冷能進行回收并綜合利用，既滿足了公交汽車車廂內制冷空調用能需求，明顯改善經濟性，又通過配置的增壓中冷換熱器，使廢氣渦輪增壓后的空氣冷卻、溫度降低，取得提高進氣空氣密度、增加發動機功率的效果；換熱器內部有垂直放置的系列熱管，可利用相變換熱，提高LNG與空氣之間的換熱效率；該裝置能根據公交車是否有供冷需求，通過三通調節閥使LNG的流程進行切換，以適應不同季節的冷能回收利用需求，且調節方便。

技術領域

本發明涉及液化天然氣(LNG)冷能的利用方法及裝置，更具體地說，涉及一種能將LNG公交車所用燃料LNG的冷能用于車廂內空調制冷及進氣空氣冷卻的動力裝置。

背景技術

以LNG為燃料的公交汽車是特別適合城市運行的低污染環保汽車。由于低溫燃料LNG需升溫氣化才能供給發動機使用，將其升溫過程所釋放的冷量進行回收，可用于公交汽車車廂內人員夏季的制冷用空調，也可用于LNG冷藏車的制冷，具有良好的節能效果，該技術已經得到了一定應用。目前LNG升溫換熱所用方法都是采用冷媒回收冷量后再用于制冷空調，如金樹峰的“LNG汽車燃料系統與空調冷能利用”，利用冷媒與LNG換熱回收冷量后，通過空氣換熱器和制冷風機向車廂供冷。又如專利申請號201310462726.2“一種LNG冷藏車的制冷方法及其冷藏車”，也是利用LNG在復溫、氣化階段釋放出大量的冷能，提供冷藏車的冷氣，在不需要另外消耗能源的情況下解決了冷藏車制冷的問題，這些方法本質上都是回收利用了LNG汽車發動機所用LNG燃料升溫、氣化所釋放的冷能用于車廂內制冷的用途，未考慮冷能的其他回收途徑，解決例如因為夏季環境溫度高，發動機進氣溫度高，導致發動機充氣效率降低、功率下降的問題；特別未考慮如何解決增壓發動機進氣經過增壓后，也存在進氣溫度升高、導致充氣效率降低，如何通過增壓中冷的方法提高充氣效率的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種用于LNG冷能能量回收與綜合利用的裝置，旨在通過對現有的LNG能量利用方法進行進一步改進，解決增壓發動機進氣經過增壓后進氣溫度偏高，以及夏季環境溫度高導致充氣效率降低的問題，以此提高系統的能量綜合利用效率。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

1.一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，包括LNG氣罐、冷量回收換熱器、增壓中冷換熱器、空氣換熱器、水冷換熱器、第一三通調節閥、第二三通調節閥、發動機、循環水泵；所述的冷量回收換熱器的吸熱側流體進口通過第一三通調節閥與LNG氣罐相連，其出口通過第二三通調節閥與增壓中冷換熱器吸熱側流體進口相連；所述增壓中冷換熱器吸熱側為LNG流體，放熱側流體為空氣；放熱側流體進口與廢氣渦輪增壓器相連，其出口經中冷空氣出口管與發動機進氣管相連；增壓中冷換熱器吸熱側出口也與發動機相連。

進一步地，增壓中冷換熱器內部布置有若干根熱管，所有熱管均垂直安裝，且每根熱管均被換熱器隔板分隔為兩部分，熱管上半段為熱管冷凝段，下半管段為熱管蒸發段；增壓中冷換熱器也被換熱器隔板分隔為兩部分，換熱器上部空間為LNG流動通道，換熱器下部空間為空氣流動通道。

進一步地，水冷換熱器的進水口經進水截止閥、水冷進水管與發動機冷卻水的出口相連，水冷換熱器的出水口經水冷出水管與發動機冷卻水的進口相連。

進一步地，冷量回收換熱器的放熱側流體進口與循環水泵相連，其出口與空氣換熱器相連。

2.本發明的一種LNG公交車增壓發動機冷能回收方法及裝置，是針對為回收LNG從極低溫貯藏狀態升溫、氣化過程中釋放出的大量冷能并進行綜合利用，其方法為：

(1)夏季公交車車廂內需要提供制冷負荷時，LNG氣罐內的LNG經第一三通調節閥進入冷量回收換熱器，不斷吸熱升溫、氣化，其釋放的冷能被放熱側的冷媒流體回收；