本發(fā)明涉及深冷液體冷能應用領域，具體涉及與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、液化天然氣為一種深冷液體，液化天然氣作為車輛動力燃料，需要經(jīng)過氣化并升溫后進入發(fā)動機燃燒，液化天然氣攜帶的大量冷能在氣化過程中排放至空氣或加熱水中，造成巨大的能源浪費；如果將這部分冷能合理回收，用以為車輛空調(diào)提供冷量，將大大減少汽車空調(diào)能耗，帶來可觀的節(jié)能減排效益。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：將提供一種能利用深冷液體氣化所產(chǎn)生的冷能而大大降低能耗的與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)，包括：第一氣化器、出液管、送氣管、冷卻液供給管、冷卻液回流管、換熱器、風機、控制器、環(huán)境溫度傳感器、循環(huán)進液管、循環(huán)出液管，第一氣化器為水浴式氣化器，換熱器用于使空氣與冷卻液進行換熱，風機對著換熱器吹風以便加快換熱后空氣的擴散，出液管的進口用于與深冷液體儲罐相連，出液管的出口與第一氣化器的介質(zhì)一進口相連，出液管上設置有出液閥，第一氣化器的介質(zhì)一出口與送氣管的進口相連，冷卻液供給管的出口與第一氣化器的介質(zhì)二進口相連，冷卻液回流管的進口與第一氣化器的介質(zhì)二出口相連，冷卻液供給管的進口用于與冷卻液供給源的冷卻液出口相連，冷卻液回流管的出口用于與冷卻液供給源的冷卻液回口相連，冷卻液供給源通過冷卻液出口能向冷卻液供給管輸送冷卻液，冷卻液供給源中設置有能使冷卻液升溫的升溫器件，冷卻液的冰點為-5℃以下，在冷卻液供給管和冷卻液回流管上均串接有供液截止閥，循環(huán)進液管的出口與換熱器的進口相連，循環(huán)進液管上串接有冷卻液溫度傳感器，循環(huán)進液管的進口與第一氣化器的介質(zhì)二出口相連，循環(huán)出液管的進口與換熱器的出口相連，循環(huán)出液管的出口與第一氣化器的介質(zhì)二進口相連，在循環(huán)進液管或者循環(huán)出液管上串接有循環(huán)泵，冷卻液供給管和冷卻液回流管上的供液截止閥、出液閥、環(huán)境溫度傳感器、風機、循環(huán)泵、冷卻液溫度傳感器均與控制器電連接。

3、上述空調(diào)系統(tǒng)的控制方法如下：出液管將深冷液體儲罐中的深冷液體導入至第一氣化器中，冷卻液供給管將冷卻液供給源中經(jīng)升溫后的冷卻液導入至第一氣化器中，冷卻液回流管使冷卻液回到冷卻液供給源中，冷卻液在第一氣化器內(nèi)與深冷液體進行熱交換后會被降溫，深冷液體會被氣化，氣化后的氣體由送氣管向外輸送供用氣設備使用；空調(diào)系統(tǒng)使用時：控制器啟動風機、調(diào)節(jié)冷卻液供給管和冷卻液回流管上的供液截止閥的開度、啟動循環(huán)泵，循環(huán)進液管與換熱器相連通，控制器能通過調(diào)節(jié)冷卻液供給管和冷卻液回流管上的供液截止閥的開度來控制第一氣化器中冷卻液的流量，在循環(huán)泵的帶動下，冷卻液能通過循環(huán)進液管進入換熱器中與空氣進行熱交換，當冷卻液溫度低于空氣溫度時，熱交換后空氣溫度會下降、冷卻液溫度會上升，從而起到制冷的作用，當冷卻液溫度高于空氣溫度時，熱交換后空氣溫度會上升、冷卻液溫度會下降，從而起到制熱作用；冷卻液供給管和冷卻液回流管上的供液截止閥的開度被調(diào)小時，循環(huán)進液管中冷卻液的溫度會下降，反之，循環(huán)進液管中冷卻液的溫度會升高；風機運行后能使換熱后的空氣加快擴散而加快環(huán)境溫度的改變，換熱器中換熱后的冷卻液會通過循環(huán)出液管回到第一氣化器內(nèi)繼續(xù)與深冷液體進行熱交換而降溫；冷卻液溫度傳感器能將檢測到的循環(huán)進液管中冷卻液的溫度傳輸給控制器，控制器能通過控制循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)循環(huán)進液管中冷卻液的流速及流量以調(diào)節(jié)換熱效果，環(huán)境溫度傳感器能將檢測到的環(huán)境溫度傳輸給控制器，控制器能通過控制風機的風速來調(diào)節(jié)環(huán)境的變溫速度；空調(diào)系統(tǒng)不使用時：控制器關停風機和循環(huán)泵。

4、進一步的，前述的與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)，其中：在循環(huán)出液管上串接有單向止回閥；冷卻液溫度傳感器設置于靠近換熱器的循環(huán)進液管出口處。

5、進一步的，前述的與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)，其中：冷卻液供給源為以深冷液體為燃料的汽車發(fā)動機冷卻液系統(tǒng)，環(huán)境溫度傳感器設置于汽車駕駛室中，風機能將換熱后的空氣吹入汽車駕駛室中，出液管的進口與汽車上的深冷液體儲罐相連，送氣管的出口與汽車上的用氣設備相連。

6、進一步的，前述的與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)，其中：還設置有補液進管、補液回管，補液進管的進口、補液回管的出口用于與深冷液體儲罐相連，補液進管的出口與第一氣化器的介質(zhì)三進口相連，補液回管的進口與第一氣化器的介質(zhì)三出口相連，在補液進管和補液回管上均串接有補液截止閥，在補液進管或者補液回管上串接有補液泵，至少一個補液截止閥、補液泵與控制器電連接。

7、這種結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)進一步的控制方法是，使用時，當出現(xiàn)通過出液管導出的深冷液體不能滿足環(huán)境制冷需求時，控制器會控制補液進管和補液回管上未打開的補液截止閥打開、啟動補液泵，在補液泵的帶動下，深冷液體儲罐中的深冷液體經(jīng)補液進管補充進入第一氣化器內(nèi)，然后經(jīng)補液回管回到深冷液體儲罐中，控制器能通過控制補液泵的轉(zhuǎn)速來控制補充的深冷液體的流量，通過額外補充的深冷液體與冷卻液換熱來滿足環(huán)境制冷要求；當空調(diào)系統(tǒng)不使用時，控制器關停補液泵和補液截止閥。

8、進一步的，前述的與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)，其中：還設置有第二氣化器、節(jié)溫器，第二氣化器為水浴式氣化器，送氣管的出口與第二氣化器的介質(zhì)一進口相連，第二氣化器的介質(zhì)一出口通過管道與節(jié)溫器的介質(zhì)一進口相連，節(jié)溫器的介質(zhì)一出口通過管道向用氣設備供氣，第二氣化器的介質(zhì)二進口通過管道與冷卻液供給管相連，第二氣化器的介質(zhì)二出口通過管道與節(jié)溫器的介質(zhì)二進口相連，節(jié)溫器的介質(zhì)二出口通過管道與冷卻液回流管相連。

9、這種結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)進一步的控制方法是，工作時，預先設置好節(jié)溫器的工作溫度，送氣管將氣體繼續(xù)輸送至第二氣化器中，冷卻液供給管中的冷卻液通過管道進入第二氣化器中與氣體繼續(xù)進行熱交換，第二氣化器中的冷卻液在換熱后通過節(jié)溫器回到冷卻液回流管中，當流過節(jié)溫器的氣體的溫度低于節(jié)溫器中設定的工作溫度時，節(jié)溫器能擴大流通直徑而加大第二氣化器中冷卻液的流量，從而使氣體的溫度能上升，反之，當流過節(jié)溫器的氣體的溫度高于節(jié)溫器中設定的工作溫度時，節(jié)溫器能縮小流通直徑而減小第二氣化器中冷卻液的流量，從而使氣體的溫度能下降。

10、進一步的，前述的與深冷液體氣化過程相配合的空調(diào)系統(tǒng)，其中：還設置有儲冷水箱、電磁三通閥、旁通管，儲冷水箱串接于循環(huán)出液管上，電磁三通閥通過其上的兩個端口串接于循環(huán)進液管上，電磁三通閥上剩余的那個端口與旁通管的進口相連，旁通管的出口與循環(huán)出液管相連、并且其連通處位于儲冷水箱和換熱器之間，儲冷水箱中設置有用于檢測所存冷卻液的溫度的水箱溫度傳感器，電磁三通閥、水箱溫度傳感器與控制器電連接。

11、這種結(jié)構(gòu)的空調(diào)系統(tǒng)進一步的控制方法是：當空調(diào)不使用時：啟動循環(huán)泵，并且使循環(huán)進液管和旁通管相連通，使冷卻液通過電磁三通閥進入旁通管中，然后冷卻液進入到儲冷水箱中，由儲冷水箱流出的冷卻液回到第一氣化器內(nèi)繼續(xù)與深冷液體進行熱交換，控制器通過水箱溫度傳感器來控制循環(huán)泵，當儲冷水箱中冷卻液溫度低于設定溫度時，控制器控制循環(huán)泵停止運行，當儲冷水箱中冷卻液溫度高于設定溫度時，控制器控制循環(huán)泵啟動運行，從而使儲冷水箱中儲存有低溫冷卻液；這樣在空調(diào)啟動制冷時，儲冷水箱中的低溫冷卻液能為換熱器快速及時提供冷能。

12、本發(fā)明的優(yōu)點為：所述的空調(diào)系統(tǒng)能利用深冷液體氣化產(chǎn)生的冷能制冷，尤其適用于使用深冷液體作為動力燃料的汽車，能替代傳統(tǒng)車載空調(diào)制冷，同時也能實現(xiàn)制熱功能，消除了常規(guī)空調(diào)壓縮制冷循環(huán)所必須的高功耗部件——壓縮機，從而能大大降低能耗，帶來可觀的節(jié)能減排效益；傳遞冷能的冷媒介質(zhì)只使用冷卻液——如發(fā)動機冷卻液，并且只需一種介質(zhì)就可滿足空調(diào)取冷、制熱以及深冷液體氣化的作用，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。