[实用新型]一种用于卡车空调系统的LNG冷能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车温度调节技术领域，涉及一种用于汽车的温度调节装置，具体涉及一种用于卡车空调系统的LNG冷能装置。

背景技术

随着我国国民经济水平的日益提高及汽车工业的飞速发展，在近几年汽车保有量急剧增加的同时，人们对汽车舒适性的要求也越来越高。汽车空调作为汽车舒适性的一个重要标志，不仅在轿车和客车上得以广泛应用，而且己进入货车、工程车、冷藏车及拖拉机等领域，且装车率在迅速上升。

汽车空调系统由制冷系统、取暖系统、送风系统和控制系统四部分组成。其工作过程为：压缩机首先将低温低压气态制冷制压缩至高温高压状态，然后在冷凝器处与冷却发动机的循环水换热变成高温液态制冷剂，干燥过滤后通过膨胀阀变成低压雾状，最后在蒸发器内吸收热量变成气态，蒸发器表面温度随之下降，通过鼓风机将冷风送至车厢内，气态制冷剂又重新被压缩机吸入，反复循环。其中压缩机、冷凝器、蒸发器、送风装置及管路这些主要部件体积大、重量重，增加了整车的重量；又由于压缩机的动力来源于汽车发动机，不但增加了燃料消耗，而且加大了废气排放量，引起水箱过热，影响车辆的动力性能，而且导致汽车空调用制冷压缩机只能采用开启式的结构型式，从而带来了轴封要求高、制冷剂容易泄漏的问题；并且当汽车慢速行驶、处于怠速状态或停车时，由于压缩机靠发动机驱动，所以难以维持稳定的空调工况，甚至无法正常工作。

汽车空调，尤其是卡车、工程车的空调器的运行环境恶劣，不仅环境参数波动大，而且常伴随剧烈震荡，以及热交换器易灰堵等问题，因此，与建筑空调器相比，卡车、工程车空调器往往存在着效率低、使用寿命短、维护工作量大、工质泄露严重等缺点。目前，轿车、客车等乘用车基本上都装备了空调器，而卡车、专用车等特种车辆普及率却非常低。目前，我国广泛使用的以中低档次为主的货车、专用车的空调设备装备率仅为5%左右，其中相当一部分还是汽车出厂之后加上去的，远远低于轿车、客车等乘用车的空调装备率。

液化天然气（简称：LNG）的主要成分是甲烷，其无色、无味、无毒且无腐蚀性，具有热值大、性能高、污染少、储运方便等特点，是一种清洁、高效、方便、安全的能源。将LNG用于汽车产业中，这类天然气汽车的最大特点是“清洁”，尤其是LNG重型卡车，被认为是真正的零排放汽车。

LNG的温度为-162℃，而要在发动机中使用天然气，其温度必须为20～50℃，如果将天然气与空气直接进行潜热、显热的交换，换热温差将会达到182～210℃。如此大的传热温差对空气换热器来讲是难以实现的。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种LNG冷能用于卡车空调系统的装置。

本实用新型通过对LNG卡车燃料气化前的冷量进行回收利用供驾驶室空调使用，其原理是：将LNG出气瓶的管线分为两条支路，一条支路直接供燃料驱动卡车运行，另一条支路与空调制冷剂换热，换热后同第一条支路的LNG汇合作为燃料使用，制冷剂冷却后在蒸发器中与空气进行潜热与显热的交换，从而达到实现卡车空调制冷的目的。

本实用新型利用LNG-制冷剂换热器取代原有汽车空调系统中的压缩机和蒸发器，节省了发动机驱动压缩机运转的燃料，保证了卡车在怠速或停车状态时空调供冷的稳定性。由于LNG直接与空气换热存在较大的换热温差，换热设备难以实现换热，所以仍然采用制冷剂，通过制冷剂与LNG换热取冷，进入空调系统中的蒸发器同空气经行潜热与显热的冷量交换完成供冷，制冷剂换热升温后再返回LNG-制冷剂换热器中循环使用。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种用于卡车空调系统的LNG冷能装置，包括动力区、冷却区及蒸发器区；其中，动力区主要由LNG气瓶1、汽化器3、调压器4和发动机5组成；冷却区主要由LNG-制冷剂换热器2组成；蒸发器区主要由蒸发器6和泵7组成；所述LNG气瓶1的出口分为两条支路，一条支路与LNG-制冷剂换热器2的冷物流进口通过阀8连接，另一条支路与汽化器3的进口通过阀9连接；

所述汽化器3的出口与调压器4的进口直接相连，调压器4的出口与发动机5的进口通过阀10连接；

所述LNG-制冷剂换热器2的冷物流出口与汽化器3的进口通过阀11连接，LNG-制冷剂换热器2的热物流进口与蒸发器6的制冷剂出口通过阀12连接，LNG-制冷剂换热器2的热物流出口与泵7的进口连接，泵7的出口与蒸发器6的进口通过阀13连接。