一种液化天然气汽车的制冷空调系统的制作方法

本发明涉及制冷空调系统，特别涉及一种液化天然气(lng)汽车的制冷空调系统，属于空调制冷技术领域。

背景技术：

目前汽车上使用的制冷空调系统通常为压缩蒸气式制冷系统，空调系统制冷时，冷媒蒸气在空调压缩机里被压缩，压力和温度升高而变成高温高压的气节蒸气。高温高压的冷媒蒸气在冷凝器里被冷却，温度降低从而变成液态的冷媒，液态的冷媒经膨胀阀进入蒸发器蒸发变成蒸气，吸收热量从而制冷。在制冷过程中，空调压缩机要不停地对冷媒蒸气进行压缩，从而消耗发动机的能量，增加汽车的油耗。

液化天然气车可采用液化天然气气化吸热的方法来进行制冷，即当发动机工作时，液化天然气要先经过气化器吸收热量从而变成气态的天然气供发动机燃烧，利用液化天然气气化时吸收热量可以制冷。这种制冷方式不用消耗发动机的能量，但是也有很明显的缺点，制冷量与发动机的负荷有关，当发动机低负荷运行时，消耗的液化天然气少，这时空调的制冷量小，不能满足制冷的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有空调系统的不足，提出一种结合压缩蒸气制冷和利用液化天然气蒸发吸热制冷的汽车空调系统，该系统既能克服压缩蒸气制冷方式能量消耗大的缺点，又能克服液化天然气蒸发制冷时制冷量受发动机负荷影响的缺点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种液化天然气汽车的制冷空调系统，包括压缩机、冷凝器、换热器、温度传感器、压力传感器、膨胀阀、蒸发器和控制系统；所述换热器与冷凝器、液化天然气管路连接，所述温度传感器、压力传感器与换热器连接，所述控制系统与压缩机、温度传感器、压力传感器、膨胀阀连接，所述膨胀阀与蒸发器连接。

更进一步地，所述温度传感器、压力传感器、膨胀阀均连接于换热器和蒸发器之间的管路上，且温度传感器、压力传感器、膨胀阀均与控制系统相连。

更进一步地，当空调制冷时，温度传感器和压力传感器测量冷媒的温度和压力，控制系统根据温度传感器测量的冷媒温度t和压力传感器测量的冷媒压力p判断冷媒是否液化。

更进一步地，如果在冷媒温度t下的冷媒压力p高于液化压力，控制系统调低可调排气压力的压缩机的出口压力，反之，调高可调排气压力的压缩机的出口压力，使冷媒液化。

更进一步地，液化的冷媒通过膨胀阀进入蒸发器蒸发吸热从而进行制冷，控制系统调节膨胀阀的开度从而控制制冷量。

本发明具有如下有益效果：

本发明结合了压缩蒸气制冷方式和利用液化天然气蒸发吸热制冷方式的优点，具有制冷量受发动机负荷影响小，节能的优点。该系统既能克服压缩蒸气制冷方式能量消耗大的缺点，又能克服液化天然气蒸发制冷时制冷量受发动机负荷影响的缺点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标记：1-压缩机；2-冷凝器；3-换热器；4-温度传感器；5-压力传感器；6-膨胀阀；7-蒸发器；8-控制系统。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做更进一步的解释。

本发明提供一种用于液化天然气(lng)汽车的制冷空调系统，如图1所示，该系统包括可调排气压力的压缩机1、冷凝器2、换热器3、温度传感器4、压力传感器5、膨胀阀6、蒸发器7和控制系统8。换热器3与冷凝器2连接，换热器3与液化天然气管路连接，温度传感器4、压力传感器5与换热器3连接，控制系统8与压缩机1、温度传感器4、压力传感器5、膨胀阀6连接。当车辆行驶时，液化天然气在换热器3里蒸发气化，降低从冷凝器2里出来的冷媒的温度，从而降低冷媒的液化压力，因此降低压缩机的出口压力，进而降低空调压缩机的功率消耗，达到车辆节油的功能。

当空调制冷时，冷媒蒸气在可调排气压力的压缩机1里被压缩，压力和温度升高而变成高温高压的蒸气。高温高压的冷媒蒸气在冷凝器2里被冷却，然后再进入换热器3，液化天然气在换热器3里吸收冷媒的热量气化，冷媒的温度进一步降低。这时温度传感器4和压力传感器5测量冷媒的温度和压力，控制系统8通过此时冷媒的温度和压力判断此时的冷媒是否液化。如果在此温度下冷媒的压力高于液化压力，控制系统8将调低可调排气压力的压缩机1的出口压力，反之则调高可调排气压力的压缩机1的出口压力，使冷媒液化。

液化的冷媒通过膨胀阀6进入蒸发器7蒸发吸热从而进行制冷，控制系统8调节膨胀阀6的开度从而控制制冷量。蒸发后的冷媒蒸气进入可调排气压力的压缩机1重新被压缩。

本发明与常规的压缩蒸气制冷方式相比具有节能的优点，其原理是这样的，常用的冷媒，例如r134a的液化温度与压力是相关的，当温度是40℃时，r134a在1016千帕的压力下才能液化，而当温度是0℃时，只需要293千帕的压力就能使它液化。当环境温度是35℃，冷凝器能将冷媒冷却到40℃时，普通压缩蒸气制冷的空调压缩机的出口压力至少要1016千帕，而在本发明中，冷媒不但被冷凝器冷却到40℃，还将在换热器里继续被液化天然气冷却，假如被冷却到0℃，那么空调压缩机的出口压力只需大于300千帕即可。即使不能将冷媒冷却到0℃，由于液化天然气的冷却，本发明的冷媒温度也会低于普通空调的冷媒温度，冷媒液化时需要的压力也会低于普通空调的压力，压缩机的出口压力低于普通空调的出口压力，从而降低压缩机的功耗，节约能源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种液化天然气汽车的制冷空调系统，包括压缩机、冷凝器、换热器、温度传感器、压力传感器、膨胀阀、蒸发器和控制系统；所述换热器与冷凝器、液化天然气管路连接，所述温度传感器、压力传感器与换热器连接，所述控制系统与压缩机、温度传感器、压力传感器、膨胀阀连接，所述膨胀阀与蒸发器连接。本发明结合了压缩蒸气制冷方式和利用液化天然气蒸发吸热制冷方式的优点，具有制冷量受发动机负荷影响小，节能的优点。该系统既能克服压缩蒸气制冷方式能量消耗大的缺点，又能克服液化天然气蒸发制冷时制冷量受发动机负荷影响的缺点。

技术研发人员：徐波
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：2019.03.19
技术公布日：2019.05.21