[发明专利]一种LNG空调用高效换热器

说明书

本发明涉及LNG空调领域，具体提供了一种LNG空调用高效换热器，包括外储罐，所述外储罐用于存储蓄冷剂；内换热盘管，所述内换热盘管用于输送LNG；外换热盘管，所述外换热盘管用于输送载冷剂；所述外换热盘管套设在所述内换热盘管的外围，采用同轴布置形式；内储罐，所述内储罐用于存储载冷剂，所述内储罐设置在所述外储罐内部且全部浸没于蓄冷剂中，所述外换热盘管的出口与内筒体连通。本发明使用蓄冷剂作为中间换热介质，并采用内冷外热的换热盘管布置形式，解决了LNG与载冷剂高温差换热时载冷剂冻结造成的LNG空调无法持续运行、换热效率低和冷量损失严重的问题。

技术领域

本发明涉及LNG空调领域，尤其涉及一种LNG空调用高效换热器。

背景技术

LNG作为燃料，其具有价格低廉、热值高、燃烧后排气污染小及环境友好性等优点，目前已广泛应用于国民经济的各个领域。LNG在常压下的温度约为-162℃，通常被存贮在低温介质储罐内。LNG燃烧前需要被加热汽化为天然气，在汽化过程中会释放大量冷能，而这部分冷能通常被直接排放至大气环境中，造成极大的冷量浪费。

LNG冷能回收在国外尤其是日本颇受重视，并在工程实践中得到广泛应用。由于我国LNG工业起步发展比较晚，对LNG冷能回收利用技术方面的研究刚刚开始，特别是小型LNG装备的冷能回收利用技术发展更是缓慢。目前，一些高校、科研院所的专家和学者提出基于LNG冷能回收的汽车空调制冷系统，但是这些制冷系统的取冷换热器均采用载冷剂与LNG直接换热方法，由于两者之间较大的换热温差，导致LNG空调制冷系统容易出现载冷剂冻结和换热不良等问题，致使其无法持续、稳定运行，而且冷能回收利用效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决LNG空调制冷系统容易出现载冷剂冻结和换热不良的问题，本发明提供了一种LNG空调用高效换热器来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LNG空调用高效换热器，包括外储罐，所述外储罐用于存储蓄冷剂，所述蓄冷剂具有气液转换特性且其凝固点的温度低于LNG的温度，所述蓄冷剂在所述外储罐的内部呈现蓄冷剂蒸发气和液相的蓄冷剂两种状态共存，所述外储罐的圆筒形侧壁形成外筒体，所述外储罐的两端分别通过左封头和右封头进行密封；

内换热盘管，所述内换热盘管用于输送LNG，所述内换热盘管固定在所述外储罐内并且其两端的管口位于所述外储罐的外部，所述内换热盘管由多根内换热管并列呈螺旋绕制形成，内换热盘管的螺旋外径为D₁（200mm≤D₁≤500mm）；

外换热盘管，所述外换热盘管用于输送载冷剂，所述外换热盘管固定在所述外储罐内且外换热盘管进口位于所述外储罐的外部，所述外换热盘管由多根外换热管并列呈螺旋绕制形成，外换热盘管的螺旋内径为D₂（400mm≤D₂≤800mm）；

所述外换热盘管套设在所述内换热盘管的外围，采用同轴布置形式，所述内换热盘管的螺旋外径D₁小于所述外换热盘管的螺旋内径D₂，且D₂ - D₁≥30mm；

内储罐，所述内储罐的圆筒形侧壁形成内筒体，所述内储罐用于存储载冷剂，所述内储罐设置在所述外储罐内部且全部浸没于蓄冷剂中，所述外换热盘管的出口与内筒体连通。

作为优选，所述内储罐焊接于所述右封头的内壁面上并与所述外储罐同轴布置，所述外储罐的右封头上开设有与内储罐相连通的载冷剂出液管，所述内筒体上开设有进液孔。

作为优选，所述内换热盘管全部浸没于蓄冷剂中，所述内换热盘管通过管夹结构固定在内换热盘管支撑结构上。