专利名称：一种利用lng冷能的低温送风空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LNG冷能利用技术，尤其涉及一种利用LNG冷能的低温送风空调系统。
背景技术：
目前我国能源结构中天然气所占的比重日益增加，在东部沿海地区已建成或在建多个液化天然气(LNG)接收站。在进入用户管网过程中，LNG需要气化为天然气，气化过程中会释放出大量的冷量。通常做法用海水与LNG换热，使其气化，这种做法既白白地浪费了大量的冷量，又会对海洋生态造成污染。因此考虑用干燥的空气来加热LNG，而降温后的低温空气又可以用于区域性集中供冷，这对节能具有重要的意义。此外，由于液化天然气接收站多处于偏远的海边，而海边空气新鲜，因此取用该地区空气处理后送入市区供冷，可大大改善室内空气质量。·低温送风系统是送风温度为4 10°C的空调系统，比常温空调系统的送风温度(12 16°C)低。相对于常规空调系统而言，低温送风系统具有以下优点I)降低系统设备费用减少系统设备费用一直是推动低温送风应用的一个重要因素。较低的送风温度和较大的供回水温差减少了所要求的送风量和供水量，降低了空调机组、风机和水泵以及风管和水管的投资，从而降低了系统设备的费用，一般低温送风系统的设备费用可降低约10%。2)降低建筑投资费用较小的风管和水管可以降低楼层高度的要求，使建筑结构、围护结构及其他一些建筑系统的费用得到节省，同时在一些建筑物改造中有更多的选择方案。3)提高房间的热舒适性因供水温度低，低温送风系统除湿量大，因此能维持较低的相对湿度，提高了热舒适性。实验研究表明在较低的湿度下，受试者感觉更为凉快和舒适，空气品质更可接受。4)降低运行费用低温送风系统由于送风量和供水量的减少，可以有效的减少风机和水泵能耗，从而降低运行费用，一般低温送风系统的风机和水泵的能耗可降低约30%。现有的LNG冷能利用技术还有改进的余地，例如CN00128935. 7提出一种液化天然气气化时冷量的利用方法，该方法采用液化天然气与空调回水换热来提供房间所需冷量，但是未考虑到液化天然气温度很低，直接换热会导致水结冰而堵塞管路，其可行性有待进一步的研究。没有考虑到液化天然气接收站多处于偏远的沿海地区，为向城市供冷而采取的长距离供水能耗仍然很高，因而只能在液化天然气气化站附近使用。CN200610123663. 8提出一种以冷媒为介质的液化天然气冷量利用方法及其装置，
采用甲烷、丙烷、乙烯、丙烯、二氯甲烷等易燃易爆且破坏臭氧层的物质，容易埋下安全隐患，应当谨慎使用。CN200720007870. 7提出一种LNG冷能梯级、集成利用系统，该系统过于复杂，很难进行控制，由气化站输送至冷水空调公司，长距离供水冷量损失很大，并且未能指出具体的使用措施。CN201110242169. 4提出一种液化天然气用于制冰的方法，该方法只限于制冰，用
途不广，可投资性较差。因此，有必要设计一种新型LNG冷能利用系统，以提升LNG冷能的利用效率。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，将空气增压后与LNG进行换热，然后输送至用户端进行区域供冷，能够有效利用LNG气化时的冷量，整个 系统简单，管道铺设方便，采用单程铺设，可节省建筑成本。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案，一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，包括有换热管路与空气处理机构，空气处理机构的进风口伸出室外，其出风口位于室内，室外空气通过该空气处理机构进入室内，换热管路从LNG储罐接出，并与空气处理机构连通后接入供气管网，换热管路中的LNG气化吸热，使空气处理机构中的空气降温，降温后的空气通入室内供冷。空气处理机构包括有预处理段、换热段、输送段、降压降温段和送风段，换热管路与换热段及预处理段连通后接入供气管网，换热管路与换热段及预处理段相连，为换热段和预处理段的运行提供冷能，进风口设置于预处理段，出风口设置于送风段，室外空气从进风口通入预处理段进行减湿、过滤，再通入换热段进行降温，然后经输送段、降压降温段进入送风段，降温后的空气从出风口送入室内。预处理段设有减湿器与过滤器，室外空气通过进风口进通入减湿器中，减湿器对空气中的水蒸气进行冷凝减湿处理，换热管路通入减湿器中，为冷凝减湿处理提供冷能，冷凝减湿处理后的空气进入过滤器中，过滤盐分、杂质以及剩余的水蒸气；换热段设有换热器，换热管路通入该换热器中，在预处理段经过减湿、过滤处理后的空气进入换热器中，换热管路中的LNG吸热气化为NG，使换热器中的空气降温；输送段设有高压输送管路，在换热段降温后的空气通过高压输送管路输送至降压降温段；降压降温段设有膨胀机，空气从输送段进入膨胀机中膨胀，从而降压降温；送风段设置有一组温湿度处理装置，温湿度处理装置与空调回风管路及供水管路连通，从降压降温段进入温湿度处理装置的空气与空调回风混合，再经过供水管路喷水加湿后送入房间供冷。减湿器由翅片管式换热器充任；过滤器中具有内含分子筛和吸水性物质的滤芯；预处理段还设有一组压缩机，经过滤器过滤处理后的空气进入压缩机中进行压缩处理，以增加空气压力；压缩机的出口端设有缓冲箱，以缓解压缩后的空气对换热段的冲击。换热器为风冷式换热器或交叉换热器或板式换热器。高压输送管路采用地下埋管形式，外裹保温层，以降低热损失，并且该高压输送管路设有压力调节阀。[0030]膨胀机连接有电动机，带动电动机运转发电，并且该膨胀机设有膨胀调压阀。LNG储罐还连接有直供管路，直供管路中设有气化器，LNG储罐中的LNG在气化器中气化为NG后进入供气管网。本实用新型的优点在于，I.直接取海边的空气干燥降温后来为城市建筑物供冷，和市政供暖一样，取用方便；其次，海边洁净的空气为建筑物提供健康清新的新风，可提高建筑物的空气质量水平；在送风末端时可以考虑采用温湿独立控制系统，这样必将更加节能；最后，该系统的低温送风特性可以与新型低温送风技术相结合，这样将大大减小末端送风管道系统的尺寸，降低初投资。2.压缩机压缩空气比直接泵送水耗能约30% 40%，但是通过膨胀机可回收压缩空气20% 30%的压缩功，装换为电能后，可用于驱动送风末端的风机运转。 3.压缩空气只铺单程管路，铺设管路的费用大大减少，初投资少；由于输送干燥的空气，不用担心长时间使用管道的腐蚀问题，维护费用大为降低。
图I是本实用新型提出的利用LNG冷能的低温送风空调系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。如图I所示，本实用新型提出的低温送风空调系统包括有换热管路与空气处理机构，空气处理机构的进风口伸出室外，其出风口位于室内，室外空气通过该空气处理机构进入室内，换热管路从LNG储罐接出，并与空气处理机构连通后接入供气管网，换热管路中的LNG气化吸热，使空气处理机构中的空气降温，降温后的空气通入室内供冷。具体地，空气处理机构包括有预处理段、换热段、输送段、降压降温段和送风段，换热管路与换热段及预处理段连通后接入供气管网，换热管路与换热段及预处理段相连，为换热段和预处理段的运行提供冷能，进风口设置于预处理段，出风口设置于送风段，室外空气从进风口通入预处理段进行减湿、过滤，再通入换热段进行降温，然后经输送段、降压降温段进入送风段，降温后的空气从出风口送入室内。图I中，预处理段设有减湿器与过滤器，室外空气通过进风口进通入减湿器中，减湿器对空气中的水蒸气进行冷凝减湿处理，换热管路通入减湿器中，为冷凝减湿处理提供冷能，冷凝减湿处理后的空气进入过滤器中，过滤盐分、杂质以及剩余的水蒸气；换热段设有换热器，换热管路通入该换热器中，在预处理段经过减湿、过滤处理后的空气进入换热器中，换热管路中的LNG吸热气化为NG，使换热器中的空气降温；输送段设有高压输送管路，在换热段降温后的空气通过高压输送管路输送至降压降温段；降压降温段设有膨胀机，空气从输送段进入膨胀机中膨胀，从而降压降温；送风段设置有一组温湿度处理装置，温湿度处理装置与空调回风管路及供水管路连通，从降压降温段进入温湿度处理装置的空气与空调回风混合，再经过供水管路喷水加湿后送入房间供冷。减湿器由翅片管式换热器充任；过滤器中具有内含分子筛和吸水性物质的滤芯；预处理段还设有一组压缩机，经过滤器过滤处理后的空气进入压缩机中进行压缩处理，以增加空气压力；压缩机的出口端设有缓冲箱，以缓解压缩后的空气对换热段的冲击。换热器为风冷式换热器或交叉换热器或板式换热器。高压输送管路采用地下埋管形式，外裹保温层，以降低热损失，并且该高压输送管路设有压力调节阀。膨胀机连接有电动机，带动电动机运转发电，并且该膨胀机设有膨胀调压阀。LNG储罐还连接有直供管路，直供管路中设有气化器，LNG储罐中的LNG在气化器中气化为NG后进入供气管网。 实施例 温度-162°C，压力为O. 4MPa的LNG从LNG储罐中出来，分为两路，一路直接通过气化器气化，并入供气管网，另一路进入空气处理机构与空气进行两次换热温度升高至15°C左右，并入供气管网；常压下温度为35°C，相对湿度为65%的空气进入减湿器，与温度为_40°C，压力为
O.5MPa的NG进行换热，NG的温度升高至15°C左右，空气的温度降为5°C左右，相对湿度降为10%左右，然后进入过滤器中，去除空气中的水分和盐分，再进入空气压缩机中增压至
O.6MPa，温度升高至150°C，进入缓冲箱；从缓冲箱出来的高温高压空气进入换热器，与温度_162°C，压力为O. 4MPa的LNG进行换热，LNG气化为温度为-40°C的NG，空气的温度降低为80°C ；从换热器出来的空气进入高压输送管路，该高压输送管路的长度为10 12km，空气经过高压输送管路后压力降低为O. 3MPa，温度下降为70°C ；高压输送管路中的空气进入膨胀机，经膨胀降压降温后，空气的压力降低为
O.IMPa，温度降低为0°C左右，膨胀机主轴带动发电机运转发电，回收50% 60%膨胀功，电能可供应风机运转使用，膨胀阀调节膨胀机前后的压力；从膨胀机出来的空气进入温湿度处理装置，首先与25°C的空调回风混合，然后由供水管路喷水加湿，温度升高为5°C，送入房间供冷。以每天气化1000吨LNG用于空调供冷，可以提供HOOOOkW · h/d的空调负荷，每天节电5万度，节省电费24000 Y/d，一年供冷天数按100天计，则每年可节约用电量为5百万度，节省电费240万，节能效果非常明显。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，包括有换热管路与空气处理机构，其特征在于，空气处理机构的进风口伸出室外，其出风口位于室内，室外空气通过该空气处理机构进入室内，换热管路从LNG储罐接出，并与空气处理机构连通后接入供气管网，换热管路中的LNG气化吸热，使空气处理机构中的空气降温，降温后的空气通入室内供冷。
2.根据权利要求I所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于，空气处理机构包括有预处理段、换热段、输送段、降压降温段和送风段，换热管路与换热段及预处理段连通后接入供气管网，换热管路与换热段及预处理段相连，为换热段和预处理段的运行提供冷能，进风口设置于预处理段，出风口设置于送风段，室外空气从进风口通入预处理段进行减湿、过滤，再通入换热段进行降温，然后经输送段、降压降温段进入送风段，降温后的空气从出风口送入室内。
3.根据权利要求2所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于， 预处理段设有减湿器与过滤器，室外空气通过进风口进通入减湿器中，减湿器对空气中的水蒸气进行冷凝减湿处理，换热管路通入减湿器中，为冷凝减湿处理提供冷能，冷凝减湿处理后的空气进入过滤器中，过滤盐分、杂质以及剩余的水蒸气； 换热段设有换热器，换热管路通入该换热器中，在预处理段经过减湿、过滤处理后的空气进入换热器中，换热管路中的LNG吸热气化为NG，使换热器中的空气降温； 输送段设有高压输送管路，在换热段降温后的空气通过高压输送管路输送至降压降温段； 降压降温段设有膨胀机，空气从输送段进入膨胀机中膨胀，从而降压降温； 送风段设置有一组温湿度处理装置，温湿度处理装置与空调回风管路及供水管路连通，从降压降温段进入温湿度处理装置的空气与空调回风混合，再经过供水管路喷水加湿后送入房间供冷。
4.根据权利要求3所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于，减湿器由翅片管式换热器充任；过滤器中具有内含分子筛和吸水性物质的滤芯；预处理段还设有一组压缩机，经过滤器过滤处理后的空气进入压缩机中进行压缩处理，以增加空气压力；压缩机的出口端设有缓冲箱，以缓解压缩后的空气对换热段的冲击。
5.根据权利要求3所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于，换热器为风冷式换热器或交叉换热器或板式换热器。
6.根据权利要求3所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于，高压输送管路采用地下埋管形式，外裹保温层，以降低热损失，并且该高压输送管路设有压力调节阀。
7.根据权利要求3所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于，膨胀机连接有电动机，带动电动机运转发电，并且该膨胀机设有膨胀调压阀。
8.根据权利要求I所述的一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，其特征在于，LNG储罐还连接有直供管路，直供管路中设有气化器，LNG储罐中的LNG在气化器中气化为NG后进入供气管网。
专利摘要本实用新型提出一种利用LNG冷能的低温送风空调系统，包括有换热管路与空气处理机构，空气处理机构的进风口伸出室外，其出风口位于室内，室外空气通过该空气处理机构进入室内，换热管路从LNG储罐接出，并与空气处理机构连通后接入供气管网，换热管路中的LNG气化吸热，使空气处理机构中的空气降温，降温后的空气通入室内供冷。从LNG储罐中出来的LNG分为两路，一路直接通过气化器气化，进入供气管网，另一路进入空气处理机构，与空气进行两次换热后通入供气管网。该系统直接取海边空气干燥降温后来为城市建筑物供冷，取用方便，洁净的空气为建筑物提供健康清新的新风，可提高建筑物的空气质量水平。
文档编号F24F5/00GK202747513SQ20122041371
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者杨阳, 李楠, 张海伟, 侯雪丹 申请人:上海海事大学