專利名稱：液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液化天然氣汽車領(lǐng)域，具體是一種利用液化天然氣在汽車使用過 程中汽化產(chǎn)生的冷量，并利用該冷量的車載空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，天然氣作為一種新型汽車代用環(huán)保燃料已得到廣泛的 應(yīng)用。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的常壓沸點(diǎn)是-161°C，臨界溫度為-84°c，臨界壓力 為4. IMPa0 LNG是液化天然氣的簡稱，它是天然氣經(jīng)過凈化(脫水、脫烴、脫酸性氣體)后， 采用節(jié)流、膨脹和外加冷源制冷的工藝使甲烷變成液體而形成的。目前汽車較多采用常溫 壓縮天然氣(CNG)作為燃料，但由于高壓杜瓦罐壁厚，車載重，存在安全性差、一次行程短 等缺點(diǎn)，很大程度上制約了天然氣汽車LNG的發(fā)展。LNG汽車彌補(bǔ)了 CNG汽車的很多不足， 它以常壓低溫液態(tài)儲存代替了壓縮儲存方式，存儲密度是標(biāo)準(zhǔn)工況下氣體的660倍，存儲 體積大大減小，而能量儲存密度增大，一次灌裝連續(xù)行駛里程長，而且車載容器壓力低，重 量輕，安全方便。液化天然氣汽車(LNGV)代替壓縮天然氣汽車(CNGV)可以解決汽車的自 重大、連續(xù)行駛里程短、安全可靠性低等不足。LNG存儲在IlOK的低溫下，進(jìn)入汽車發(fā)動機(jī)燃燒時(shí)必須在常溫狀態(tài)，在汽化過程 中將釋放大量的冷能，其制冷量約為0. lkWh/L，若將該冷能合理回收，做為車載制冷系統(tǒng)的 冷源，就可以把目前常用的機(jī)械壓縮式汽車空調(diào)部分部件減少。這樣節(jié)省了能量，又杜絕因 機(jī)械壓縮式空調(diào)的R134a冷酶泄漏所造成的大氣環(huán)境破壞。國際上車用LNG的趨勢十分明顯，且有一定的發(fā)展，我國尚在起步階段，對于LNG 汽車?yán)淞炕厥占夹g(shù)國際上也剛起步，尤其是利用回收的冷量來服務(wù)于車載空調(diào)系統(tǒng)是一門 利國利民的新技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，旨在利用液化天然氣汽化過程 中產(chǎn)生的冷量，并將該冷量回收用。為此本實(shí)用新型的技術(shù)方案為液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，包括冷熱交換器(2)、 低溫閥(6)、低溫閥(7)、駕駛室，冷熱交換器(2)同時(shí)與車用液態(tài)天然氣杜瓦罐(1)、天然氣 發(fā)動機(jī)(3)直接相連，其特征在于所述的冷熱交換器(2)通過管路連接有散熱器(4)，同 時(shí)冷熱交換器(2)與散熱器(4)通過低溫閥(7)和管路再次連接；散熱器(4)通過管路連 接至天然氣發(fā)動機(jī)(3)，天然氣發(fā)動機(jī)(3)再通過管路連接至散熱器(4)；冷熱交換器(2) 通過低溫閥(6)和管路連接有LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)，LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)通過管路連接至散 熱器(4) ；LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)通過車用鼓風(fēng)機(jī)(8)和管路連接至駕駛室(9)。對上述方案的改進(jìn)在于所述的冷熱交換器(2)的結(jié)構(gòu)為一容器內(nèi)設(shè)有單根或多 根銅管往復(fù)繞制的彎曲管路；或?yàn)橐粔毫θ萜鲀?nèi)分為兩個完全密封的內(nèi)腔；或?yàn)閮蓚€大小 不同的壓力容器，小壓力容器套在大壓力容器內(nèi)，分別密封后焊接成為一體。[0008]對上述方案的再改進(jìn)在于所述冷熱交換器(2)的容器為密閉保溫的壓力容器。對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的蒸發(fā)器(5)是用鋁合金或是銅合金制成 的。對上述方案的再進(jìn)一步改進(jìn)在于所述散熱器(4)內(nèi)裝有介質(zhì)乙二醇，介質(zhì)乙二 醇水溶液的濃度是55 65%。有益效果1、將LNG汽化釋放的冷量用于汽車空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)約能源。2、本實(shí)用新型的冷熱交換器能輔助液態(tài)天然氣汽化，加速天然氣的液、氣轉(zhuǎn)換，為 發(fā)動機(jī)提供更好用的汽化天然氣。3、本實(shí)用新型發(fā)明LNG空調(diào)系統(tǒng)取代用R134a冷媒傳統(tǒng)的機(jī)械壓縮空調(diào)，減少了 該系統(tǒng)的部分部件投入，消除了壓縮機(jī)工作時(shí)的噪聲污染，并且從根本上解決了因R134a 冷媒泄漏而對大氣的污染，惡化人類的生存環(huán)境。4、因用55 65%濃度的乙二醇水溶液作為冷媒，并且低溫乙二醇水溶液與車用 散熱器相連，可提高散熱器的散熱性能，與使用傳統(tǒng)機(jī)械壓縮空調(diào)相比，可部分減小散熱器 外行尺寸，降低整車的制造成本，節(jié)約資源。5、解決了關(guān)鍵循環(huán)散熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低溫工況下的大溫差換熱。綜上所述，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案有以下特點(diǎn)液化天然氣通過管路與冷熱 交換器相連并汽化，汽化后的天然氣經(jīng)穩(wěn)壓處理后供給發(fā)動機(jī)燃燒；汽車發(fā)動機(jī)通過管路 與散熱器連接；冷熱交換器通過管路與散熱器的出水口端管路連接，或直接與散熱器連接， 將散熱器的工作介質(zhì)乙二醇傳遞到冷熱交換器；冷熱交換器再通過管路與LNG蒸發(fā)器連 接，將低溫乙二醇傳遞到LNG蒸發(fā)器，通過車用鼓風(fēng)機(jī)和管路系統(tǒng)將冷風(fēng)送到駕駛室；LNG 蒸發(fā)器通過管路與散熱器連接，如此往復(fù)循環(huán)就可以使汽車的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行。所述的冷熱交換器(2)的結(jié)構(gòu)為一容器內(nèi)有單根或多根銅管往復(fù)繞制的彎曲管 路，分別通過天然氣和乙二醇水溶液，實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和冷熱交換；或?yàn)橐粔毫θ萜?內(nèi)分為兩個完全密封的內(nèi)腔，分別通過天然氣和乙二醇水溶液，實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和冷 熱交換；或?yàn)閮蓚€大小不一的壓力容器，小壓力容器套在大壓力容器內(nèi)，分別密封后焊接相 連，分別通過天然氣和乙二醇水溶液，實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和冷熱交換。所述的冷熱交換器(2) —容器為密閉保溫的壓力容器，保證熱量不會散發(fā)。所述的蒸發(fā)器(5)所用的的材質(zhì)是鋁合金或銅合金制成的，能夠使蒸發(fā)的效率提 尚ο本實(shí)用新型具有較好的穩(wěn)定性，并具有冷量平衡和調(diào)節(jié)功能，能夠滿足乘用車、卡 車、客車的冷負(fù)荷要求；同時(shí)由于低溫介質(zhì)乙二醇的往復(fù)循環(huán)，能有效的減小車用散熱器的 外行尺寸；同時(shí)本空調(diào)系統(tǒng)沒有使用傳統(tǒng)空調(diào)的冷媒R134a，因此對環(huán)境零污染。實(shí)現(xiàn)了節(jié) 能減排、創(chuàng)新使用新能源的目的。本發(fā)明的冷熱交換器是能實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和提供LNG 空調(diào)系統(tǒng)冷源的雙重功能。

圖1是本發(fā)明的原理示意圖。圖2是冷熱交換器(2)鋁合金管或銅合金管繞制示意圖。[0024]圖3是冷熱交換器(2)壓力容器內(nèi)分為兩個完全密封的內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是冷熱交換器(2)兩個大小不同套在一起的壓力容器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體的實(shí)施方式為了更清楚的說明本實(shí)用新型，做進(jìn)一步描述如下如圖1所示，利用液化天然氣冷量的液化天然氣汽車LNG空調(diào)系統(tǒng)包括車用液態(tài) 天然氣杜瓦罐(1)、冷熱交換器(2)、車用天然氣發(fā)動機(jī)(3)、散熱器(4) ,LNG蒸發(fā)器(5)、低 溫閥(6)、低溫閥(7)等。冷熱交換器(2)是液態(tài)天然氣汽化并與乙二醇水溶液進(jìn)行冷熱交換的部件。冷熱交換器(2)通過管路與散熱器(4)連接，同時(shí)冷熱交換器(2)與散熱器(4)進(jìn) 水口端通過低溫閥(7)和管路再次連接；散熱器(4)通過管路與天然氣發(fā)動機(jī)(3)連接，散 熱器(4)將天然氣發(fā)動機(jī)(3)產(chǎn)生的熱量通過介質(zhì)乙二醇將熱傳導(dǎo)到冷熱交換器(2)內(nèi)， 散熱器(4)通過管路和低溫閥(6)將冷熱交換器(2)與LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)連接，LNG空 調(diào)蒸發(fā)器(5)通過管路與散熱器(4)相通。在使用過程中天然氣發(fā)動機(jī)(3)產(chǎn)生的熱量通過散熱器(4)內(nèi)的乙二醇水溶液傳 遞到冷熱交換器(2)內(nèi)，該熱幫助液態(tài)天然氣汽化并將乙二醇水溶液冷卻，溫度降低后關(guān) 閉低溫閥(7)，開啟低溫閥(6)，低溫乙二醇水溶液通過低溫閥(6)和管路進(jìn)入LNG空調(diào)蒸 發(fā)器(5)，乙二醇水溶液通過LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)后，溫度稍微升高，通過管路進(jìn)入散熱器進(jìn) 水口端，如此往復(fù)循環(huán)；此時(shí)本實(shí)用新型LNG空調(diào)系統(tǒng)開啟?；蛱烊粴獍l(fā)動機(jī)(3)產(chǎn)生的熱量通過散熱器(4)內(nèi)的乙二醇水溶液傳遞到冷熱 交換器(2)內(nèi)，該熱幫助液態(tài)天然氣汽化并將乙二醇水溶液冷卻，溫度降低后關(guān)閉低溫閥 (6)，開啟低溫閥(7)，低溫乙二醇水溶液通過低溫閥(7)和管路進(jìn)入散熱器(4)，如此往復(fù) 循環(huán)。此時(shí)本實(shí)用新型LNG空調(diào)系統(tǒng)關(guān)閉。如圖2所示，液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)的冷熱交換器(2)是把車用液態(tài)天然氣汽 化的裝置，并同時(shí)是液態(tài)天然氣汽化過程中和乙二醇冷熱交換的部件；所述的冷熱交換器 (2)的結(jié)構(gòu)為一容器內(nèi)有單根或多根銅管往復(fù)繞制的彎曲管路，分別通過天然氣和乙二醇 水溶液，實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和冷熱交換；如圖3所示或?yàn)橐粔毫θ萜鲀?nèi)分為兩個完全密封的內(nèi)腔，分別通過天然氣和乙二 醇水溶液，實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和冷熱交換；如圖4所示或?yàn)閮蓚€大小不一的壓力容器，小壓力容器套在大壓力容器內(nèi)，分別 密封后焊接相連，分別通過天然氣和乙二醇水溶液，實(shí)現(xiàn)液態(tài)天然氣氣化和冷熱交換。液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)的冷熱交換器(2)容器為密閉保溫的壓力容器。液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)的LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)所用的材質(zhì)是鋁合金或銅合金。所述介質(zhì)乙二醇水溶液的濃度為55 65%，最好采用60%乙二醇水溶液。本新型實(shí)用發(fā)明的工作原理是，液態(tài)天然氣杜瓦罐(1)內(nèi)存儲的液態(tài)天然氣通過 管路與冷熱交換器(2)連接，天然氣發(fā)動機(jī)(3)與散熱器(4)連接，冷熱交換器(2)與散熱 器(4)出水口端相連、并通過低溫閥(6)和管路與LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)、并通過低溫閥(7) 和管路與散熱器(4)進(jìn)水口端相連。LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)與散熱器(4)進(jìn)水口端相連。汽 車開啟時(shí)，LNG杜瓦罐閥門打開，液態(tài)天然氣經(jīng)管路進(jìn)入冷熱交換器(2)內(nèi)，此時(shí)液態(tài)天然 氣將迅速汽化，在汽化的同時(shí)釋放大量的冷量，該冷量迅速將包裹在單根或多根銅管往復(fù)繞制的彎曲管路外的乙二醇水溶液冷卻到一定的溫度，汽化后的天然氣經(jīng)處理后到天然氣 發(fā)動機(jī)(3)燃燒。在需要開啟空調(diào)時(shí)，啟動空調(diào)啟動開關(guān)，同時(shí)低溫閥(7)關(guān)閉，低溫閥(6) 開啟，在冷熱交換器內(nèi)已冷卻到一定溫度的乙二醇水溶液進(jìn)入LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)中，通過 汽車本身的鼓風(fēng)機(jī)和管路，將適宜的冷風(fēng)送到駕駛室；同時(shí)低溫乙二醇通過管路進(jìn)入散熱 器⑷的進(jìn)水口端，進(jìn)一步冷卻散熱器⑷內(nèi)的乙二醇水溶液，達(dá)到減小散熱器外型尺寸的 目的。在不需要開啟空調(diào)時(shí)，關(guān)閉啟動空調(diào)的啟動開關(guān)，同時(shí)低溫閥(6)關(guān)閉，低溫閥(7) 開啟，在冷熱交換器(2)內(nèi)已冷卻到一定溫度的乙二醇水溶液通過管路進(jìn)入散熱器(4)的 進(jìn)水口端，進(jìn)一步冷卻散熱器(4)內(nèi)的乙二醇水溶液，達(dá)到減小散熱器外型尺寸的目的。
權(quán)利要求液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，包括冷熱交換器(2)、低溫閥(6)、低溫閥(7)、駕駛室，冷熱交換器(2)同時(shí)與車用液態(tài)天然氣杜瓦罐(1)、天然氣發(fā)動機(jī)(3)直接相連，其特征在于所述的冷熱交換器(2)通過管路連接有散熱器(4)，同時(shí)冷熱交換器(2)與散熱器(4)通過低溫閥(7)和管路再次連接；散熱器(4)通過管路連接至天然氣發(fā)動機(jī)(3)，天然氣發(fā)動機(jī)(3)再通過管路連接至散熱器(4)；冷熱交換器(2)通過低溫閥(6)和管路連接有LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)，LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)通過管路連接至散熱器(4)；LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)通過車用鼓風(fēng)機(jī)(8)和管路連接至駕駛室(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的冷熱交換器 (2)的結(jié)構(gòu)為一容器內(nèi)設(shè)有單根或多根銅管往復(fù)繞制的彎曲管路；或?yàn)橐粔毫θ萜鲀?nèi)分為 兩個完全密封的內(nèi)腔；或?yàn)閮蓚€大小不同的壓力容器，小壓力容器套在大壓力容器內(nèi)，分別 密封后焊接成為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述冷熱交換器(2) 的容器為密閉保溫的壓力容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)器(5) 是用鋁合金或是銅合金制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述散熱器(4)內(nèi) 裝有介質(zhì)乙二醇，介質(zhì)乙二醇水溶液的濃度是55 65%。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種液化天然氣汽車空調(diào)系統(tǒng)，是冷熱交換器(2)通過管路連接有散熱器(4)，同時(shí)冷熱交換器(2)與散熱器(4)通過低溫閥(7)和管路再次連接；散熱器(4)通過管路連接至天然氣發(fā)動機(jī)(3)，天然氣發(fā)動機(jī)(3)再通過管路連接至散熱器(4)；冷熱交換器(2)通過低溫閥(6)和管路連接有LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)，LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)通過管路連接至散熱器(4)；LNG空調(diào)蒸發(fā)器(5)通過車用鼓風(fēng)機(jī)(8)和管路連接至駕駛室(9)。具有較好的穩(wěn)定性和冷量平衡調(diào)節(jié)功能，能夠滿足車輛的制冷要求；利用汽化的過程完成冷熱交換，再穩(wěn)壓處理供給發(fā)動機(jī)燃燒，節(jié)約了能源；無傳統(tǒng)空調(diào)的冷媒R134a，利于環(huán)保。
文檔編號B60H1/32GK201646314SQ20102016470
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者董俊 申請人:十堰惠捷科技有限公司