一個出口進(jìn)入第三換熱器12，海水從進(jìn)口 ο進(jìn)入第三換熱器12與第二冷媒進(jìn)行換熱后，海水溫度降低從出口 η流出。與海水換熱后溫度升高的第二冷媒從出口 m流出后通過第二電動三通閥14返回到第二換熱器8，完成第二冷媒與海水的換熱。雖然本回路也是將換熱后溫度降低的海水排入海洋，但是由于本專利發(fā)明采用二級冷媒冷卻的方法，海水與第二冷媒的溫差不大，因此單位流量海水中攜帶的冷能少，較常規(guī)LNG動力船舶中LNG汽化過程對海洋環(huán)境的破壞小，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
[0020]本發(fā)明的主要功能是將LNG汽化過程與船舶空調(diào)系統(tǒng)供冷供熱需求進(jìn)行有機(jī)整合，利用LNG汽化時釋放的大量冷能，作為船舶空調(diào)系統(tǒng)的冷源，并且將汽化后的LNG進(jìn)入船舶主機(jī)動力系統(tǒng)燃燒后產(chǎn)生的大量余熱進(jìn)行回收，以滿足空調(diào)用戶端冬季供暖需求，以達(dá)到能源利用效率的最優(yōu)化。本發(fā)明不但解決了常規(guī)LNG動力船舶運(yùn)行時LNG汽化時直接與海水換熱造成大量冷能的浪費(fèi)且污染海洋環(huán)境的問題，同時通過有效余熱回收，解決船舶空調(diào)制冷/制熱需求，突破LNG汽化量與空調(diào)蓄冷量不匹配，LNG汽化時間與用冷時間不同步的技術(shù)瓶頸，提出了一種低能耗、低排放和高能效的LNG動力船舶空調(diào)系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的一種LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)構(gòu)造示意圖。
[0022]圖中:1.LNG儲液罐，2.第一電控閥，3.第一換熱器，4.第二電控閥，5.船舶主機(jī)動力系統(tǒng)，6.第一冷媒儲存罐，7.第一冷媒泵，8.第二換熱器，9.閥門，10.第二冷媒儲存罐，11.第二冷媒泵，12.第三換熱器，13.第一電動三通閥，14.第二電動三通閥，15.第三電控閥，16.循環(huán)泵，17.熱水盤管，18.蓄冷蓄熱裝置，19.冷媒盤管，20.冷水盤管。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]如圖1所示，一種LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，由LNG汽化回路，冰蓄冷循環(huán)回路，熱回收回路以及海水回路構(gòu)成。其中所述LNG汽化回路依次由LNG儲液罐1、第一電控閥2，第一換熱器3的進(jìn)口 b、出口 a，第二電控閥4，船舶主機(jī)動力系統(tǒng)5通過管連接構(gòu)成；所述冰蓄冷循環(huán)回路，依次由第一換熱器3出口 C，第一冷媒儲存罐6，第一冷媒泵7，第二換熱器8的進(jìn)口 f、出口 e，閥門9通過管連接第一換熱器3進(jìn)口 d構(gòu)成第一冷媒循環(huán)；依次由第二換熱器8出口 g，第二冷媒儲存罐10，第二冷媒泵11，第一電動三通閥13，設(shè)置在蓄冷蓄熱裝置18中的冷媒盤管19，第二電動三通閥14通過管連接第二換熱器8進(jìn)口 h構(gòu)成第二冷媒循環(huán)；設(shè)置在蓄冷蓄熱裝置18中的冷水盤管20中的水與冷媒盤管19中的第二冷媒通過介質(zhì)換熱后利用管道與船舶艙室連接構(gòu)成冰蓄冷循環(huán)回路；所述熱回收回路依次由船舶主機(jī)動力系統(tǒng)5，第三電控閥15，循環(huán)泵16以及設(shè)置在蓄冷蓄熱裝置18中的熱水盤管17通過管連接構(gòu)成；所述海水回路依次由第一電動三通閥13，第三換熱器12的進(jìn)口 p、出口 m以及第三電動三通閥14通過管連接構(gòu)成。
[0025]上述所述的蓄冷蓄熱裝置18還連接有若干空調(diào)用戶。所述的第三換熱器12還設(shè)置有海水進(jìn)口 ο和海水出口 η。
[0026]上述所述的第一冷媒為相變冷媒。所述的相變冷媒優(yōu)選為Rl34a或R404a中的任一種。
[0027]上述所述的第二冷媒為無相變冷媒，如鹽水溶液或乙二醇水溶液。所述的無相變冷媒優(yōu)選為鹽水溶液或乙二醇水溶液中的任一種。
[0028]工作過程:
[0029]LNG汽化回路:LNG儲液罐I里的天然氣輸出管道經(jīng)過第一電控閥2，通過第一換熱器3的進(jìn)口 b進(jìn)入第一換熱器3與第一冷媒進(jìn)行換熱，然后通過第一換熱器3的出口 c以及第二電控閥4進(jìn)入船舶主機(jī)動力系統(tǒng)5燃燒為船舶運(yùn)行提供動力支持。
[0030]冰蓄冷循環(huán)回路:第一冷媒在第一換熱器3中與LNG換熱溫度降低后通過第一冷媒儲存罐6以及第一冷媒泵7后通過第二熱交換器8的進(jìn)口 f進(jìn)入第二換熱器8與第二冷媒換熱，溫度升高后第一冷媒通過第二換熱器8的出口 g以及閥門9由第一換熱器3的進(jìn)口 d進(jìn)入第一換熱器3與LNG換熱，完成第一冷媒的循環(huán)。第二冷媒與第一冷媒在第二換熱器8中換熱溫度降低后通過第二換熱器8的出口 e經(jīng)過第二冷媒儲存罐10、第二冷媒泵11以及第一電動三通閥13進(jìn)入蓄冷蓄熱裝置18中的冷媒盤管19，與蓄冷蓄熱裝置18中的冷水盤管20中的水換熱后第二冷媒溫度升高，經(jīng)過第二電動三通閥14由第二換熱器8的進(jìn)口 h返回第二換熱器8與第一冷媒換熱，完成第二冷媒的循環(huán)。蓄冷蓄熱裝置8中冷水盤管20中的水與第二冷媒換熱吸收冷量冷凍成冰，完成LNG冷能的儲存并向船舶艙室輸送所需冷量，空調(diào)系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)入蓄冷蓄熱裝置18將冰塊中的冷量帶走，通過空調(diào)熱交換系統(tǒng)滿足船舶艙室供冷需求，蓄冷蓄熱裝置18中的冰融化成水，再接收第二冷媒傳遞的冷量，完成冰蓄冷循環(huán)回路。
[0031]熱回收回路:汽化后的LNG進(jìn)入船舶主機(jī)動力系統(tǒng)5燃燒做功后會產(chǎn)生大量余熱，主機(jī)冷卻水通過第三電控閥15，循環(huán)泵16以及蓄冷蓄熱裝置18中的熱水盤管17與蓄冷蓄熱裝置18中的蓄熱介質(zhì)進(jìn)行換熱冷卻后返回船舶主機(jī)動力系統(tǒng)5，蓄冷蓄熱裝置18中的蓄熱介質(zhì)與布置在其中的冷水盤管20中的水進(jìn)行換熱，由于吸收蓄冷蓄熱裝置18中蓄熱介質(zhì)的熱量，冷水盤管20中的水溫度升高后經(jīng)空調(diào)末端送至船舶艙室進(jìn)行換熱，實現(xiàn)冬季船舶艙室供暖需求。
[0032]海水回路:冬季船舶艙室不需要供冷時，第二冷媒與第一冷媒在第二換熱器8中換熱后溫度降低通過第二換熱器8的出口 g經(jīng)過第二冷媒儲存罐10和第二冷媒泵11，通過第一電動三通閥13的另一個出口進(jìn)入第三換熱器12，海水從進(jìn)口 ο進(jìn)入第三換熱器12與第二冷媒進(jìn)行換熱后，海水溫度降低從出口 η流出。與海水換熱后溫度升高的第二冷媒從出口 m流出后通過第二電動三通閥14返回到第二換熱器8，完成第二冷媒與海水的換熱。雖然本回路也是將換熱后溫度降低的海水排入海洋，但是由于本發(fā)明專利采用二級冷媒冷卻的方法，海水與第二冷媒的溫差不大，因此單位流量海水中攜帶的冷能少，較常規(guī)LNG動力船舶中LNG汽化過程對海洋環(huán)境的破壞小，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
[0033]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方法，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:包括LNG汽化回路，冰蓄冷循環(huán)回路，熱回收回路以及海水回路；所述LNG汽化回路依次由LNG儲液罐⑴、第一電控閥(2)，第一換熱器(3)的進(jìn)口 b、出口 a，第二電控閥(4)，船舶主機(jī)動力系統(tǒng)(5)通過管連接構(gòu)成；所述冰蓄冷循環(huán)回路，依次由第一換熱器(3)的出口 C，第一冷媒儲存罐(6)，第一冷媒泵(7)，第二換熱器(8)的進(jìn)口 f、出口 e，閥門(9)通過管連接第一換熱器(3)進(jìn)口 d構(gòu)成第一冷媒循環(huán)；依次由第二換熱器(8)出口 g，第二冷媒儲存罐(10)，第二冷媒泵(11)，第一電動三通閥(13)，設(shè)置在蓄冷蓄熱裝置(18)中的冷媒盤管(19)，第二電動三通閥(14)通過管連接第二換熱器(8)進(jìn)口 h構(gòu)成第二冷媒循環(huán)；設(shè)置在蓄冷蓄熱裝置(18)中的冷水盤管(20)中的水與冷媒盤管(19)中的第二冷媒通過介質(zhì)換熱后利用管道與船舶艙室連接構(gòu)成冰蓄冷循環(huán)回路；所述熱回收回路依次由船舶主機(jī)動力系統(tǒng)(5)，第三電控閥(15)，循環(huán)泵(16)以及設(shè)置在蓄冷蓄熱裝置(18)中的熱水盤管(17)通過管連接構(gòu)成；所述海水回路依次由第一電動三通閥(13)，第三換熱器(12)的進(jìn)口 P、出口 m以及第三電動三通閥(14)通過管連接構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的蓄冷蓄熱裝置(18)還連接有若干空調(diào)用戶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的第三換熱器(12)還設(shè)置有海水進(jìn)口 ο和海水出口 η。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一冷媒為相變冷媒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的相變冷媒優(yōu)選為R134a或R404a中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的第二冷媒為無相變冷媒，如鹽水溶液或乙二醇水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的無相變冷媒優(yōu)選為鹽水溶液或乙二醇水溶液中的任一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LNG動力船空調(diào)制冷/供熱系統(tǒng)，包括LNG汽化回路，冰蓄冷循環(huán)回路，熱回收回路以及海水回路。夏季時，利用兩級冷媒冷能傳遞的方式，將LNG動力船舶運(yùn)行時LNG汽化產(chǎn)生的冷能回收并儲存在蓄冷蓄熱裝置中，作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源，滿足船舶艙室供冷需求；冬季時，將汽化后的LNG進(jìn)入船舶主機(jī)動力系統(tǒng)燃燒后產(chǎn)生的大量余熱回收利用，作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源，滿足船舶艙室供暖需求。本發(fā)明利用LNG汽化時產(chǎn)生的冷量及燃燒時釋放的熱量作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，不僅解決了船舶艙室的冷熱需求，節(jié)省了船舶空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)組的大量投資，同時也解決了LNG汽化量和用冷/熱量不匹配，汽化時間與用冷/熱時間不同步的技術(shù)瓶頸。
【IPC分類】F24F5-00, F24F13-30
【公開號】CN104748280
【申請?zhí)枴緾N201510172634
【發(fā)明人】趙忠超, 賈丹丹, 張霄, 胡浩, 周根明
【申請人】江蘇科技大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月13日