一種利用太陽墻和溫差發電的lng空溫式氣化裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于太陽能氣化LNG技術領域，特別涉及一種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置及方法。
【背景技術】
[0002]液化天然氣(LNG)是我國城市燃氣的一種重要氣源，其在供給用戶應用前需要由液態氣化成氣態。由于LNG溫度為-162 °C，常采用空溫式氣化器氣化LNGING空溫式氣化器的優點是直接吸收大氣中空氣的熱量氣化LNG，不消耗水和電能，運行成本低，但其氣化量(即氣化能力)受環境溫度的影響較大，在氣溫較低時，尤其在嚴寒地區，氣化量可能達不到額定值，并且氣化器外表面容易出現結霜結冰的現象。為此，現有技術多采用水浴式加熱、電加熱或者兩用一備等方式來解決LNG空溫式氣化器氣化能力較低和易結霜結冰的問題，但這些方式不僅耗能多，而且投資高。同時，LNG在氣化過程中，自身蘊藏的大量冷能沒有被利用，直接浪費至環境中。
[0003]太陽能作為一種可再生能源，具有經濟、實用、無污染等優點，隨著科技的發展和技術的進步，在多方面被開發應用，太陽墻就是其中一種太陽能利用技術。太陽墻技術在民用建筑的應用表明:利用太陽墻可吸收太陽輻射加熱空氣，并能夠有組織的輸送熱空氣到建筑物內部。
[0004]溫差發電技術是清潔能源利用的一個重要的發展方向，利用溫差發電技術不僅可以提高能源利用率、還可以使用電設備實現自主供能，降低運行成本。
【發明內容】
[0005]針對現有技術不足，本發明提供了一種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置及方法。
[0006]—種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置，該裝置包括太陽墻、溫差發電片9、風機6、風管5、電機7和LNG空溫式氣化器14;
[0007]所述太陽墻為圓筒形結構，由內至外包括太陽墻內板I和太陽墻集熱板2，所述太陽墻內板I和太陽墻集熱板2為鍍鋅鋼材質，兩者相隔開形成太陽墻空腔，所述太陽墻空腔的底部不封口，形成底部進風口4，頂部除正南、正西、正北、正東方向的4個預留風口外，其余部分用鍍鋅鋼板焊接密封;所述風管5設置四條，正南、正西、正北、正東方向各布置一條，風管5的一端連接至太陽墻空腔頂部相應方向的預留風口，另一端連接至風機6的入口，風機6與電機7連接;所述太陽墻集熱板2上均勻開設小孔；
[0008]—組溫差發電片9分布安裝在太陽墻集熱板2的外壁上，該組溫差發電片9的高溫端溫度為太陽墻集熱板2的溫度，低溫端溫度為環境空氣溫度；另一組溫差發電片9分布安裝在氣化器入口管道12上，該組溫差發電片9的高溫端為環境空氣溫度，低溫端為氣化器入口管道12的壁溫;所有的溫差發電片9通過導線11依次串聯連接，形成電源，電源通過導線11連接至電機7，電源與電機7之間設有開關17;
[0009]底部支架3均勻設置在太陽墻內板I底部的圓周上，并固定在地面上形成支撐;LNG空溫式氣化器14支撐在太陽墻內部。
[0010]所述風機6位于太陽墻上方，且位于太陽墻的中軸線上。
[0011]所述電源與電機7之間設有穩壓模塊10。
[0012]所述太陽墻集熱板2與太陽墻內板I之間從下到上焊接若干加強筋。
[0013]所述太陽墻集熱板2的底部與太陽墻內板I的底部齊平，且太陽墻集熱板2的頂部與太陽墻內板I的頂部齊平。
[0014]所述LNG空溫式氣化器14支撐在氣化器基礎15上，氣化器基礎15的頂部和底部支架3的頂部齊平。
[0015]所述太陽墻內設置LNG空溫式氣化器14的數量為一個以上。
[0016]所述LNG空溫式氣化器14為任何形式的空溫式氣化器。
[0017]太陽墻的正北方設有檢修門16，所述檢修門16向外開啟。
[0018]上述一種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置氣化LNG的方法，環境中的空氣通過太陽墻集熱板2上的小孔和底部進風口 4進入由太陽墻內板I和太陽墻集熱板2構成的太陽墻空腔，太陽墻集熱板2吸收太陽輻射加熱空氣，空氣受熱后向上流動，通過風管5匯總至風機6的入口，由風機6加壓后以一定速度和方向送出至LNG空溫式氣化器14，與LNG通過LNG空溫式氣化器14進行間壁式換熱，從而氣化LNG，氣化后的天然氣通過氣化器出口管道13進入燃氣管網；
[0019]當夜間無太陽輻射時，通過太陽墻自身的蓄熱功能加熱空氣，熱空氣通過風機6送至LNG空溫式氣化器14氣化LNG ；
[0020]風機6所需電能由溫差發電片9形成的電源提供。當LNG空溫式氣化器14不運行時，直接通過開關17切斷電機7與電源之間的連接。
[0021]本發明的有益效果為:
[0022]1、本發明將太陽能熱利用技術、溫差發電技術和LNG氣化技術耦合，利用太陽輻射將流經太陽墻內部的空氣加熱，結合溫差發電技術，進一步利用太陽能和LNG冷能，通過溫差發電片利用太陽墻與環境之間的溫差和環境與LNG之間的溫差發電，產生的電能驅動風機，將太陽墻加熱后的空氣機械送風至LNG空溫式氣化器，強化換熱效果，提高LNG空溫式氣化器的氣化能力，緩解或消除空溫式氣化器在使用過程中外表面出現的堆霜結冰問題，并且拓寬太陽墻和溫差發電技術的應用領域。
[0023]2、太陽墻采用圓筒形結構，風管連接在太陽墻頂部，風機位于四條風管的結合處，風管沿空氣流動方向斜向上設置，有利于風管內部空氣流動;氣化器上空除風管位置外，其余位置中空，可利用雨雪、環境風速促進氣化器的換熱效果，并且有利于提高太陽墻的抗風能力;在沒有太陽能可利用時，太陽墻能夠擋風，有助于氣化器周圍空氣的保溫；
[0024]3、經太陽墻加熱的空氣在夜間可利用太陽墻的蓄熱作用，對氣化器周圍空氣加熱，減少輔助熱源的運行時間，進一步降低LNG氣化能耗；
[0025]4、本發明的裝置結構簡單，安裝和運行方便，無須維護，不額外消耗一次能源，環保節能，便于組件化和商品化。
【附圖說明】
[0026]圖1為一種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置示意圖；
[0027]圖2為一種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置俯視圖。
[0028]標號說明:卜太陽墻內板；2-太陽墻集熱板;3-底部支架;4-底部進風口；5-風管；6-風機;7-電機;8-電機基礎;9-溫差發電片；10-穩壓模塊；11-導線；12-氣化器入口管道；13-氣化器出口管道;14-LNG空溫式氣化器;15-氣化器基礎；16-檢修門；17-開關。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
[0030]如圖1-圖2所示一種利用太陽墻和溫差發電的LNG空溫式氣化裝置，該裝置包括太陽墻、溫差發電片9、風機6、風管5、電機7和LNG空溫式氣化器14;
[0031]所述太陽墻為圓筒形結構，由內至外包括太陽墻內板I和太陽墻集熱板2，所述太陽墻內板I和太陽墻集熱板2為鍍鋅鋼材質，兩者的底部和兩者的頂部均齊平，兩者相隔開形成太陽墻空腔，且兩者之間從下到上焊接若干加強筋，所述太陽墻空腔的底部不封口，形成底部進風口 4，頂部除正南、正西、正北、正東方向的4個預留風口外，其余部分用鍍鋅鋼板焊接密封;所述風管5設置四條，正南、正西、正北、正東方向各布置一條，風管5的一端連接至太陽墻空腔頂部相應方向的預留風口，另一端連接至風機6的入口，所述風機6位于太陽墻上方，且位于太陽墻的中軸線上，風機6與電機7連接;所述太陽墻集熱板2上均勻開設小孔；
[0032]—組溫差發電片9分布安裝在太陽墻集熱板2的外壁上，該組溫差發電片9的高溫端溫度為太陽墻集熱板2的溫度，低溫端溫度為環境空氣溫度；另一組溫差發電片9安裝在氣化器入口管道12上，該組溫差發電片9的高