一个出口进入第三换热器12，海水从进口 ο进入第三换热器12与第二冷媒进行换热后，海水温度降低从出口 η流出。与海水换热后温度升高的第二冷媒从出口 m流出后通过第二电动三通阀14返回到第二换热器8，完成第二冷媒与海水的换热。虽然本回路也是将换热后温度降低的海水排入海洋，但是由于本专利发明采用二级冷媒冷却的方法，海水与第二冷媒的温差不大，因此单位流量海水中携带的冷能少，较常规LNG动力船舶中LNG汽化过程对海洋环境的破坏小，更为经济环保。
[0020]本发明的主要功能是将LNG汽化过程与船舶空调系统供冷供热需求进行有机整合，利用LNG汽化时释放的大量冷能，作为船舶空调系统的冷源，并且将汽化后的LNG进入船舶主机动力系统燃烧后产生的大量余热进行回收，以满足空调用户端冬季供暖需求，以达到能源利用效率的最优化。本发明不但解决了常规LNG动力船舶运行时LNG汽化时直接与海水换热造成大量冷能的浪费且污染海洋环境的问题，同时通过有效余热回收，解决船舶空调制冷/制热需求，突破LNG汽化量与空调蓄冷量不匹配，LNG汽化时间与用冷时间不同步的技术瓶颈，提出了一种低能耗、低排放和高能效的LNG动力船舶空调系统。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的一种LNG动力船空调制冷/供热系统构造示意图。
[0022]图中:1.LNG储液罐，2.第一电控阀，3.第一换热器，4.第二电控阀，5.船舶主机动力系统，6.第一冷媒储存罐，7.第一冷媒泵，8.第二换热器，9.阀门，10.第二冷媒储存罐，11.第二冷媒泵，12.第三换热器，13.第一电动三通阀，14.第二电动三通阀，15.第三电控阀，16.循环泵，17.热水盘管，18.蓄冷蓄热装置，19.冷媒盘管，20.冷水盘管。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0024]如图1所示，一种LNG动力船空调制冷/供热系统，由LNG汽化回路，冰蓄冷循环回路，热回收回路以及海水回路构成。其中所述LNG汽化回路依次由LNG储液罐1、第一电控阀2，第一换热器3的进口 b、出口 a，第二电控阀4，船舶主机动力系统5通过管连接构成；所述冰蓄冷循环回路，依次由第一换热器3出口 C，第一冷媒储存罐6，第一冷媒泵7，第二换热器8的进口 f、出口 e，阀门9通过管连接第一换热器3进口 d构成第一冷媒循环；依次由第二换热器8出口 g，第二冷媒储存罐10，第二冷媒泵11，第一电动三通阀13，设置在蓄冷蓄热装置18中的冷媒盘管19，第二电动三通阀14通过管连接第二换热器8进口 h构成第二冷媒循环；设置在蓄冷蓄热装置18中的冷水盘管20中的水与冷媒盘管19中的第二冷媒通过介质换热后利用管道与船舶舱室连接构成冰蓄冷循环回路；所述热回收回路依次由船舶主机动力系统5，第三电控阀15，循环泵16以及设置在蓄冷蓄热装置18中的热水盘管17通过管连接构成；所述海水回路依次由第一电动三通阀13，第三换热器12的进口 p、出口 m以及第三电动三通阀14通过管连接构成。
[0025]上述所述的蓄冷蓄热装置18还连接有若干空调用户。所述的第三换热器12还设置有海水进口 ο和海水出口 η。
[0026]上述所述的第一冷媒为相变冷媒。所述的相变冷媒优选为Rl34a或R404a中的任一种。
[0027]上述所述的第二冷媒为无相变冷媒，如盐水溶液或乙二醇水溶液。所述的无相变冷媒优选为盐水溶液或乙二醇水溶液中的任一种。
[0028]工作过程:
[0029]LNG汽化回路:LNG储液罐I里的天然气输出管道经过第一电控阀2，通过第一换热器3的进口 b进入第一换热器3与第一冷媒进行换热，然后通过第一换热器3的出口 c以及第二电控阀4进入船舶主机动力系统5燃烧为船舶运行提供动力支持。
[0030]冰蓄冷循环回路:第一冷媒在第一换热器3中与LNG换热温度降低后通过第一冷媒储存罐6以及第一冷媒泵7后通过第二热交换器8的进口 f进入第二换热器8与第二冷媒换热，温度升高后第一冷媒通过第二换热器8的出口 g以及阀门9由第一换热器3的进口 d进入第一换热器3与LNG换热，完成第一冷媒的循环。第二冷媒与第一冷媒在第二换热器8中换热温度降低后通过第二换热器8的出口 e经过第二冷媒储存罐10、第二冷媒泵11以及第一电动三通阀13进入蓄冷蓄热装置18中的冷媒盘管19，与蓄冷蓄热装置18中的冷水盘管20中的水换热后第二冷媒温度升高，经过第二电动三通阀14由第二换热器8的进口 h返回第二换热器8与第一冷媒换热，完成第二冷媒的循环。蓄冷蓄热装置8中冷水盘管20中的水与第二冷媒换热吸收冷量冷冻成冰，完成LNG冷能的储存并向船舶舱室输送所需冷量，空调系统中的载冷剂进入蓄冷蓄热装置18将冰块中的冷量带走，通过空调热交换系统满足船舶舱室供冷需求，蓄冷蓄热装置18中的冰融化成水，再接收第二冷媒传递的冷量，完成冰蓄冷循环回路。
[0031]热回收回路:汽化后的LNG进入船舶主机动力系统5燃烧做功后会产生大量余热，主机冷却水通过第三电控阀15，循环泵16以及蓄冷蓄热装置18中的热水盘管17与蓄冷蓄热装置18中的蓄热介质进行换热冷却后返回船舶主机动力系统5，蓄冷蓄热装置18中的蓄热介质与布置在其中的冷水盘管20中的水进行换热，由于吸收蓄冷蓄热装置18中蓄热介质的热量，冷水盘管20中的水温度升高后经空调末端送至船舶舱室进行换热，实现冬季船舶舱室供暖需求。
[0032]海水回路:冬季船舶舱室不需要供冷时，第二冷媒与第一冷媒在第二换热器8中换热后温度降低通过第二换热器8的出口 g经过第二冷媒储存罐10和第二冷媒泵11，通过第一电动三通阀13的另一个出口进入第三换热器12，海水从进口 ο进入第三换热器12与第二冷媒进行换热后，海水温度降低从出口 η流出。与海水换热后温度升高的第二冷媒从出口 m流出后通过第二电动三通阀14返回到第二换热器8，完成第二冷媒与海水的换热。虽然本回路也是将换热后温度降低的海水排入海洋，但是由于本发明专利采用二级冷媒冷却的方法，海水与第二冷媒的温差不大，因此单位流量海水中携带的冷能少，较常规LNG动力船舶中LNG汽化过程对海洋环境的破坏小，更为经济环保。
[0033]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方法，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围内。
【主权项】
1.一种LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:包括LNG汽化回路，冰蓄冷循环回路，热回收回路以及海水回路；所述LNG汽化回路依次由LNG储液罐⑴、第一电控阀(2)，第一换热器(3)的进口 b、出口 a，第二电控阀(4)，船舶主机动力系统(5)通过管连接构成；所述冰蓄冷循环回路，依次由第一换热器(3)的出口 C，第一冷媒储存罐(6)，第一冷媒泵(7)，第二换热器(8)的进口 f、出口 e，阀门(9)通过管连接第一换热器(3)进口 d构成第一冷媒循环；依次由第二换热器(8)出口 g，第二冷媒储存罐(10)，第二冷媒泵(11)，第一电动三通阀(13)，设置在蓄冷蓄热装置(18)中的冷媒盘管(19)，第二电动三通阀(14)通过管连接第二换热器(8)进口 h构成第二冷媒循环；设置在蓄冷蓄热装置(18)中的冷水盘管(20)中的水与冷媒盘管(19)中的第二冷媒通过介质换热后利用管道与船舶舱室连接构成冰蓄冷循环回路；所述热回收回路依次由船舶主机动力系统(5)，第三电控阀(15)，循环泵(16)以及设置在蓄冷蓄热装置(18)中的热水盘管(17)通过管连接构成；所述海水回路依次由第一电动三通阀(13)，第三换热器(12)的进口 P、出口 m以及第三电动三通阀(14)通过管连接构成。
2.根据权利要求1所述的LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:所述的蓄冷蓄热装置(18)还连接有若干空调用户。
3.根据权利要求1所述的LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:所述的第三换热器(12)还设置有海水进口 ο和海水出口 η。
4.根据权利要求1所述的LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:所述的第一冷媒为相变冷媒。
5.根据权利要求4所述的LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:所述的相变冷媒优选为R134a或R404a中的任一种。
6.根据权利要求1所述的LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:所述的第二冷媒为无相变冷媒，如盐水溶液或乙二醇水溶液。
7.根据权利要求6所述的LNG动力船空调制冷/供热系统，其特征在于:所述的无相变冷媒优选为盐水溶液或乙二醇水溶液中的任一种。
【专利摘要】本发明公开了一种LNG动力船空调制冷/供热系统，包括LNG汽化回路，冰蓄冷循环回路，热回收回路以及海水回路。夏季时，利用两级冷媒冷能传递的方式，将LNG动力船舶运行时LNG汽化产生的冷能回收并储存在蓄冷蓄热装置中，作为空调系统的冷源，满足船舶舱室供冷需求；冬季时，将汽化后的LNG进入船舶主机动力系统燃烧后产生的大量余热回收利用，作为空调系统的热源，满足船舶舱室供暖需求。本发明利用LNG汽化时产生的冷量及燃烧时释放的热量作为空调系统的冷热源，不仅解决了船舶舱室的冷热需求，节省了船舶空调系统制冷机组的大量投资，同时也解决了LNG汽化量和用冷/热量不匹配，汽化时间与用冷/热时间不同步的技术瓶颈。
【IPC分类】F24F5-00, F24F13-30
【公开号】CN104748280
【申请号】CN201510172634
【发明人】赵忠超, 贾丹丹, 张霄, 胡浩, 周根明
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月13日