[发明专利]一种利用CNG储罐压能的车用空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车空调系统，具体涉及一种回收利用CNG储罐压能的车用空调系统。

背景技术

汽车是一种快速、便捷的交通工具，与人们的生活联系越来越紧密。汽车空调系统则是在炎热或寒冷的环境下创造舒适的车内环境，然而在使用过程中也会因制冷剂泄漏而造成负面的影响。目前，汽车空调主要采用以R134a为制冷剂的蒸汽压缩制冷循环，压缩机由发动机连轴系统驱动，这样不仅消耗汽车发动机的动力，而且容易造成制冷剂的泄漏。压缩天然气(Compressed Natural Gas，CNG)的主要成分是甲烷，是天然气加压并以气态形式储存在容器中。CNG汽车是将25MPa左右压缩天然气作为动力源的汽车，目前主要应用于城市公交车和出租车，CNG作为一种理想的车用替代燃料，具有非常广阔的应用市场。25MPa的CNG储罐在应用过程中需降压处理，如果这部分压力得不到有效利用，势必会浪费大量的压力能，造成巨大的经济损失。

如果能将汽车CNG储罐的压能回收，结合涡流管的制冷效应应用于汽车空调系统，则无需配备单独的压缩式汽车空调制冷系统，既降低了汽车空调的能耗，又避免了因制冷剂泄漏造成的环境污染。

在专利CN201110089572.8中，公开了一种利用液化天然气冷量的汽车空调系统，该系统包括：液化天然气系统、乙二醇溶液系统和汽车发动机冷却水系统，采用乙二醇溶液作为载冷剂，在乙二醇喷淋罐内采用液化天然气由底部向上喷入和乙二醇溶液从顶部向下喷射的直接接触沸腾换热形式，实现对汽车空调间的温度调节。其缺点是系统过于复杂；天然气与乙二醇直接接触，增加了气液分离环节，影响天然气纯度；存在乙二醇泄漏隐患；耗电环节较多，运行费用高。目前采用液化天然气储罐调节汽车空调间温度的应用较多，CNG储罐调节汽车空调间温度的应用较少。

发明内容

本发明提出一种利用CNG储罐压能的车用空调系统，通过利用CNG储罐压能的实现了汽车空调间制冷或制热目的。

本发明给出以下技术方案：

一种利用CNG储罐压能的车用空调系统，包用于储存压缩天然气的储罐，其特殊之处在于：还包括涡流管、第一换热器、水箱和汽车换热系统；

所述水箱、第一换热器和汽车换热系统构成回路；

所述涡流管包括进气口和第一气体出口；

储罐通过管道与进气口连通，第一气体出口处连通有管道；

所述第一换热器与连通在第一气体出口处的管道接触。

连通在第一气体出口处的管道为蛇形管道，所述第一换热器为盘管换热器。

上述车用空调系统还包括发动机，发动机包括气缸，连通在第一气体出口处的管道与气缸连通。

上述水箱包括进水口和出水口，第一换热器包括第一进口和第一出口，汽车换热系统包括换热进口和换热出口；出水口通过管道与第一进口连通，第一出口通过管道与换热进口连通，换热出口与进水口连通。

上述车用空调系统还包括第二换热器，水箱、第二换热器和汽车换热系统构成回路；

所述涡流管还包括第二气体出口，第二气体出口处连通有管道；

所述第二换热器与连通在第二气体出口处的管道接触。

连通在第二气体出口处的管道为蛇形管道，所述第二换热器为盘管换热器。

连通在第二气体出口处的管道与所述气缸连通。

上述第二换热器包括第二进口和第二出口，所述出水口通过管道与第二进口连通，第二出口通过管道与所述换热进口连通，所述换热出口与所述进水口连通。

上述储罐上设有安全阀，气缸与第一气体出口和第二气体出口之间的管道上设有泄压阀，汽车换热系统是板翅换热系统。

本发明具有以下技术效果：

(1)本发明充分利用CNG储罐压能，利用了涡流管的制冷效应，有效地回收了CNG储气罐的压能，将这部分压能通过涡流管转化为冷能和热能，结合第一换热器、第二换热器和汽车换热系统，能够实现汽车空调间的有效控温，实现汽车空调间制冷和制热双向调节，满足不同季节的需要。提高能源利用率，且具有安全高效的特点；

(2)本发明利用涡流管制冷效应，实现冷热分流，结构简单，无转动部件，不需要额外提供动力装置；

(3)本发明采用盘管换热器和板翅换热系统作为换热装置，安全性好且换热效率高；

(4)本发明调节灵活、工作可靠、易启动、操作及维护方便、运行费用低；