[发明专利]一种可持续供冷的LNG发动机制冷系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种LNG发动机制冷系统及其应用，更具体地说，涉及一种可持续供冷的LNG发动机制冷系统及其应用。

背景技术

液态天然气(LNG)被公认为地球上最干净的石化能源，无色、无味、无毒且无腐蚀性。液态天然气在使用时需要重新气化，在气化过程中释放大量冷能。LNG发动机就是以液态天然气为燃料的动力发动机，在液态天然气供给发动机燃烧时，需要升温膨胀气化，LNG在气化时吸收大量热能，或者说释放大量冷能，这些冷能大部分可以被充分利用。

目前，LNG发动机在运行时释放的冷能主要被利用于制冷，可应用于搭载LNG发动机的冷藏车和冷藏船等。在LNG发动机负载运行时，LNG气化释放的冷能用于冷藏车箱或船舱的制冷。由于LNG冷能是由LNG发动机工作时产生的副产品，也就是说，只有在LNG发动机工作时才能释放冷能，而且冷能的释放与发动机是否满负荷工作有关。实践发现，在发动机满负荷工作时，其释放的冷能达到最大值，并完全可以满足冷藏车箱或冷藏船舱的冷能需求；而当发动机降低负荷时(车辆慢速行驶、怠速等待红绿灯、停车卸货、或者船舶减速行驶、抛锚、进港卸货等)，即便LNG发动机仍然在工作也只能输出少量冷能，由于冷能的输出不能满足冷藏需求，因此冷藏车箱或冷藏船舱内的温度也会随之上升，造成冷能供应不稳定，制冷的稳定性差且不可持续。

为了弥补LNG发动机在低负荷工作状态时的冷能供给不足的缺陷，目前较为常见的做法是在冷藏车箱或冷藏船舱中设置蓄冷装置，将发动机满负荷工作时释放的部分冷能储藏起来，用于发动机低负荷工作时的制冷，但是蓄冷装置的冷能存储能力有限，难以达到预期的制冷效果。还有一种做法是在冷藏车箱或冷藏船舱中另加一套制冷设备，在发动机低负荷工作时，由其他制冷设备提供冷能，以满足冷藏车箱或冷藏船舱的制冷需求，这种做法在一定程度上解决了LNG发动机在低负荷工作状态时的冷能供给不足的问题，但是另加一套制冷设备使制冷成本增加，难以得到消费者的认可，往往得不偿失。可见，针对现有的以LNG发动机作为动力的冷藏车和冷藏船的冷能供应不可持续的技术问题，还没有一种行之有效的技术方案被提出来。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有以LNG发动机作为动力的冷藏车和冷藏船等供冷不稳定、制冷的稳定性差且不可持续的不足，提供一种可持续供冷的LNG发动机制冷系统及其在冷藏车和冷藏船中的应用，采用本发明的技术方案，通过将LNG发动机的动力提供给加载器，使LNG发动机一直处于有负荷的工作状态，并可根据温度变化随时调节LNG发动机的负荷，直至满负荷，将LNG释放的冷能充分地、连续地、稳定地提供给冷藏车箱或冷藏船舱中，确保了冷藏车箱或冷藏船舱的冷源供给稳定性，从根本上解决了以LNG发动机作为动力的冷藏车和冷藏船等供冷不稳定、制冷的稳定性差且不可持续的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种可持续供冷的LNG发动机制冷系统，包括LNG储液罐、LNG蒸发器、汽化器、缓冲罐和LNG发动机，还包括加载器和发动机动力切换装置，所述的LNG储液罐内的液态天然气依次经过LNG蒸发器和汽化器换热气化并经过缓冲罐后进入LNG发动机中，所述的LNG发动机通过发动机动力切换装置与加载器相连，所述的加载器用于提供LNG发动机空载或低负载工作时的负荷。

更进一步地，还包括发动机控制信号箱和温控器，所述的发动机控制信号箱接收加载器获取的LNG发动机的输出功率和温控器监测的制冷环境的温度，并根据上述的功率和温度参数控制LNG发动机的当前工作状态。

更进一步地，所述的发动机动力切换装置为智能控制阀，所述的发动机控制信号箱与智能控制阀相连，所述的智能控制阀与LNG发动机相连，用于控制LNG发动机的工作状态；所述的加载器上设置有传感器，所述的传感器与发动机控制信号箱相连。

更进一步地，所述的发动机动力切换装置为手动切换开关，所述的手动切换开关设于LNG发动机与加载器之间，所述的发动机控制信号箱与LNG发动机之间还设置有调控开关。

更进一步地，所述的LNG发动机与加载器之间还设置有取力器。

更进一步地，所述的加载器为水力加载器，所述的水力加载器的进、出水口与汽化器的进、出水口形成水力循环，所述的加载器与汽化器的水力循环路径上还选装有水箱。