[发明专利]一种利用太阳能热泵和空气循环的LNG抑霜增效空浴式气化系统及方法

说明书

本发明涉及一种利用太阳能热泵和空气循环的LNG抑霜增效空浴式气化系统。制冷剂吸收太阳辐射和环境中热量加热送风管内空气；环境空气经预热器除湿后流过冷凝器吸收制冷剂的热量，再进入风罩，加热气化器中的LNG，空气被进一步除湿，冷却干燥后的空气通过回风管流入送风管形成空气循环；储罐流出的一部分LNG进入预热器，通过控制LNG流量，保证流出预热器的LNG维持液态，预热后的LNG并入储罐流出的LNG；装设有钢化玻璃的风罩在其内部产生温室效应。该发明充分利用LNG冷能降低循环空气的含湿量，利用太阳能和空气能加热循环空气，营造适宜空温式气化器抑霜高效运行的微气候，节能环保，具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于太阳能热泵技术和空浴式气化技术领域，特别涉及一种利用太阳能热泵和空气循环的液化天然(LNG)抑霜增效空浴式气化系统及方法。

背景技术

天然气在-162℃和常压下可被液化成无色无味的液体，称为液化天然气(简称LNG)。LNG作为燃料或工业原料时，使用前必须由气化器提供一定热量使其气化成常温气体状态。

空温式气化器利用大气环境下的空气气化LNG，当气温较低时，气化器表面容易出现堆霜结冰现象，严重影响气化器的气化能力。所以一般采用两组空温式气化器交替使用，一组融霜除冰时，另一组开启运行，这加大了初投资和占地面积，同时，当环境温度较低时，自然融霜缓慢且困难，需要消耗大量高品位能源除霜。另外，空温式气化器气化LNG过程中，空气中的水分遇冷，在气化器周围容易成雾，严重影响气化站周围生态环境和可视距离。

专利《一种利用太阳能热泵气化LNG的系统及方法》(专利号ZL201610067782.X)阐述了一种利用太阳能热泵气化LNG的系统，但该技术存在下述问题：1.环境空气仅被空气冷凝器加热，空气仅升温而含湿量未变，空气中水蒸汽的相变驱动力基本不变，没有从源头抑制堆霜结冰；2.环境空气在风机作用下被空气冷凝器加热后送到置于大气环境中的空温式气化器，热空气在无限大空间中耗散快，不足以在空温式气化器翅片管束间形成有序气流，降低了换热效率；3.无法解决空温式气化器周围的冷雾现象。

发明内容

本发明为了克服上述技术缺陷而提供一种利用太阳能热泵和空气循环的LNG抑霜增效空浴式气化系统及方法，利用太阳能热泵、LNG空温式气化器、LNG预热器和空气循环系统创造LNG空浴式气化所需的温热干燥空气，降低空温式气化器表面结霜及周围成雾的相变驱动力，从本质上解决传统LNG空温式气化器因表面堆霜结冰而性能恶化问题及冷雾生成现象，提高LNG空温式气化器的气化效率和气化经济性。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

一种利用太阳能热泵和空气循环的LNG抑霜增效空浴式气化系统，其特征在于，该系统包括直膨式太阳能热泵、空气循环子系统、空温式预热器12、空温式气化器18、LNG储罐22和供气管网26；

所述直膨式太阳能热泵中集热蒸发器1、压缩机2、空气冷凝器3和膨胀阀4通过管路依次连接形成一条闭合的制冷剂循环通路；

所述集热蒸发器1为裸板式平板集热器，包括制冷剂盘管和基板；

所述LNG储罐22的LNG出口分别连接LNG旁通管23的入口和空温式气化器18的LNG入口；所述LNG旁通管23的出口连接至空温式预热器12的LNG入口；空温式预热器12的LNG出口连接至LNG输出管24的入口；LNG输出管24的出口连接至空温式气化器18的LNG入口，空温式气化器18的天然气出口通过天然气管25连接至供气管网26，天然气管25上设有测温装置29和封闭全启式安全阀30；

所述空气循环子系统包括引风管5、送风管6、回风管9、排风管10、风罩8和风机15；引风管5的出口连接至送风管6的入口，送风管6的出口连接至风罩8的下端，回风管9的入口与风罩8的顶部连接，回风管9的出口分别连接排风管10的入口和送风管6的入口；排风管10的出口和引风管5的入口与大气环境联通；所述风机15置于送风管6的入口；所述空温式气化器18置于风罩8中央；