[实用新型]一种基于LNG冷能的冷水空调系统

说明书

本实用新型公开一种基于LNG冷能的冷水空调系统，其包括：LNG储罐、第一满液式换热器、第二满液式换热器、空调室温水管、空调冷水管，流入所述第一满液式换热器中的LNG和气态冷媒热量交换后，所述气态冷媒冷凝成液态冷媒，在自身重力作用下流入所述第二满液式换热器；流入所述第二满液式换热器中的室温水与所述液态冷媒热量交换后，所述液态冷媒气化形成气态冷媒，所述气态冷媒流回所述第一满液式换热器，室温水降温成冷水后流入所述空调冷水管。本实用新型采用冷媒在两个满液式换热器之间的相变换热的液位差和蒸汽的气体动力学实现冷媒自循环。采用两个满液式换热器，省略掉了板式换热器容量不足而需要设置的乙二醇水溶液蓄水池。

技术领域

本实用新型涉及冷水空调技术领域，尤其涉及一种基于LNG冷能的冷水空调系统。

背景技术

冷水空调又名蒸发式冷气机，通过“水蒸发效率”原理(当热空气经过实际换热面积100倍有水蒸发的湿帘时将被带走大部分的热量)实现室内空气降温。冷水空调使用水为制冷剂，环保无污染，其前期投资是传统空调一半，中期用电量只需要传统空调的1/8，后期维护费用低，可以节能85％以上。传统空调在运行过程中需要关闭门窗，室内空气质量下降，容易导致生产车间有害气体富集，引起中毒现象。冷水空调在运行过程中需要打开门窗，送入冷空气，排除热空气，保持室内空气新鲜。LNG(液化天然气)冷能用于冷水空调的原理是首先LNG与中间冷媒进行换热，LNG将冷量传递给中间冷媒，自身升温气化进入下游管道；降温后的中间冷媒再将冷量传递给冷水空调中的水。根据中间冷媒传递的级数可分为一级冷媒法、二级冷媒法，甚至多级冷媒法，但是传递级数的增加将导致冷量的多次损失，且设备投资费用增大。

将LNG利用工艺与原有LNG卫星站气化工艺并联，能在回收冷能的同时，保证下游管网的供气不受影响。因为水的凝固点是0℃，与LNG温度相差大，直接进行换热容易使水结冰堵塞管道；所以利用冷媒做中间冷能传递介质进行二次换热，设计LNG冷能用于冷水空调工艺。二级冷媒法基本流程如图1所示：

LNG(-163℃、1.6MPa)与乙二醇水溶液(0℃、0.2MPa，60％浓度)在板式换热器1中换热：换热后LNG温度升至-5℃左右后通过汽化器，出汽化器后的天然气(NG)为15℃左右，进入天然气管网；换热后乙二醇水溶液温度为-5℃，进入乙二醇水溶液的蓄冷池中，蓄冷池中的乙二醇水溶液在泵B的作用下进入板式换热器2，乙二醇水溶液(-5℃)与空调室温水(12℃)换热，换热后乙二醇水溶液温度升高至0℃，回到乙二醇水溶液蓄冷池，完成冷量置换，换热后的冷水温度降至7℃，冷水在泵C的作用下进入风机盘管或中间蓄冷槽然后再给室内供冷。

该方案存在以下问题：

一、以乙二醇作为中间冷媒，由于在制冷循环过程中没有相变，因此需要在中间冷媒乙二醇水溶液的循环中增加两个抽水泵，使之在LNG——NG和室温水——冷水之间不断的循环流动，这两个泵需要消耗一定的电力。而且为了保证功能功率，需要在两个换热器之间设置一个乙二醇水溶液蓄冷池，制冷量越大，该蓄冷池体积也越大。

二、板式换热器存在一些不足：1、传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此压力损失较大。2、板式热交换器采用密封垫片密封，工作压力一般不宜超过2MPa。3、使用温度受密封垫片材料耐温性能的限制，温度过高会使换热器泄漏。4、板片间通道较窄，一般只有2～5mm，不适用于含有较大颗粒或纤维物质的介质，容易堵塞。在这种情况下，可采用宽流道板式换热器，通过性好，避免堵塞现象。5、流道较小，不适用于气气换热。

因此，现有技术仍有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于LNG冷能的冷水空调系统，旨在解决现有系统需要在中间冷媒乙二醇水溶液的循环中增加两个抽水泵，且需要设置一个乙二醇水溶液蓄冷池的问题。

本实用新型的技术方案如下：