本发明属于液化天然气冷能利用技术领域，具体涉及一种利用液化天然气冷能的制冷系统。
背景技术：
随着天然气行业的迅猛发展，LNG(液化天然气)在分布式能源系统中经常被作为燃料使用，而天然气一般是以气态的形式被利用，但是液化天然气更便于运输和储存。液化天然气一般需要经过气化处理后以CNG(压缩天然气)的形式被利用，在气化的过程中会产生大量的冷能，但目前对于LNG在气化过程中产生的大量冷能基本不利用。传统LNG应用方法中，一般直接使用空气、蒸汽或电等介质进行气化，气化后的LNG形成CNG后输送到下游工艺中被使用，LNG冷能基本上得不到良好的应用。然而，LNG在气化过程中产生的冷能的经济价值是不容忽视的。但是，进行LNG换热的时候，对换热器的要求也非常高，需要考虑低温和高压对换热器的影响和造价因素等。
因此，需要一种技术来充分利用液化天然气的冷能，以达到节能降耗的目标，并从冷能利用的角度上提高整体工艺的能源利用效率而又可以降低生产成本。
技术实现要素：
基于上述问题，本发明的目的是提供一种利用液化天然气冷能的制冷系统系统，不但能够充分利用液化天然气气化过程中产生的冷能，还能够降低换热设备的成本。
本发明提供一种利用液化天然气冷能的制冷系统，其包括一级间接式换热器、二级间接式换热器、进风管路、风机和混风装置，其中，所述进风管路的进口与风机相连，所述进风管路的出口分别与一级间接式换热器的空气进口、二级间接式换热器的空气进口和混风装置的进口相连，所述一级间接式换热器的燃气进口接收液化天然气，所述一级间接式换热器的燃气出口与二级间接式换热器的燃气进口，所述二级间接式换热器的燃气出口用于输出压缩天然气，所述混风装置的进口还与所述一级间接式换热器的空气出口和二级间接式换热器的空气出口相连，所述混风装置的出口输出降温的空气；其中，当所述液化天然气进入所述一级间接式换热器后与其内部的空气换热而升温，并在转变为压缩天然气后再进入所述二级间接式换热器。
优选地，还包括能够接收液化天然气而输出压缩天然气的两个燃气输送管路，一个所述一级间接式换热器和一个所述二级间接式换热器以串联方式设于一个燃气输送管路中，另一个所述一级间接式换热器和另一个所述二级间接式换热器以串联方式设于另一个燃气输送管路中，且在各所述燃气输送管路上均设有位于所述一级间接式换热器的上游的第一开关阀。
优选地，还包括与两条所述燃气输送管路同时相连的且带有第二开关阀的第一衔接管路，用以将一个所述一级间接式换热器的燃气进口和另一个所述一级间接式换热器的燃气进口连通。
优选地，还包括与两条所述燃气输送管路同时相连的且带有第三开关阀的第二衔接管路，用以将一个所述一级间接式换热器的燃气出口和另一个所述一级间接式换热器的燃气出口连通。
优选地，还包括与两条所述燃气输送管路同时相连的且带有第四开关阀的第三衔接管路，用以将一个所述二级间接式换热器的燃气出口和另一个所述二级间接式换热器的燃气出口连通。
优选地，在所述燃气输送管路上还设有位于所述第一开关阀上游的输送泵。
优选地，还包括在所述燃气输送管路上设有位于所述输送泵上游的第五开关阀。
优选地，两条所述燃气输送管路的进口均与LNG储罐相连,两条所述燃气输送管路的出口相交而形成一个出口。
优选地，在所述进风管路上、所述混风装置与所述一级间接式换热器之间以及所述混风装置与所述二级间接式换热器之间均设有流量调节阀。
优选地，还包括与所述一级间接式换热器和/或所述二级间接式换热器相连且能起到保护作用的EAG加热器。
根据本发明的利用液化天然气冷能的制冷系统，通过一级和二级间接式换热器来充分利用液化天然气气化的过程中产生的冷能，在两个换热器中使用空气作为载冷剂，并将低温和常温的空气在混风装置中混合到指定温度，再输送到建筑系统，将冷能应用到建筑空调系统中进行制冷，起到了节能降耗的效果。同时，在利用液化天然气冷能的过程中还实现冷能的梯级回收。首先回收液化天然气的冷能，其次回收压缩天然气的冷能；梯级式的利用液化天然气的冷能，将空气与液化天然气的换热过程和空气与压缩天然气的换热过程分离开。这使得一级间接式换热器只需要充分考虑液化天然气的低温对设备的影响，确保设备可以低温的状态下工作即可，降低了设备的制作成本；而二级间接式换热器只需要考虑压缩天然气的高压对设备的影响，确保设备可以在耐高压即可，不需要再考虑低温对设备的影响。因此，相较于现有技术中在进行液化天然气换热的时候，既要能够耐低温又要能够耐高压的换热器，明显地降低了设备的制作成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1显示了根据本发明实施例的利用液化天然气冷能的制冷系统的结构示意图。
附图标记说明：1、一级间接式换热器；2、二级间接式换热器；3、进风管路；4、风机；5、混风装置；6、燃气输送管路；7、第一衔接管路；8、第二衔接管路；9、第三衔接管路；10、输送泵；11、LNG储罐；12、EAG加热器；21、第一开关阀；22、第二开关阀；23、第三开关阀；24、第四开关阀；25、第五开关阀；26、流量调节阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1显示了根据本发明实施例的利用液化天然气冷能的制冷系统的结构示意图，如图1所示，该制冷系统包括一级间接式换热器1、二级间接式换热器2、进风管路3、风机4和混风装置5。其中，进风管路3的进口与风机4相连，进风管路3的出口分别与一级间接式换热器1的空气进口、二级间接式换热器2的空气进口和混风装置5的进口相连，一级间接式换热器1的燃气进口接收液化天然气，一级间接式换热器1的燃气出口与二级间接式换热器2的燃气进口，二级间接式换热器2的燃气出口用于输出压缩天然气，混风装置5的进口还与一级间接式换热器1的空气出口和二级间接式换热器2的空气出口相连，混风装置5的出口输出降温的空气。所谓的间接式换热器指换热过程中天然气和空气始终不直接接触的换热器。
当液化天然气进入一级间接式换热器1后与其内部的空气换热而升温，并在转变为压缩天然气后进入二级间接式换热器2，而被降温的空气被送入混风装置5中；二级间接式换热器2中温度较低的压缩天然气再次与其内部的空气换热而升温，升温后的压缩天然气被输送到下游工艺系统中使用，而被降温的空气被送入混风装置5中。由于一级间接式换热器1和二级间接式换热驱动空气出口输送到混风装置5中的空气温度较低，一般液化天然气换热的空气输出后的温度在-50℃左右、与压缩天然气换热空气输出后的温度在-10℃左右。因此，在混风装置5内与液化天然气和压缩天然气换热后的空气需要与进风管路3中温度较高的空气按一定比例混合，以满足建筑用空调送风温度的标准。另外，为了更好地控制单位时间内输送到混风装置5中的冷空气和热空气的量，在进风管路3上、混风装置5与一级间接式换热器1之间以及混风装置5与二级间接式换热器2之间均设有流量调节阀26。通过流量调节阀26来控制冷热空气的流量，就能够简单而准确地调节混风装置5中输出的空气的温度。
根据本发明的利用液化天然气冷能的制冷系统，通过一级和二级间接式换热器(1，2)能够充分利用液化天然气气化的过程中产生的冷能，在两个换热器中使用空气作为载冷剂，将低温和常温的空气在混风装置5中混合到指定温度，再输送到建筑系统，将冷能应用到建筑空调系统中进行制冷，起到了节能降耗的效果。同时，在利用液化天然气冷能的过程中还实现冷能的梯级回收。首先回收液化天然气的冷能，其次回收压缩天然气的冷能；梯级式的利用液化天然气的冷能，将空气与液化天然气的换热过程和空气与压缩天然气的换热过程分离开。这使得一级间接式换热器1只需要充分考虑液化天然气的低温对设备的影响，确保设备可以低温的状态下工作即可，降低了设备的制作成本；而二级间接式换热器2只需要考虑压缩天然气的高压对设备的影响，确保设备可以在耐高压即可，不需要再考虑低温对设备的影响。因此，相较于现有技术中在进行液化天然气换热的时候，既要能够耐低温又要能够耐高压的换热器，明显地降低了设备的制作成本。
在本实施例中还包括能够接收液化天然气而输出压缩天然气的两条燃气输送管路6，一个一级间接式换热器1和一个二级间接式换热器2以串联方式设于一条燃气输送管路6中，另一个一级间接式换热器1和另一个二级间接式换热器2以串联方式设于另一条燃气输送管路6中，且在各条燃气输送管路6上均设有位于一级间接式换热器1的上游的第一开关阀21。两条燃气输送管路6互为备用，且两条燃气输送管路6的工作原理完全相同。当一条燃气管路上的一级或二级间接式换热器(1，2)需要检修或出现故障时，即可启用另一条燃气输送管理进行工作，具体选择哪一条燃气输送管理可通过第一开关阀21来进行控制。通过这样的设置，即使某个设备出现故障，该制冷系统也能够持续不断地工作，提高了制冷系统的工作效率和实用性。
两条燃气输送管路6的进口均与LNG储罐11相连,两条燃气输送管路6的出口相交而形成一个出口。LNG储罐11能够持续而稳定地向制冷系统中供应具有一定压力的液态天然气，而LNG储罐11中的液化天然气可以由液化天然气罐车提供或是液化天然气工厂利用管道直接提供。且无论天然气从哪一条燃气管路中通过，都最终汇集到一个出口中，通过该出口输送到下游的工艺设备中使用。
在本实施例中，还包括与两条燃气输送管路6同时相连的且带有第二开关阀22的第一衔接管路7，用以将一个一级间接式换热器1的燃气进口和另一个一级间接式换热器1的燃气进口连通。优选地，还包括与两条燃气输送管路6同时相连的且带有第三开关阀23的第二衔接管路8，用以将一个一级间接式换热器1的燃气出口和另一个一级间接式换热器1的燃气出口连通。另外第二衔接管路8也将一个二级间接式换热器2的燃气进口和另一个二级间接式换热器2的燃气进口连通。更优选地，还包括与两条燃气输送管路6同时相连的且带有第四开关阀24的第三衔接管路9，用以将一个二级间接式换热器2的燃气出口和另一个二级间接式换热器2的燃气出口连通。第一、第二和第三衔接管路(7，8，9)在提供两条燃气输送管路6的基础上，进一步增加了两条燃气输送管路6上的一级和二级间接式换热器(1，2)之间的连接，使得位于不同的燃气输送管路6上的一级间接式换热器1和二级间接式换热器2也能够实现相连通，进一步增加了本制冷系统的实用性。
在本实施例中，在各条燃气输送管路6上都设有位于第一开关阀21上游的输送泵10，输送泵10的燃气出口与一级间接式换热器1的燃气进口相连。输送泵10的作用主要是将为了便于液态天然气的输送，将液化天然气储罐中的液化天然气加压后再输送到一级间接式换热器1中。另外，为了更好地控制输送泵10的工作状态，在燃气输送管路6上还设有位于输送泵10上游的第五开关阀25。通过第五开关阀25来控制液态天然气是否通过该条燃气输送管路6的输送泵10，可以选择一条燃气输送管路6上的输送泵10进行工作，且由于具有第一衔接管路7，也可以两个输送泵10同时工作，然后将液态天然气输送到一个一级间接式换热器1中。
为了进一步保障制冷系统的安全，还包括与一级间接式换热器1和/或二级间接式换热器2相连且能起到保护作用的EAG加热器12。由于液化天然气和压缩天然气的温度都较低，对人体会造成低温灼伤，同时天然气与空气可以形成爆炸性混合物。因此设置一台EAG加热器12，使得进行放散的天然气先通过该EAG加热器12，高点放散后容易扩散，从而不易形成爆炸性混合物。其中，所述EAG加热器12为本领域的常规产品。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。