[发明专利]一种LNG用于空调的系统

说明书

技术领域

本发明涉及液化天然气（简称LNG）的冷能利用，也涉及空调技术的利用，具体为一种LNG用于空调的系统。

背景技术

目前我国大型的办公楼，商场，地铁，机场等场所的中央空调基本都是采用制冷机制冷，将电能转化为冷能加以利用。

传统中央空调系统一般主要由制冷压缩机系统、冷媒(冷冻和冷热)循环水系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成。制冷机组通过压缩机将制冷剂(冷媒介质如R134a、R22等)压缩并冷却成液态后送蒸发器中，冷冻循环水系统通过冷冻水泵将常温水泵入蒸发器盘管中与冷媒进行间接热交换，冷冻水被送到各风机风口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量，产生的低温空气由盘管风机吹送到各个房间，从而达到降温的目的。在这个系统中，无论是制冷机，水泵，冷却系统，都是以消耗电力为代价获得的动力，以一个常规地铁站为案例，光是制冷这一项，电的功耗即在580KW左右，因此研究节能的中央空调系统就显得很有实际意义。

同时在另一方面，LNG在全球的使用日渐广泛，它作为一种清洁能源，也逐步引起了相关部门的重视。而常规的LNG接收站在使用LNG时通常需要将其汽化后利用，在此过程中释放出大量的冷量，理论上，其值约为830 kJ/kg(包括液态天然气的汽化潜热和气态天然气从储存温度复温到环境温度的显热)。这一部分冷量通常在汽化器中随海水或空气被舍弃了，造成了能源的浪费。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供既节约了空调的电能，又解决了LNG的汽化问题，并将两者有机的结合在了一起的一种LNG用于空调的系统，

本发明的具体技术方案如下：

一种LNG用于空调的系统，包括由中温制冷剂作为工作介质的闭式循环系统和低温制冷剂作为工作介质的闭式循环系统，中温制冷剂作为工作介质的闭式循环系统包括第二换热器、第三换热器、中温制冷剂泵和第三膨胀发电机，中温制冷剂蒸汽在第二换热器中被低温制冷剂和天然气冷凝成液体，然后经过中温制冷剂泵增压，到第三换热器中与空调用的载冷剂换热，被加热成蒸汽，然后进入第三膨胀发电机中膨胀做功发电，最后回到第二换热器，完成中温制冷剂闭式循环；低温制冷剂作为工作介质的闭式循环系统包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、低温制冷剂泵和第一膨胀发电机，低温制冷剂蒸汽在第一换热器中利用液化天然气的冷量被冷凝成液体，然后经过低温制冷剂泵增压，然后进入第二换热器，被中温制冷剂蒸汽加热蒸发，低温制冷剂蒸汽进入第三换热器进一步过热，最后到第一膨胀发电机中膨胀发电后回到第一换热器，完成低温制冷剂的闭式循环。

LNG用于空调的系统还包括第一LNG泵和第二膨胀发电机，低温贮槽中的液化天然气先经过第一LNG泵增压，然后依次经过第一换热器、第二换热器和第三换热器后进入第二膨胀发电机发电，从第二膨胀发电机中出来的天然气再经过第三换热器，进一步回收其热量，可以提高液化天然气冷量的利用率。

低温贮槽中的液化天然气先经过第一LNG泵增压，然后依次经过第一换热器、第二换热器和第三换热器后进入第二膨胀发电机发电，从第三换热器中出来的天然气再经过第二换热器和第三换热器。

所述的低温制冷剂采用乙烷或乙烯，中温制冷剂采用丙烷。

所述的第二换热器又为冷凝蒸发器，低温制冷剂在其中蒸发，中温制冷剂在其中冷凝。

在第三换热器中获得冷量的空调用载冷剂（即第二冷媒）为水、醇溶液或CO2。

所述的第一换热器采用绕管式换热器，第二换热器采用多股流板翅式换热器，第三换热器采用多股流板翅式换热器。

根据液体来源不同，若液体中含有压力，可取消第一LNG泵和第二膨胀发电机，提供另外一种LNG用于空调的系统，为了把液化天然气低温区的冷量转换为制冷空调用的高温区冷量，包括由中温制冷剂作为工作介质的闭式循环系统和低温制冷剂作为工作介质的闭式循环系统，低温制冷剂蒸汽在第一换热器中利用液化天然气的冷量被冷凝成液体，然后经过低温制冷剂泵增压，进入第二换热器，被中温制冷剂蒸汽加热蒸发，为了提高系统的效率，低温制冷剂蒸汽进入第三换热器中进一步过热，最后到第一膨胀发电机中膨胀做功发电，最后回到第一换热器，完成低温制冷剂的闭式循环；中温制冷剂蒸汽在第二换热器中被低温制冷剂和天然气冷凝成液体，然后经过中温制冷剂泵增压，到第三换热器中与空调用的载冷剂（即第二冷媒）换热，被加热成蒸汽，进入第三膨胀发电机中膨胀做功发电，最后回到第二换热器，完成中温制冷剂的闭式循环。