[发明专利]一种LNG燃料车用冷暖箱系统

说明书

技术领域

本发明涉及冷能回收利用领域，更具体的说，涉及一种LNG燃料车用冷暖箱系统。

背景技术

液化天然气(Liquefied Natural Gas：LNG)相对于压缩天然气(Compressed Natural Gas)来讲，作为车用燃料具有能量密度大、存储压力低、不含水分和其他可凝性杂质等诸多优良特性，因此被公认为是一种更加经济、安全和清洁的汽车新能源。

目前液化天然气汽车己经在重型卡车、城市公交车和长途运输客车等运营车辆上被较多应用，而LNG作为汽车燃料使用时，需要从-160℃的低温液体膨胀气化到常温气体，在气化过程中会释放较大的冷量，如果能将这部分冷量回收利用，应用到食品饮料的制冷保鲜，将会给驾乘人员带来舒适享受，且不增加额外的能量消耗。

传统的车载冰箱目前有半导体式和压缩机式两种。半导体式车载冰箱同时具有制冷和加热保温的作用，缺点是容积小，制冷能力相对较差；压缩机式车载冰箱制冷能力强，但是体积大、重量高、价格昂贵，且仅带单一制冷功能。

以上两种车载冰箱的能量来源都是汽车电瓶，归根结底为燃油的消耗，并不环保。如果能够利用LNG气化过程中的冷量进行制冷，同时利用发动机冷却液循环系统的热量进行制热，不仅可以解决以上两种车载冰箱的弊端，同时不需要消耗额外的能源，既清洁又环保，作为一款车载冷暖箱极为实用，不仅在炎炎夏季可以喝到冰爽可口的饮料，而且严寒冬季，亦可以享用温热的食物和饮品。

关于现有技术中公开的LNG冷能利用的技术方案，专利文献1公开了一种回收液化天然气冷能用于低温送风的汽车空调系统。该申请描述了一种通过利用与发动机气化器串联的换热器，进行冷能回收空调制冷的装置，其虽然一定程度上满足了驾驶室等重点部位的夏季温湿度调节要求，但是缺点在于当换热器故障时，发动机供气系统必须全部中断，影响车辆行驶。

专利文献2在原有发动机主供气系统上串联第一换热器，增加了供气系统的故障率，一旦发生冻结损坏，将不能进行正常供气，发动机无法运转，影响车辆行驶。同时空调停止运转，为防止第一换热器内防冻液A凝结，电动泵仍将继续运转，又增加了故障率和能源消耗。

因此，需要提供一种在不影响发动机主供气系统的前提下，既能够利用LNG气化过程中多余的冷量进行制冷，又能够利用发动机冷却液循环系统的热量进行制热，同时实现冷暖切换及两种模式下的最佳温度控制和冷能防过量措施的实用车载冰箱冷暖系统，从而满足司机对夏季冷藏和冬季加热的需求，提高驾乘舒适性。

(在先技术文献)

专利文献1：申请公布号CN 102679474 A；

专利文献2：申请公布号CN 201310460412.9

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对卡车、城市公交等大中型客货运输车辆，在不影响发动机主供气系统的前提下，提供一种既能够回收利用LNG气化过程中的冷量进行制冷，又能够利用发动机冷却液循环系统的热量进行制热，同时实现冷暖切换及两种模式下的最佳温度控制

的实用车载冷暖箱系统，从而满足司机对夏季冷藏和冬季加热需求。

本发明的设计思路为：

1.为保证各种工况下发动机稳定的运转，设计的车载冷暖箱系统与现有的LNG汽车燃料供气系统并联，车载冰箱冷暖系统的安装不能影响发动机燃料系统的供气。

2.车载冷暖箱系统具有制冷制热两种模式，可手动进行切换，同时电控单元可根据箱内实时温度，实现最佳温度控制。

3.制冷工况下，根据安全法规规定，LNG燃料管路不能进入驾驶室，所以采用冷媒循环系统进行制冷，与LNG换热之后，进入驾驶室车载冷暖箱实现制冷。

4.制热工况下，采用发动机高温冷却液循环支路进行制热。

5.发动机高速运转工况下，汽车所回收的冷能将会超出车载冷暖箱需求。因此，本车载冷暖箱系统的设计原则是：满足车载冰箱冷量需求之外的LNG可进入LNG冷能其它用途流路，也可直接从旁路进入发动机气化器，供给发动机，做到合理规划冷量的分配和利用。

6.当车载冷暖箱系统发生故障时，可切断冷暖箱系统，保证不会影响发动机LNG燃料系统的供气及发动机循环冷却液系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：