当今世界的能源结构在不断调整,天然气成为了全世界最为关注的清洁能源,其中天然气汽车行业更是蓬勃发展。中国天然气汽车市场发展尤其迅速,LCNG是一种以LNG为原料为CNG汽车加气的气站,在我国有着巨大的发展空间。在该加气站工作过程中,LNG气化会产生约870kJ/kg的冷量,直接释放在空气中,造成冷量浪费。本文以此为研究内容,研究设计出一套可用于LCNG加气站冷能回收并加以利用的系统。首先通过文献调研,对常见的LNG冷能回收利用技术进行了分析和研究。再根据LCNG加气站的工作特点,提出了4种冷能回收工艺的设想,最终从经济性、实用性和整体效率等多方面考虑,选用了单级循环冰蓄冷系统作为LCNG加气站冷能回收的系统。并根据已选用的系统特点,选用了凝固点低、安全性高的质量分数为50%的乙二醇水溶液作为冷能回收系统的载冷剂。其次,采用HYSYS软件对设计流程进行了模拟,并根据模拟参数和实验室条件,搭建一套模拟LCNG加气站冷能回收的系统。通过设计选型,并实地调研与厂家合作,生产制造了满足实验工况的缠绕管式换热器,低温活塞泵和外融冰式蓄冰槽。此外为保证实验安全性,还设计了解决高压氮气排放的减压阀组和排气管路和防止乙二醇溶液冻堵的加热器。然后,利用搭建好的实验装置展开了四组完整实验,并分别模拟了实际工况中的蓄冰、融冰和边蓄边融工况。通过实验数据分析得到缠绕管式换热器的效率在75%-85%,影响换热器效率最主要的因素在于环境的温度,同时要在设计中注意适当增大换热面积来保证换热充分;蓄冰槽的换热效率根据工况而有所不同,蓄冰工况时为47%,融冰工况为95%以上,边蓄边融工况为52%,说明在外融冰蓄冰槽中,融冰效率远高于蓄冰效率,并且在有水流扰动的情况下蓄冰槽的换热效率会提高;四组实验的整体系统冷能回收效率在22%-26%,略低于HYSYS模拟值32%,除了换热器和蓄冰槽的影响因素,还有载冷剂储槽会有一部分冷量的损失。最后,以实验数据为基础,以日售气量20000Nm~3的加气站为例,利用静态经济评价方法评价整个系统的经济性。设定实际加气站冷能回收效率为25%,冷能回收系统新增投资成本为5.8万,全年节省的运行费用为1.44万,投资回收期在4.03年,因此该项目从经济性上具有可行性。结合其自身的资源综合利用的背景意义,LCNG加气站冷能回收及利用系统值得大力推广应用。