一种液化天然气冷能回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种制冷系统和制冷设备，更具体地说，涉及一种液化天然气(LNG)冷能回收系统和其应用。
【背景技术】
[0002]由于冷藏技术的落后及冷链物流运输的不完善，每年运输过程中的食物腐败问题导致大量损失。所以积极发展冷藏技术及冷链物流对于国民经济的建设具有重要意义。冷藏车因其机动性强，方便快捷等优点，成为冷链物流运输中的重要一环。目前我国的冷藏车按照其制冷方式的不同可分为机械冷藏车、冷板冷藏车、液氮(LN2)冷藏车和干冰冷藏车。其中机械冷藏车需要一套单独的由发动机提供驱动的制冷系统。冷板冷藏车则是利用冷板内的相变材料来为冷藏室提供冷量。液氮冷藏车和干冰冷藏车则是通过提前加注不可回收的相变工质，利用其相变时释放的冷量来对冷藏室进行供冷。
[0003]近年来清洁能源的需求显得十分迫切。西气东输工程为东部地区带来了清洁廉价的天然气资源，并且很多车辆实现了油改气。由于液化天然气在进入发动机之前需要从低温状态升温后再送到发动机燃烧，在这个过程中会释放大量的冷能。通常情况下这部分的冷能被直接排入大气而浪费掉了。但这部分冷能如果应用于冷藏食品，则可以高效地利用能源。因此以LNG为燃料的冷藏车可以将冷能回收利用。
[0004]目前在LNG冷藏车领域已经有一些现有技术，有些技术只能在冷藏车正常行驶的时候才能供冷。整个供冷系统的冷量供应并不取决于车厢内的冷量需求，而是取决于发动机的燃料消耗水平。若冷藏车在行驶的途中遭遇堵车导致燃料消耗减少，或者频繁的装卸货物使得车厢内冷量需求增加，则车厢内的温度波动会较大，不利于货物的保存。
【发明内容】
[0005]本申请提供一种液化天然气(LNG)冷能回收系统包括一个可替换的蓄冷剂供冷系统。当汽车高速行驶燃料消耗量增大的时候，过剩的冷量供应会通过一个换热器被存储在蓄冷剂中。当汽车遭遇堵车导致冷量供给不足，或者冷藏车厢门频繁开启导致冷藏室内的冷量需求增大时，蓄冷剂中的冷量会通过一个换热器释放到冷藏室内，起到辅助制冷，并稳定冷藏室内温度的作用。此外，本申请的冷藏箱体与承载车辆是可分离的，蓄冷剂模组与冷藏箱体也是可分离的。车辆在空载情况下，即不承载冷藏箱体的情况下，仍有单独的燃料供给管路以保障其正常行驶。冷藏箱体的可分离性可以给冷链物流的货物装卸带来极大的机动性，提高货物转运的效率。蓄冷剂的可更换特性可以让货物在装入冷藏室内后快速得到降温，而不用等候负载车辆的发动供气来提供冷量。本申请还提供了一种温度控制子系统，包括温度传感器，处理器和各个流量控制器。温度控制子系统根据冷藏箱体内的温度自动控制各个工质循环回路在冷量提供中的参与程度，从而维持冷藏室内的温度在一个相对平稳的范围内。
[0006]本申请的技术方案如下:
[0007]—种液化天然气冷能回收系统，包括液化天然气储罐。所述液化天然气储罐包括出口一，出口二和出口三。出口一连接气化器和发动机，液化天然气从出口一经过气化器进入发动机燃烧。所述液化天然气冷能回收系统还包括液化天然气冷能直接回收子系统。液化天然气冷能直接回收子系统包括第一换热器、风幕机和通风管道。所述的液化天然气储罐的出口二与液化天然气冷能直接回收子系统连接，从出口二释放出的液化天然气的冷能通过所述的通风管道释放到冷藏箱体内。液化天然气冷能回收系统还包括液化天然气冷能间接回收子系统。所述液化天然气冷能间接回收子系统包括第二换热器、蓄冷剂储罐和第三换热器。所述的液化天然气储罐的出口三与液化天然气冷能间接回收子系统连接，从出口三释放出的液化天然气的冷能至少部分通过第二换热器储存在蓄冷剂储罐中的蓄冷剂内，蓄冷剂的冷能通过第三换热器释放到所述冷藏箱体内。
【附图说明】
[0008]图1是根据本申请的一些实施例所示的一种LNG冷能回收系统示意图；
[0009]图2是根据本申请的一些实施例所示的一种LNG冷藏车冷能回收系统示意图；
[0010]图3是根据本申请的一些实施例所示的一种可移动的冷藏车箱体的示意图。
[0011]图中:101.LNG储罐;102.第一流量控制器;103.气化器;104.发动机；105.接口一；106.第二流量控制器;107.第一换热器;108.风幕机;109.通风管道;110.三通阀门；111.接口二； 112.接口三；113.第三流量控制器；114.第二换热器；115.第四流量控制器；116.蓄冷剂储罐；117.第五流量控制器；118.第三换热器；121.出口一； 122.出口二； 123.出口三；200.车辆;201.冷藏箱体;202.货物;203.温度传感器;204.电源;300.移动式冷藏箱。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述，但不以此限制本发明的保护范围。
[0013]图1为根据本申请的一些实施例所示的LNG冷能回收系统示意图。该LNG冷能回收系统包括LNG储罐101ING储罐101上有三个液化天然气出口 121、122和123，出口一121在直接燃烧液化天然气不回收冷能时使用，出口二122在直接回收天然气冷能的时候使用，出口三123在间接回收天然气冷能时使用。所述出口一 121与气化器103通过管道相连，在该段管路上设有第一流量控制器102。第一流量控制器102包含一个阀门且由温度控制子系统中的处理器控制。所述阀门可以是电控阀门。在不负载冷藏箱体的时候温度控制子系统开启流量控制器102并控制从出口一 121释放出的液化天然气的流量。
[0014]温度控制子系统可包括温度传感器203、处理器(未在图中显示)及流量控制器。温度传感器203可安装在冷藏箱体201中。温度传感器203可检测所述冷藏箱体201内至少一处的温度，并根据检测到的温度，产生一个信号。温度传感器203发送所产生的信号及相关数据给处理器。所述处理器可安置于车辆200的驾驶室内或冷藏箱体201内。处理器可接收由温度传感器203传来的数据及信号。处理器可根据接收的数据及信号控制五个流量控制器的工作状态(B卩102、106、113、115和117)来调节液化天然气或蓄冷剂经过的流量。处理器也可根据其他信号，比如发动机的动力需求，控制流量控制器102、106、113、115和117的工作状态。处理器也可根据多个信号的组合(比如温度信号及动力需求信号的组合)来控制流量控制器102、106、113、115和117的工作状态。
[0015]处理器可以包括但不限于中央处理器(Central Processing Unit(CPU))、专门应用集成电路(Applicat1n Specific Integrated Circuit(ASIC))、专用指令处理器(Applicat1n Specific Instruct1n Set Processor(ASIP))、物理处理器(PhysicsProcessing Unit(PPU))、数字信号处理器(Digital Processing Processor(DSP))、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array (FPGA))、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device(PLD))、处理器、微处理器、控制器、微控制器等中的一种或几种的组合。
[0016]液化天然气在气化器103中被加热，并冷却发动机104的冷却水。气化器103与发动机104通过管道相连，在气化器中被加热的天然气接着流入发动机中燃烧。
[0017]所述出口二 122通过管道与接口一 105相连。接口一 105可用于断开该条管路。接口一 105通过管道与第二流量控制器106相连，第二流量控制器106包含一个阀门。该阀门可以是电控阀门。温度控制子系统控制可控制第二流量控制器106控制由出口二 122释放的液化天然气的流量。比如，温度控制子系统可包括温度传感器204用于检测冷藏箱体内至少一处的温度。温度传感器204根据检测到的温度，产生为一个信号，并将信号及相关数据发送到处理器(温度控制子系统的一部分)中。根据从温度传感器接收到的信号及数据，处理器可产生一个控制信号发送到第二流量控制器106中来控制阀门的开度。其他流量控制器(例如第三流量控制器113、第四流量控制器115和第五流量控制器117)也可由这种方法控制通过流量控制器流体的流量。第二流量控制器106通过管道与第一换热器107相连，该换热器可为一个液化天然气-空气换热器。第一换热器107上可配有除霜器以防止换热温差过大导致冷藏室内的水汽在换热器表面结霜。第一换热器107后方可设有风幕机108。风幕机108将风吹入通风管道109，以促进冷藏箱体内的空气流通，增强换热效果。第一换热器107中的天然气管道接着与三通阀门110相连。三通阀门110与气化器103之间通过管道连接，且在该段管路上可设有接口二 111。接口二 111可以用来通断该部分管路。
[0018]所述出口三123通过管道与第二换热器114相连。第二换热器114可为一个液化天然气-蓄冷剂换热器。在该段管路上可设有有一个用来通断该段管路的接口三112和第三流量控制器113。第三流量控制器113包含一个阀门，该阀门可以是电控阀门。温度控制子系统控制第三流量控制器113 (比如通过调节第三流量控制器中的阀门)以控制从出口三123释放的液化天然气的流量。液化天然气经第二换热器114后通过管路流入三通阀门110。在第二换热器114的另外一侧，从蓄冷剂储罐116中流出的蓄冷剂经过第四流量控制器115进入第二换热器114中换热。所述第四流量控制器115包含一个电控阀门和一个电动循环栗。温度控制子系统可以控制第四流量控制器115，比如，通过调节第四流量控制器中的阀门的方式。处理器发送的控制信号也可以包含控制电动