LNG公交车的LNG冷能利用特性分析开题报告

1. 研究目的与意义

城市公共交通车辆占城市汽车保有量的比例不到 10%，但却占总运行里程近 50%，其对城市大气污染的比重已达 40% 以上。近年来为解决城市公共通污染严重问题，天然气公交车发展迅速。从汽车尾气污染物排放看，与汽油/柴油车相比，LNG 汽车CO排放可减少85%以上，CO2可减少23% 左右，NOx可减少80% 左右。由于LNG 做燃料环保效果明显，目前，全国很多城市开始采用天然气公交车。预计到 2020 年，全球将有 6500 万辆汽车使用天然气作为动力。作为公交车燃料的天然气包括 LNG( 液化天然气) 和 CNG( 压缩天然气)，车用LNG 储存在低温绝热罐内，其在储液罐中的温度低于－160℃，压力为0.3～0.6MPa，蕴含了很高的可资利用的冷能。本课题拟探讨将其应用到公交车空调系统中，这样不仅可以避免冷量的浪费，而且可以提高公交车空调系统的性能。

2. 国内外研究现状分析

华南理工大学的华贲、熊永强^[1]指出中国经济持续快速发展，能源供需矛盾日益突出，随着能源尤其是电力成本大幅度增加，lng冷能利用越来越显珍贵。为此，利用经济学方法对lng冷姻的价值进行了计算分析，指出lng冷能利用在中国具有重大的节能减排价值和经济效益。通过对中国lng冷能利用的潜在市场、关键技术问题以及国内现有的lng接收站冷能利用进展进行了分析和总结，指出为充分高效地利用lng冷能，需要将冷能利用纳入lng接收站项目规划并与接收站协同设计，建立冷能利用项目与接收站的协同运作机制、整合lng接收站与周边各种产业及冷能利用产业之间的关系，发展小型lng气化站的冷能利用产业。

广州华南理工大学化工与能源学院传热强化与过程节能教育部重点实验室的李静、李志红和华贲^[2]认为随着我国大量进口lng, lng携带的大量低温能量的利用，其经济价值已不能被忽视。为此，综述了目前国内外对lng冷能利用的现状，对现有的lng冷能利用的主要利用方式:冷能发电、空气分离、液化二氧化碳等进行了分析和评价。指出了上述种种利用方法主要是只考虑了冷能的回收，而没有考虑品位的利用，造成大量佣损耗;并且大多是孤立地应用lng冷能，没有和lng的应用相集成。进而介绍了包括利用冷能的新型动力循环和分离c₂ 烃在内的lng冷能利用的研究进展;最后提出了与lng的综合利用相集成的冷能利用集成优化的思路将lng接收站与冷能工业园区一体化建设，以逐级利用lng冷能提高其利用效率。

山东建筑工程学院制冷研究室王强、西安交通大学制冷低温研究所厉彦忠和特灵空调亚洲研发中心殷秀娓^[3]研究绿色汽车燃料液化天然气(lng)具有大量的冷能，将该冷能回收用于汽车空调具有节能和环保的双重意义。为此，针对lng冷量回收过程中的大温差换热关键技术，提出了带有蓄冷功能的多级冷能回收汽车空调系统，并对该系统进行了模块化数值分析;进而初步研究了空冷器中乙二醇溶液进出口温度及流量对风温的影响。结果表明，板翅换热器出口乙二醇溶液温度在275k左右，乙二醇溶液流量保持在100l/h左右较为合适。这为系统中各换热器进出口温度及结构参数的确定，以及进一步开展实验研究提供了可靠的理论依据。

3. 研究的基本内容与计划

2月26日至3月11日（第一二周）：完成开题报告，并学习lng物性和lng储罐相关知识

3月12日至3月25日（第三四周）：查阅相关资料，综述lng冷能利用的技术途径及适用于lng汽车的冷能利用方法，完成开题报告

3月26日至4月22日（第五至八周）：论证低温送风和过冷循环两种技术途径利用公交车lng冷能的可行性，并进行设计和分析

4. 研究创新点

通过本课题的研究，期望在以下几个方面取得成果：

1. 探讨lng汽车的冷能利用方法。

2. 设计基于低温送风和过冷循环两种技术的利用公交车lng冷能的方案。