家用LNG空调制冷系统
技术领域
本实用新型涉及制冷系统技术领域，特别是涉及一种家用LNG空调制冷系统。
背景技术
天然气作为一种高效、清洁的能源，逐渐成为全球增长最迅猛的能源行业之一。液化天然气(LNG)是天然气经低温液化而成，体积小、便于运输，LNG加热气化时，产生的冷量约830kJ/kg，如果能回收利用这部分冷量，将带来极高的经济效益。
近年，慢慢出现了相关LNG冷能利用的装置或设备，申请号为“201510337908.6”的实用新型专利申请公开了一种LNG综合利用系统及方法，该系统中，由蒸发器进入的空调制冷剂经空调管路在第一热交换器中与LNG热交换作业后，再由空调管路回流到蒸发器中。上述系统中LNG与制冷剂直接进行热交换，第一热交换器需设置在用冷地点，增加了LNG的输送距离。且LNG换热气化后温度仍旧过低，无法直接并入家庭天然气管路进行供气，不能利用气化后的天然气进行家庭供气。
实用新型内容
基于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种充分利用LNG气化冷能、结构简单、设备成本低、方便家庭使用的家用LNG空调制冷系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
一种家用LNG空调制冷系统，包括LNG储液罐、LNG气化器、温度控制装置、第一换热器、第二换热器和蒸发器；所述LNG储液罐与所述第一换热器之间通过气化管路连接，第一换热器通过输出管路与家庭天然气管路连接；所述第一换热器与所述第二换热器之间通过蓄冷管路连成蓄冷循环回路；所述第二换热器与所述蒸发器之间通过制冷管路连成制冷循环回路；所述LNG气化器和温度控制装置沿天然气流动方向依次设置在所述输出管路上，所述温度控制装置用于控制进入所述家庭天然气管路的天然气温度。
在其中一个实施例中，所述温度控制装置包括升温部件、温度检测部件和电磁阀，所述升温部件、温度检测部件和电磁阀分别与制冷系统的电控装置连接；所述升温部件用于对天然气进行升温，所述温度检测部件用于检测天然气温度；所述电控装置通过所述温度检测部件检测的天然气温度，当温度达到设定温度时，控制所述电磁阀开启；当温度低于设定温度时，控制所述电磁阀关闭、升温部件开启。
在其中一个实施例中，所述升温部件包括升温盘管和升温风机，所述温度检测部件设置在所述升温盘管的末端；经过所述LNG气化器的天然气进入所述升温盘管与空气进行换热；当换热后的天然气温度达到设定温度时，电控装置控制所述电磁阀开启、升温风机关闭；当温度低于设定温度时，控制所述电磁阀关闭、升温风机开启。
在其中一个实施例中，所述蓄冷管路上设置有蓄冷剂储液器，用于存储调节过量的蓄冷剂。
在其中一个实施例中，所述蓄冷循环回路中的蓄冷剂为室温下质量分数58％~63％的乙二醇溶液。
在其中一个实施例中，所述制冷管路上设置有制冷剂储液器，用于存储调节过量的制冷剂。
在其中一个实施例中，所述制冷剂储液器后还设置有流量调节阀，所述流量调节阀与电控装置电连接，所述电控装置根据空调制冷系统设定的温度调节所述流量调节阀的开度。
在其中一个实施例中，所述第一换热器为卧式壳管式换热器。
在其中一个实施例中，所述LNG气化器为空温式气化器。
在其中一个实施例中，所述蒸发器处设置有制冷风机，用于提高蒸发器内制冷剂与空气的换热效率。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
上述家用LNG空调制冷系统，其结构简单，利用LNG冷能，代替原冷库空调制冷压缩机系统，节约传统空调系统消耗的电能；设置蓄冷循环回路，增加了系统运行稳定性，减小了LNG的输送距离，设备成本低；LNG气化后可以并入家庭天然气管路，为家庭提供天然气，方便普通家庭的使用。
附图说明
图1为本实用新型家用LNG空调制冷系统的结构示意图；
图2为本实用新型家用LNG空调制冷系统中的第一换热器的结构示意图；
图3为本实用新型家用LNG空调制冷系统中的LNG气化器的结构示意图；
附图标记说明：
1-LNG储液罐；2-第一换热器；3-蓄冷剂泵；4-蓄冷剂储液器；5-载冷剂泵；6-第二换热器；7-制冷剂储液器；8-流量调节阀；9-蒸发器；10-制冷风机；11-制冷剂泵；12-LNG气化器；13-温度控制装置；14-天然气入口；15-天然气出口；16-蓄冷剂入口；17-蓄冷剂出口；18-换热管束；19-蓄冷剂存储区。
具体实施方式
以下将结合说明书附图对本实用新型的具体实施方案进行详细阐述，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，本实用新型的一个实施例中的家用LNG空调制冷系统，包括LNG储液罐1、LNG气化器12、温度控制装置13、第一换热器2、第二换热器6和蒸发器9。LNG储液罐1与第一换热器2之间通过气化管路连接，第一换热器2通过输出管路与家庭天然气管路连接。
第一换热器2与第二换热器6之间通过蓄冷管路连成蓄冷循环回路。蓄冷管路上设置蓄冷剂泵3。第二换热器6与蒸发器9之间通过制冷管路连成制冷循环回路。制冷循环回路上设置制冷剂泵11。
LNG气化器12和温度控制装置13沿天然气流动方向依次设置在输出管路上，温度控制装置13用于控制进入家庭天然气管路的天然气温度。当温度低于设定温度时，天然气通过温度控制装置13，温度升高后流入家庭天然气管路。防止天然气温度过低造成安全隐患。
上述制冷系统的工作原理具体为：LNG储液罐1内的天然气流入第一换热器2，通过第一换热器2与蓄冷剂换热，蓄冷剂降至-45~40℃进行蓄冷，蓄冷剂沿流动方向运输至第二换热器6，在第二换热器6与制冷循环回路的制冷剂换热后回流至第一换热器2，完成蓄冷循环。
制冷剂通过蒸发器9与低温蓄冷剂换热，制冷剂在蒸发器9处与室内空气换热释放冷量，制冷剂泵11将与空气换热后的制冷剂泵11入第二换热器6中，进行下一轮的蓄冷-制冷循环。
经过第一换热器2换热后的天然气经过LNG气化器12后，气化升温结束后，进入温度控制装置13，通过温度控制装置13调节天然气的温度，当温度在0~5℃时，天然气可以直接并入家庭天然气管路。当温度低于0℃时，电控装置控制开启温度控制装置13工作，将天然气温度提升至0~5℃时再并入家庭天然气管路。
上述的家用LNG空调制冷系统，其结构简单，利用LNG冷能，代替原冷库空调制冷压缩机系统，节约传统空调系统消耗的电能；设置蓄冷循环回路，增加了系统运行稳定性，减小了LNG的输送距离，设备成本低；LNG气化后可以并入家庭天然气管路，为家庭提供天然气，方便普通家庭的使用。
具体地，温度控制装置13包括升温部件、温度检测部件和电磁阀。升温部件、温度检测部件和电磁阀分别与制冷系统的电控装置电连接。升温部件用于对天然气进行升温，温度检测部件用于检测天然气温度。电控装置通过温度检测部件检测的天然气温度，当温度达到设定温度时，控制电磁阀开启；当温度低于设定温度时，控制电磁阀关闭、升温部件开启。
升温部件包括升温盘管和升温风机，温度检测部件设置在升温盘管的末端。经过LNG气化器12的天然气进入升温盘管与空气进行换热升温。当换热后的天然气温度达到设定温度时，电控装置控制电磁阀开启、升温风机关闭；当温度低于设定温度时，控制电磁阀关闭、升温风机开启。在其他的实施例中，升温部件可以采用其他加热装置如电加热器等，进行加热升温。
进一步地，蓄冷管路上设置有蓄冷剂储液器4，用于存储调节过量的蓄冷剂。蓄冷剂储液器4的前侧设置蓄冷剂泵3，后侧设置载冷剂泵5。经过第一换热器2换热后的蓄冷剂首先经过蓄冷剂泵3增压、增压后蓄冷剂被运输至蓄冷剂储液器4储存。蓄冷剂储液器4中的低温蓄冷剂通过载冷剂泵5输送至第二换热器6。通过该设置蓄冷剂储液器4，在LNG供应不足时，蓄冷系统仍能稳定运行一段时间，满足家用空调系统对运行稳定性、舒适性的要求。
优选地，蓄冷循环回路中的蓄冷剂为室温下质量分数58％~63％的乙二醇溶液。
更进一步地，制冷管路上设置有制冷剂储液器7，用于存储调节过量的制冷剂。制冷剂储液器7后还设置有流量调节阀8，流量调节阀8与电控装置电连接，电控装置根据空调制冷系统设定的温度调节流量调节阀8的开度。
在本实施例中，第一换热器2为卧式壳管式换热器。如图2所示，LNG从第一换热器2的天然气入口14进入，由第一换热器2的天然气出口15流出。蓄冷剂从第一换热器2的蓄冷剂入口16进入第一换热器2，在蓄冷剂存储区19处淹没第一换热器2的换热管束18后，从第一换热器2的蓄冷剂出口17流出。优选地，第二换热器6采用套管式换热器，蒸发器9采用管壳式换热器。
LNG气化器12为单程换热器，优选为空温式气化器12，LNG气化器12设置在室外空气之中，利用空气的自然对流加热在第一换热器2换热后的天然气。如图3所示，具体地，LNG气化器12由铝翅片管按一定的间距连接而成，为了增大空气侧的换热面积，在换热管的外侧加装星形翅片，优选为8片。δ与H分别为翅片的厚度与高度，Di与t为换热管内径与管束厚度，通过调整以上4个参数配置合适的换热系数。
进一步地，蒸发器9处还设置有制冷风机10，用于提高蒸发器9内制冷剂与空气的换热效率，加强制冷剂与空气换热，满足室内制冷需求。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
