摘  要：该项目是一种换热器与制冷系统结合在一起的新型节能成套设备。主要用于各小型加气站及其办公地点、食堂等场所的制冷。本文主要介绍了目前我国型气化器的种类及使用条件，并提供了一种新型的气化形式，同时，在冷能利用上提供一种经济、适用的空调系统。

关键词：热管式气化器、防止结霜、空调系统   

1、前言

目前，大、中型气化装置大致有三种：开架式气化器、中间介质气化器、浸没式气化器，其结构复杂，或是受环境温度影响严重，投资巨大，很难大面积推广及小型化。

根据最新消息，我国的接收站已经向内河发展，其接收站的重要设备—气化器由于受到其热源来源的限制，必然要向中小型发展，这将是未来气化设备发展的必然趋势。

目前现有的中小型气化器主要有：空温式汽化器、电加热式汽化器、蒸汽加热式气化器等。

当前市场上主要是以空温式汽化器为主，其结构简单、造价低、已被广泛的应用于大量的生产实际之中。但是，其主要问题是存在结霜现象，而且比较严重，（见下图）造成在使用的过程中换热效率下降。

2、热管式气化器工作原理

见下图，热源水（井水或循环水），进入换热器内走壳程，通过热管的外壁将热量传递给热管内的工作介质，工作介质被气化，上升到热管的上部，再通过内管的管壁将热量传递给-160℃的液态天然气（LNG），天然气走换热器的管程（内管），在管内通过管壁吸收管外工质的热量完成超临界换热过程，气化为1℃气态天然气（NG）。管内工质与天然气换热后，放出气化潜热，凝结为液态，回落到热管的下部，然后再次被气化，循环往复，不断来将水的热量传递给液化天然气，完成整个气化过程。 

热管换热器换热简图

3、空调系统的原理

以下为一个用户的实际运行参数来说明其制冷系统的工作原理：30℃左右的热风进入制冷系统，走制冷系统的管外，在管外通过管壁进行换热温度降为a℃；从气化器出来的5℃的冷水进入制冷系统的管内，冷水在该系统中被加热到17℃左右，重新送回到换热器中继续加热天然气，完成水的循环。

其整个循环系统工作原理为：热原给水通过管道及控制阀进入到气化器中，热水通过与天然气换热，本身温度被降低变为冷水，冷水然后进入室内的空调，通过风机给室内进行制冷。冷水在室内吸收热空气的热量，温度重新被升高，通过管道重新流回到气化器当中循环往复，实现了给室内制冷的目的。 

空调系统简图

4、系统的两项关键技术

防止结冰：利用热管技术防止换热管外结冰的关键技术。

特定结构：利用大型ORV的工作原理，使得结构更加简单、安全。

5、本发明的有益效果：

5.1.本发明利用了低温热管高效传热的特性，大幅度提高了换热效率。

5.2.本发明利用了热管的特殊结构，使得作为热源的水与要加热的液态天然气分开，有效的避免了结冰。

5.3.本发明结构简单，但是很好的解决了空预气化器的结霜问题，同时与目前的三种大型气化器相比，大大的降低了制造和安装成本。

6、经济可行性分（以气化量为一吨的实际参数为例）

系统总的经费需求约40万元。

预计该系统每年节电：

140(KW)X8(小时)X21天X4月=94080KW·小时

预计该系统每年节费用：

0.8元/度x94080=75264元

20万/7.5万=2.66年

综上，该项目原来设备的投资大概在20万元，所增加的投资大概三年内收回投资。该装备具有较为广阔的国内市场，据了解，我国目前有小型加气站一千余家，预计到2025年我国中小型加气站将达到5000家。如果能有十分一的用户，我们的近期潜在市场销售总额就可以达到40X500=20000万元，可见经济效益相当可观。该装备的研制成功，将可以大大提高现有气化器体系的综合效益。

7、结论

综上所述，通过两年多的深入研究，我公司现已完成了设备的换热计算、结构设计，强度校核等工作。市场表明，研制该气化带空调系统是十分必要的，我们即提供了一种新型的气化设备，同时利用了天然气的冷能去给室内进行制冷，是一种节能环保的新型产品。该方案依据气化站使用要求是确实可行的，技术途径明确，关键技术成熟，并且有着广阔的市场空间。