李健

摘要： 本文簡(jiǎn)述了液化天然氣冷能回收技術(shù)的概念及作用，分析了將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的可行性，并以此為依據(jù)，擬定了具體的實(shí)施方案，希望能對(duì)能源的優(yōu)化配置、倡導(dǎo)低碳環(huán)保生活提供幫助。

Abstract： This paper briefly describes the concept and function of LNG cold energy recycling technology， analyzes the feasibility of applying liquefied natural gas （LNG） to the of bus air conditioning system， and on this basis， proposes the concrete implementation plan， hoping to be helpful for the optimization of energy configuration and advocating low carbon life.

關(guān)鍵詞： 液化天然氣；汽車；冷量回收；空調(diào)系統(tǒng)

Key words： liquefied natural gas （LNG）；car；cold energy recycling；air conditioning system

中圖分類號(hào)：U469.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）12-0031-02

0 引言

將天然氣用液體儲(chǔ)存的形式替代傳統(tǒng)的壓縮儲(chǔ)存形式，能有效降低汽車的載重量，盡可能延長(zhǎng)汽車的行駛路程。作為一種新型清潔能源，液化天然氣具有燃燒熱值高、排放的尾氣對(duì)環(huán)境的污染小、存儲(chǔ)量大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于出租車、環(huán)衛(wèi)車等服務(wù)性汽車中，具有十分廣闊的發(fā)展前景。如何進(jìn)一步提高液化天然氣的使用率，實(shí)現(xiàn)清潔能源的合理優(yōu)化配置成為了相關(guān)部門探索的重點(diǎn)。本文將利用液化天然氣冷量高的特點(diǎn)，探討將其利用于公共汽車空調(diào)系統(tǒng)的可能性，充分體現(xiàn)液化天然氣的實(shí)用性與社會(huì)價(jià)值。

1 液化天然氣冷能回收技術(shù)

1.1 液化天然氣冷能回收技術(shù)的概述 液化天然氣對(duì)存儲(chǔ)溫度的要求較高，一般控制在零下一百五十度左右，以液體的形式存在，具有攜帶輕便、體積小巧的特點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前，需要將液化天然氣高溫加熱，使其由液化形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣螒B(tài)，為汽車的正常行駛提供必要的動(dòng)力。在液化天然氣向氣體形式轉(zhuǎn)變的過程中，會(huì)釋放約900kJ/kg的冷能資源，如若能找到一種方法，將液化天然氣氣化過程中產(chǎn)生的冷能利用起來，將會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，是節(jié)能減排工作的又一項(xiàng)突破。

1.2 液化天然氣冷能回收空調(diào)技術(shù) 目前，國(guó)外已有公司將液化天然氣氣化過程產(chǎn)生的冷能資源運(yùn)用到食品冷藏中，為我們進(jìn)一步探討如何將冷能運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)提供了必要的信息數(shù)據(jù)支持。當(dāng)前的構(gòu)想是在液化天然氣供氣系統(tǒng)中加設(shè)一個(gè)專門的低溫?zé)峤粨Q器，便于空調(diào)冷媒帶走氣化過程產(chǎn)生的冷能，并通過汽車空氣換熱裝置實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的制冷要求。我國(guó)早年就有許多專家學(xué)者萌生了將液化天然氣中的冷能資源運(yùn)用于空調(diào)系統(tǒng)中的構(gòu)想，為此次的探究活動(dòng)奠定了理論基礎(chǔ)。

2 將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的可行性分析

2.1 汽車空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算 要想設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，就要分步驟，對(duì)公交空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷做出較為精準(zhǔn)的估計(jì)。當(dāng)前，全球計(jì)算空調(diào)實(shí)際負(fù)荷量的主流方法有穩(wěn)態(tài)計(jì)算法與動(dòng)態(tài)計(jì)算法兩種。相較于動(dòng)態(tài)計(jì)算方法，穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法更具實(shí)用性、簡(jiǎn)便性，能如實(shí)反映出空調(diào)負(fù)荷的實(shí)際變化量。本次試驗(yàn)充分考慮到公交車在實(shí)際行車過程中可能遇到的一系列問題，如速度變化、氣候變化等，選用了較為簡(jiǎn)單有效的穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法輔助試驗(yàn)。

一般來說，公交車的空調(diào)熱負(fù)荷量由車內(nèi)駕駛者與乘客散發(fā)的熱負(fù)荷、空調(diào)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)入車內(nèi)的熱負(fù)荷、車外熱度導(dǎo)入車內(nèi)的熱負(fù)荷等相加而得。要進(jìn)一步完善空氣冷卻器的設(shè)計(jì)，就要結(jié)合公交車的實(shí)際情況，對(duì)其空調(diào)在行車過程中可能需要的冷量值進(jìn)行科學(xué)預(yù)估，不斷精確公交車空氣冷卻器的功率范圍。

根據(jù)有效資料顯示，液化天然氣在氣化過程中產(chǎn)生的冷能的實(shí)際回收率不到一半，若使用冷能裝置的城市公交空調(diào)系統(tǒng)冷能回收高于理論數(shù)據(jù)，則實(shí)際可回收的最大冷能值為3.15kW。

3 將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

3.1 冷量回收系統(tǒng)的組成要素 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在液化天然氣供氣技術(shù)領(lǐng)域取得了一定成績(jī)，具有較為豐富的理論經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)資料，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行冷量研究提供幫助。通過圖1可知，液化天然氣冷量回收系統(tǒng)由冷回收換熱器、循環(huán)水泵與水箱、空氣換熱器及各種輔助元件構(gòu)成。①冷回收換熱器。冷回收換熱器是整個(gè)公交冷能空調(diào)回收系統(tǒng)中的重中之重。一般情況下，冷媒會(huì)與液化的天然氣在冷回收轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行換熱。在此過程中，若要確保冷交換器具備足夠的熱能與冷能進(jìn)行交換，使液化天然氣獲得最大回收率，就必須要充分考慮冷媒的最低結(jié)冰溫度，盡量避免出現(xiàn)冷媒結(jié)冰率過高阻礙冷熱轉(zhuǎn)換的情況發(fā)生。設(shè)計(jì)者在制定涉及方案的時(shí)候，一定要將冷媒的結(jié)冰情況考慮在內(nèi)，將其控制在一個(gè)合理范圍，以提高冷回收換熱器的工作效率，使空調(diào)系統(tǒng)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。②蓄冷系統(tǒng)。由于公交車在實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多突發(fā)狀況，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不暢等問題，嚴(yán)重影響空調(diào)制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在公交車上加裝一套蓄冷系統(tǒng)，就能夠在冷量回收裝置產(chǎn)生過多冷氣的時(shí)候，將多余的冷氣儲(chǔ)存起來，用于應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，進(jìn)一步維持公交車供冷需求。③空調(diào)末端系統(tǒng)?？照{(diào)末端系統(tǒng)也是公交車空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，它能將空調(diào)冷媒通過管道傳導(dǎo)的冷氣輸送到公交車內(nèi)的各個(gè)角落，維持公交制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。④循環(huán)系統(tǒng)。在公交空調(diào)系統(tǒng)中加設(shè)循環(huán)系統(tǒng)，能促進(jìn)空調(diào)管道內(nèi)冷氣的流動(dòng)，使其將冷風(fēng)輸送到車內(nèi)各處。在出現(xiàn)緊急情況，如內(nèi)壓異常時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)能開啟安全管路，進(jìn)行泄壓工作，盡量確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)安全、有序的運(yùn)行。

3.2 冷媒的選擇要求 冷媒就是通常提及到的載冷劑，它能將液化天然氣氣化后產(chǎn)生的冷能牽引到空氣換熱器中，幫助進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)公共汽車空調(diào)制冷工作。冷媒的選擇需要注意的內(nèi)容十分繁復(fù)，設(shè)計(jì)者要盡量挑選熱容較大的冷媒，以有效減少載冷劑的需求量，節(jié)省設(shè)計(jì)成本。除此之外，還要充分考慮公交車的實(shí)際空間大小、動(dòng)力粘度對(duì)公交空調(diào)管網(wǎng)造成的破壞，應(yīng)選擇導(dǎo)熱率較好且粘度較小的冷媒。為了有效延長(zhǎng)空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，設(shè)計(jì)人員要充分了解不同冷媒的化學(xué)特性，挑選出化學(xué)成分穩(wěn)定、無毒無害、不會(huì)對(duì)內(nèi)部管網(wǎng)造成腐蝕、不會(huì)在高溫下被引爆的載冷劑投入使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，液化天然氣作為一種新型清潔能源，具有燃燒熱值高、存儲(chǔ)量大、車載面積小、便于攜帶等優(yōu)勢(shì)，投入使用后能有效降低汽車尾氣對(duì)大氣造成的污染，被廣泛應(yīng)用于出租車、環(huán)衛(wèi)車等服務(wù)性汽車中，具有十分廣闊的發(fā)展前景。由于液化天然氣在遇高溫氣化的過程中會(huì)釋放出較大的冷能，若是將其運(yùn)用于公交車或出租車夏季空調(diào)制冷中，就能提高液化天然氣的利用率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化合理配置，迎合國(guó)家低碳環(huán)保的節(jié)能減排需求。筆者將回收得到的冷量再次利用到公共汽車空調(diào)制冷中，通過計(jì)算汽車空調(diào)實(shí)際熱負(fù)荷值與估計(jì)液化天然氣中可回收的最大冷量值的方式，對(duì)該做法的可行性進(jìn)行了較為深入的探討。不僅如此，還將冷量回收系統(tǒng)分為四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，簡(jiǎn)述了空調(diào)制冷系統(tǒng)中冷媒的選擇要素，為最終實(shí)現(xiàn)設(shè)想做好了鋪墊工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]郎峰.液化天然氣（LNG）公交車?yán)淞炕厥掌嚳照{(diào)系統(tǒng)的研究[D].山東建筑大學(xué)，2011.

[2]張哲，孫冰冰，田津津.LNG冷藏車?yán)淞炕厥盏母鞣N方法比較分析[J].低溫與超導(dǎo)，2011（11）.

[3]魏鵬威，張建一，詹鋆.基于LNG冷能利用的公交車空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化[J].低溫與超導(dǎo)，2012（05）.

[4]張哲，郭永剛，田津津.液化天然氣（LNG）冷藏車?yán)淞炕厥論Q熱器的設(shè)計(jì)[J].低溫與超導(dǎo)，2012（07）.

[5]于飛.液化天然氣城市公交車輛動(dòng)力匹配技術(shù)研究[D].青島理工大學(xué)，2011.endprint

摘要： 本文簡(jiǎn)述了液化天然氣冷能回收技術(shù)的概念及作用，分析了將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的可行性，并以此為依據(jù)，擬定了具體的實(shí)施方案，希望能對(duì)能源的優(yōu)化配置、倡導(dǎo)低碳環(huán)保生活提供幫助。

Abstract： This paper briefly describes the concept and function of LNG cold energy recycling technology， analyzes the feasibility of applying liquefied natural gas （LNG） to the of bus air conditioning system， and on this basis， proposes the concrete implementation plan， hoping to be helpful for the optimization of energy configuration and advocating low carbon life.

關(guān)鍵詞： 液化天然氣；汽車；冷量回收；空調(diào)系統(tǒng)

Key words： liquefied natural gas （LNG）；car；cold energy recycling；air conditioning system

中圖分類號(hào)：U469.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）12-0031-02

0 引言

將天然氣用液體儲(chǔ)存的形式替代傳統(tǒng)的壓縮儲(chǔ)存形式，能有效降低汽車的載重量，盡可能延長(zhǎng)汽車的行駛路程。作為一種新型清潔能源，液化天然氣具有燃燒熱值高、排放的尾氣對(duì)環(huán)境的污染小、存儲(chǔ)量大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于出租車、環(huán)衛(wèi)車等服務(wù)性汽車中，具有十分廣闊的發(fā)展前景。如何進(jìn)一步提高液化天然氣的使用率，實(shí)現(xiàn)清潔能源的合理優(yōu)化配置成為了相關(guān)部門探索的重點(diǎn)。本文將利用液化天然氣冷量高的特點(diǎn)，探討將其利用于公共汽車空調(diào)系統(tǒng)的可能性，充分體現(xiàn)液化天然氣的實(shí)用性與社會(huì)價(jià)值。

1 液化天然氣冷能回收技術(shù)

1.1 液化天然氣冷能回收技術(shù)的概述 液化天然氣對(duì)存儲(chǔ)溫度的要求較高，一般控制在零下一百五十度左右，以液體的形式存在，具有攜帶輕便、體積小巧的特點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前，需要將液化天然氣高溫加熱，使其由液化形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣螒B(tài)，為汽車的正常行駛提供必要的動(dòng)力。在液化天然氣向氣體形式轉(zhuǎn)變的過程中，會(huì)釋放約900kJ/kg的冷能資源，如若能找到一種方法，將液化天然氣氣化過程中產(chǎn)生的冷能利用起來，將會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，是節(jié)能減排工作的又一項(xiàng)突破。

1.2 液化天然氣冷能回收空調(diào)技術(shù) 目前，國(guó)外已有公司將液化天然氣氣化過程產(chǎn)生的冷能資源運(yùn)用到食品冷藏中，為我們進(jìn)一步探討如何將冷能運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)提供了必要的信息數(shù)據(jù)支持。當(dāng)前的構(gòu)想是在液化天然氣供氣系統(tǒng)中加設(shè)一個(gè)專門的低溫?zé)峤粨Q器，便于空調(diào)冷媒帶走氣化過程產(chǎn)生的冷能，并通過汽車空氣換熱裝置實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的制冷要求。我國(guó)早年就有許多專家學(xué)者萌生了將液化天然氣中的冷能資源運(yùn)用于空調(diào)系統(tǒng)中的構(gòu)想，為此次的探究活動(dòng)奠定了理論基礎(chǔ)。

2 將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的可行性分析

2.1 汽車空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算 要想設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，就要分步驟，對(duì)公交空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷做出較為精準(zhǔn)的估計(jì)。當(dāng)前，全球計(jì)算空調(diào)實(shí)際負(fù)荷量的主流方法有穩(wěn)態(tài)計(jì)算法與動(dòng)態(tài)計(jì)算法兩種。相較于動(dòng)態(tài)計(jì)算方法，穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法更具實(shí)用性、簡(jiǎn)便性，能如實(shí)反映出空調(diào)負(fù)荷的實(shí)際變化量。本次試驗(yàn)充分考慮到公交車在實(shí)際行車過程中可能遇到的一系列問題，如速度變化、氣候變化等，選用了較為簡(jiǎn)單有效的穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法輔助試驗(yàn)。

一般來說，公交車的空調(diào)熱負(fù)荷量由車內(nèi)駕駛者與乘客散發(fā)的熱負(fù)荷、空調(diào)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)入車內(nèi)的熱負(fù)荷、車外熱度導(dǎo)入車內(nèi)的熱負(fù)荷等相加而得。要進(jìn)一步完善空氣冷卻器的設(shè)計(jì)，就要結(jié)合公交車的實(shí)際情況，對(duì)其空調(diào)在行車過程中可能需要的冷量值進(jìn)行科學(xué)預(yù)估，不斷精確公交車空氣冷卻器的功率范圍。

根據(jù)有效資料顯示，液化天然氣在氣化過程中產(chǎn)生的冷能的實(shí)際回收率不到一半，若使用冷能裝置的城市公交空調(diào)系統(tǒng)冷能回收高于理論數(shù)據(jù)，則實(shí)際可回收的最大冷能值為3.15kW。

3 將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

3.1 冷量回收系統(tǒng)的組成要素 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在液化天然氣供氣技術(shù)領(lǐng)域取得了一定成績(jī)，具有較為豐富的理論經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)資料，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行冷量研究提供幫助。通過圖1可知，液化天然氣冷量回收系統(tǒng)由冷回收換熱器、循環(huán)水泵與水箱、空氣換熱器及各種輔助元件構(gòu)成。①冷回收換熱器。冷回收換熱器是整個(gè)公交冷能空調(diào)回收系統(tǒng)中的重中之重。一般情況下，冷媒會(huì)與液化的天然氣在冷回收轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行換熱。在此過程中，若要確保冷交換器具備足夠的熱能與冷能進(jìn)行交換，使液化天然氣獲得最大回收率，就必須要充分考慮冷媒的最低結(jié)冰溫度，盡量避免出現(xiàn)冷媒結(jié)冰率過高阻礙冷熱轉(zhuǎn)換的情況發(fā)生。設(shè)計(jì)者在制定涉及方案的時(shí)候，一定要將冷媒的結(jié)冰情況考慮在內(nèi)，將其控制在一個(gè)合理范圍，以提高冷回收換熱器的工作效率，使空調(diào)系統(tǒng)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。②蓄冷系統(tǒng)。由于公交車在實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多突發(fā)狀況，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不暢等問題，嚴(yán)重影響空調(diào)制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在公交車上加裝一套蓄冷系統(tǒng)，就能夠在冷量回收裝置產(chǎn)生過多冷氣的時(shí)候，將多余的冷氣儲(chǔ)存起來，用于應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，進(jìn)一步維持公交車供冷需求。③空調(diào)末端系統(tǒng)?？照{(diào)末端系統(tǒng)也是公交車空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，它能將空調(diào)冷媒通過管道傳導(dǎo)的冷氣輸送到公交車內(nèi)的各個(gè)角落，維持公交制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。④循環(huán)系統(tǒng)。在公交空調(diào)系統(tǒng)中加設(shè)循環(huán)系統(tǒng)，能促進(jìn)空調(diào)管道內(nèi)冷氣的流動(dòng)，使其將冷風(fēng)輸送到車內(nèi)各處。在出現(xiàn)緊急情況，如內(nèi)壓異常時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)能開啟安全管路，進(jìn)行泄壓工作，盡量確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)安全、有序的運(yùn)行。

3.2 冷媒的選擇要求 冷媒就是通常提及到的載冷劑，它能將液化天然氣氣化后產(chǎn)生的冷能牽引到空氣換熱器中，幫助進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)公共汽車空調(diào)制冷工作。冷媒的選擇需要注意的內(nèi)容十分繁復(fù)，設(shè)計(jì)者要盡量挑選熱容較大的冷媒，以有效減少載冷劑的需求量，節(jié)省設(shè)計(jì)成本。除此之外，還要充分考慮公交車的實(shí)際空間大小、動(dòng)力粘度對(duì)公交空調(diào)管網(wǎng)造成的破壞，應(yīng)選擇導(dǎo)熱率較好且粘度較小的冷媒。為了有效延長(zhǎng)空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，設(shè)計(jì)人員要充分了解不同冷媒的化學(xué)特性，挑選出化學(xué)成分穩(wěn)定、無毒無害、不會(huì)對(duì)內(nèi)部管網(wǎng)造成腐蝕、不會(huì)在高溫下被引爆的載冷劑投入使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，液化天然氣作為一種新型清潔能源，具有燃燒熱值高、存儲(chǔ)量大、車載面積小、便于攜帶等優(yōu)勢(shì)，投入使用后能有效降低汽車尾氣對(duì)大氣造成的污染，被廣泛應(yīng)用于出租車、環(huán)衛(wèi)車等服務(wù)性汽車中，具有十分廣闊的發(fā)展前景。由于液化天然氣在遇高溫氣化的過程中會(huì)釋放出較大的冷能，若是將其運(yùn)用于公交車或出租車夏季空調(diào)制冷中，就能提高液化天然氣的利用率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化合理配置，迎合國(guó)家低碳環(huán)保的節(jié)能減排需求。筆者將回收得到的冷量再次利用到公共汽車空調(diào)制冷中，通過計(jì)算汽車空調(diào)實(shí)際熱負(fù)荷值與估計(jì)液化天然氣中可回收的最大冷量值的方式，對(duì)該做法的可行性進(jìn)行了較為深入的探討。不僅如此，還將冷量回收系統(tǒng)分為四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，簡(jiǎn)述了空調(diào)制冷系統(tǒng)中冷媒的選擇要素，為最終實(shí)現(xiàn)設(shè)想做好了鋪墊工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]郎峰.液化天然氣（LNG）公交車?yán)淞炕厥掌嚳照{(diào)系統(tǒng)的研究[D].山東建筑大學(xué)，2011.

[2]張哲，孫冰冰，田津津.LNG冷藏車?yán)淞炕厥盏母鞣N方法比較分析[J].低溫與超導(dǎo)，2011（11）.

[3]魏鵬威，張建一，詹鋆.基于LNG冷能利用的公交車空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化[J].低溫與超導(dǎo)，2012（05）.

[4]張哲，郭永剛，田津津.液化天然氣（LNG）冷藏車?yán)淞炕厥論Q熱器的設(shè)計(jì)[J].低溫與超導(dǎo)，2012（07）.

[5]于飛.液化天然氣城市公交車輛動(dòng)力匹配技術(shù)研究[D].青島理工大學(xué)，2011.endprint

摘要： 本文簡(jiǎn)述了液化天然氣冷能回收技術(shù)的概念及作用，分析了將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的可行性，并以此為依據(jù)，擬定了具體的實(shí)施方案，希望能對(duì)能源的優(yōu)化配置、倡導(dǎo)低碳環(huán)保生活提供幫助。

Abstract： This paper briefly describes the concept and function of LNG cold energy recycling technology， analyzes the feasibility of applying liquefied natural gas （LNG） to the of bus air conditioning system， and on this basis， proposes the concrete implementation plan， hoping to be helpful for the optimization of energy configuration and advocating low carbon life.

關(guān)鍵詞： 液化天然氣；汽車；冷量回收；空調(diào)系統(tǒng)

Key words： liquefied natural gas （LNG）；car；cold energy recycling；air conditioning system

中圖分類號(hào)：U469.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）12-0031-02

0 引言

將天然氣用液體儲(chǔ)存的形式替代傳統(tǒng)的壓縮儲(chǔ)存形式，能有效降低汽車的載重量，盡可能延長(zhǎng)汽車的行駛路程。作為一種新型清潔能源，液化天然氣具有燃燒熱值高、排放的尾氣對(duì)環(huán)境的污染小、存儲(chǔ)量大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于出租車、環(huán)衛(wèi)車等服務(wù)性汽車中，具有十分廣闊的發(fā)展前景。如何進(jìn)一步提高液化天然氣的使用率，實(shí)現(xiàn)清潔能源的合理優(yōu)化配置成為了相關(guān)部門探索的重點(diǎn)。本文將利用液化天然氣冷量高的特點(diǎn)，探討將其利用于公共汽車空調(diào)系統(tǒng)的可能性，充分體現(xiàn)液化天然氣的實(shí)用性與社會(huì)價(jià)值。

1 液化天然氣冷能回收技術(shù)

1.1 液化天然氣冷能回收技術(shù)的概述 液化天然氣對(duì)存儲(chǔ)溫度的要求較高，一般控制在零下一百五十度左右，以液體的形式存在，具有攜帶輕便、體積小巧的特點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前，需要將液化天然氣高溫加熱，使其由液化形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣螒B(tài)，為汽車的正常行駛提供必要的動(dòng)力。在液化天然氣向氣體形式轉(zhuǎn)變的過程中，會(huì)釋放約900kJ/kg的冷能資源，如若能找到一種方法，將液化天然氣氣化過程中產(chǎn)生的冷能利用起來，將會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，是節(jié)能減排工作的又一項(xiàng)突破。

1.2 液化天然氣冷能回收空調(diào)技術(shù) 目前，國(guó)外已有公司將液化天然氣氣化過程產(chǎn)生的冷能資源運(yùn)用到食品冷藏中，為我們進(jìn)一步探討如何將冷能運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)提供了必要的信息數(shù)據(jù)支持。當(dāng)前的構(gòu)想是在液化天然氣供氣系統(tǒng)中加設(shè)一個(gè)專門的低溫?zé)峤粨Q器，便于空調(diào)冷媒帶走氣化過程產(chǎn)生的冷能，并通過汽車空氣換熱裝置實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的制冷要求。我國(guó)早年就有許多專家學(xué)者萌生了將液化天然氣中的冷能資源運(yùn)用于空調(diào)系統(tǒng)中的構(gòu)想，為此次的探究活動(dòng)奠定了理論基礎(chǔ)。

2 將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的可行性分析

2.1 汽車空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算 要想設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，就要分步驟，對(duì)公交空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷做出較為精準(zhǔn)的估計(jì)。當(dāng)前，全球計(jì)算空調(diào)實(shí)際負(fù)荷量的主流方法有穩(wěn)態(tài)計(jì)算法與動(dòng)態(tài)計(jì)算法兩種。相較于動(dòng)態(tài)計(jì)算方法，穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法更具實(shí)用性、簡(jiǎn)便性，能如實(shí)反映出空調(diào)負(fù)荷的實(shí)際變化量。本次試驗(yàn)充分考慮到公交車在實(shí)際行車過程中可能遇到的一系列問題，如速度變化、氣候變化等，選用了較為簡(jiǎn)單有效的穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法輔助試驗(yàn)。

一般來說，公交車的空調(diào)熱負(fù)荷量由車內(nèi)駕駛者與乘客散發(fā)的熱負(fù)荷、空調(diào)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)入車內(nèi)的熱負(fù)荷、車外熱度導(dǎo)入車內(nèi)的熱負(fù)荷等相加而得。要進(jìn)一步完善空氣冷卻器的設(shè)計(jì)，就要結(jié)合公交車的實(shí)際情況，對(duì)其空調(diào)在行車過程中可能需要的冷量值進(jìn)行科學(xué)預(yù)估，不斷精確公交車空氣冷卻器的功率范圍。

根據(jù)有效資料顯示，液化天然氣在氣化過程中產(chǎn)生的冷能的實(shí)際回收率不到一半，若使用冷能裝置的城市公交空調(diào)系統(tǒng)冷能回收高于理論數(shù)據(jù)，則實(shí)際可回收的最大冷能值為3.15kW。

3 將液化天然氣運(yùn)用于公交空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

3.1 冷量回收系統(tǒng)的組成要素 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在液化天然氣供氣技術(shù)領(lǐng)域取得了一定成績(jī)，具有較為豐富的理論經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)資料，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行冷量研究提供幫助。通過圖1可知，液化天然氣冷量回收系統(tǒng)由冷回收換熱器、循環(huán)水泵與水箱、空氣換熱器及各種輔助元件構(gòu)成。①冷回收換熱器。冷回收換熱器是整個(gè)公交冷能空調(diào)回收系統(tǒng)中的重中之重。一般情況下，冷媒會(huì)與液化的天然氣在冷回收轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行換熱。在此過程中，若要確保冷交換器具備足夠的熱能與冷能進(jìn)行交換，使液化天然氣獲得最大回收率，就必須要充分考慮冷媒的最低結(jié)冰溫度，盡量避免出現(xiàn)冷媒結(jié)冰率過高阻礙冷熱轉(zhuǎn)換的情況發(fā)生。設(shè)計(jì)者在制定涉及方案的時(shí)候，一定要將冷媒的結(jié)冰情況考慮在內(nèi)，將其控制在一個(gè)合理范圍，以提高冷回收換熱器的工作效率，使空調(diào)系統(tǒng)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。②蓄冷系統(tǒng)。由于公交車在實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多突發(fā)狀況，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不暢等問題，嚴(yán)重影響空調(diào)制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在公交車上加裝一套蓄冷系統(tǒng)，就能夠在冷量回收裝置產(chǎn)生過多冷氣的時(shí)候，將多余的冷氣儲(chǔ)存起來，用于應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，進(jìn)一步維持公交車供冷需求。③空調(diào)末端系統(tǒng)。空調(diào)末端系統(tǒng)也是公交車空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，它能將空調(diào)冷媒通過管道傳導(dǎo)的冷氣輸送到公交車內(nèi)的各個(gè)角落，維持公交制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。④循環(huán)系統(tǒng)。在公交空調(diào)系統(tǒng)中加設(shè)循環(huán)系統(tǒng)，能促進(jìn)空調(diào)管道內(nèi)冷氣的流動(dòng)，使其將冷風(fēng)輸送到車內(nèi)各處。在出現(xiàn)緊急情況，如內(nèi)壓異常時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)能開啟安全管路，進(jìn)行泄壓工作，盡量確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)安全、有序的運(yùn)行。

3.2 冷媒的選擇要求 冷媒就是通常提及到的載冷劑，它能將液化天然氣氣化后產(chǎn)生的冷能牽引到空氣換熱器中，幫助進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)公共汽車空調(diào)制冷工作。冷媒的選擇需要注意的內(nèi)容十分繁復(fù)，設(shè)計(jì)者要盡量挑選熱容較大的冷媒，以有效減少載冷劑的需求量，節(jié)省設(shè)計(jì)成本。除此之外，還要充分考慮公交車的實(shí)際空間大小、動(dòng)力粘度對(duì)公交空調(diào)管網(wǎng)造成的破壞，應(yīng)選擇導(dǎo)熱率較好且粘度較小的冷媒。為了有效延長(zhǎng)空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，設(shè)計(jì)人員要充分了解不同冷媒的化學(xué)特性，挑選出化學(xué)成分穩(wěn)定、無毒無害、不會(huì)對(duì)內(nèi)部管網(wǎng)造成腐蝕、不會(huì)在高溫下被引爆的載冷劑投入使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，液化天然氣作為一種新型清潔能源，具有燃燒熱值高、存儲(chǔ)量大、車載面積小、便于攜帶等優(yōu)勢(shì)，投入使用后能有效降低汽車尾氣對(duì)大氣造成的污染，被廣泛應(yīng)用于出租車、環(huán)衛(wèi)車等服務(wù)性汽車中，具有十分廣闊的發(fā)展前景。由于液化天然氣在遇高溫氣化的過程中會(huì)釋放出較大的冷能，若是將其運(yùn)用于公交車或出租車夏季空調(diào)制冷中，就能提高液化天然氣的利用率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化合理配置，迎合國(guó)家低碳環(huán)保的節(jié)能減排需求。筆者將回收得到的冷量再次利用到公共汽車空調(diào)制冷中，通過計(jì)算汽車空調(diào)實(shí)際熱負(fù)荷值與估計(jì)液化天然氣中可回收的最大冷量值的方式，對(duì)該做法的可行性進(jìn)行了較為深入的探討。不僅如此，還將冷量回收系統(tǒng)分為四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，簡(jiǎn)述了空調(diào)制冷系統(tǒng)中冷媒的選擇要素，為最終實(shí)現(xiàn)設(shè)想做好了鋪墊工作。

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