汽車尾氣余熱回收正逆聯(lián)合循環(huán)冷熱電自耦合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種余熱回收利用技術(shù)，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種汽車 尾氣回收正逆聯(lián)合循環(huán)冷熱電自耦合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車作為一種交通工具，在現(xiàn)代社會得到了越來越普遍的應(yīng)用，而且我國的汽車 保有量也在逐年增加，目前已達(dá)到2億多輛。如此多的汽車保有量所造成問題是：
[0003] (1)每年因?yàn)槠囄矚獾呐欧?，浪費(fèi)了大量的熱量；
[0004] (2)現(xiàn)有汽車的空調(diào)都是靠汽車發(fā)動機(jī)的帶動實(shí)現(xiàn)制冷（電動汽車則靠蓄電池帶 動實(shí)現(xiàn)制冷），這無形中減弱了汽車行駛的動力，不僅影響汽車的行駛速度和里程，而且還 會使汽車空調(diào)的制冷供暖效果達(dá)不到適合人體舒適性的要求。
[0005] 可見，怎樣回收汽車尾氣余熱并使汽車空調(diào)的制冷模式既滿足駕乘人員的舒適性 要求又與汽車的行駛動力相互獨(dú)立，已成為亟待解決的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的就是解決以上現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，并為此提供一種汽車尾 氣余熱回收正逆聯(lián)合循環(huán)冷熱電自耦合系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了汽車尾氣進(jìn)行發(fā)電以及汽 車的冬季供暖和夏季制冷，從而實(shí)現(xiàn)汽車尾氣余熱的高效利用，使現(xiàn)有技術(shù)存在的汽車空 調(diào)制冷無形中減弱汽車的行駛動力、行駛速度和里程的問題得以解決，不僅有利于節(jié)能環(huán) 保，而且使汽車空調(diào)工作不穩(wěn)定、制冷供暖間歇性不足的不良狀況得以改善，能更好地滿足 駕乘人員的舒適性要求。
[0007] 本實(shí)用新型的汽車尾氣余熱回收正逆聯(lián)合循環(huán)冷熱電自耦合系統(tǒng)，包括工質(zhì)蒸發(fā) 器、采暖預(yù)熱器、工質(zhì)栗、冷凝器、風(fēng)機(jī)、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、蓄電池、壓縮機(jī)、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、繼 電器以及第一、第二、第三、第四截止閥；
[0008] 所述的工質(zhì)蒸發(fā)器、工質(zhì)栗、第一冷凝器、膨脹機(jī)以及第一截止閥構(gòu)成汽車尾氣余 熱回收0RC發(fā)電回路，其構(gòu)成方式是：所述工質(zhì)栗的輸出端連接所述工質(zhì)蒸發(fā)器的輸入端， 所述工質(zhì)蒸發(fā)器的輸出端通過第一截止閥連接膨脹機(jī)的輸入端，所述膨脹機(jī)的輸出端連接 冷凝器的輸入端，所述冷凝器的輸出端連接所述工質(zhì)栗輸入端；
[0009] 所述的工質(zhì)蒸發(fā)器和采暖預(yù)熱器構(gòu)成汽車尾氣利用回路，其構(gòu)成方式是：所述 的工質(zhì)蒸發(fā)器接收汽車尾氣并輸送到所述采暖預(yù)熱器的輸入端并由所述的采暖預(yù)熱器輸 出；
[0010] 所述的采暖預(yù)熱器、冷凝器、風(fēng)機(jī)以及第二、第三截止閥構(gòu)成冬季空氣加熱回路， 其構(gòu)成方式是：所述風(fēng)機(jī)的輸出端連接所述冷凝器的輸入端，并通過所述的冷凝器分支兩 路，一路通過第二截止閥連接所述采暖預(yù)熱器的空氣輸入端并通過所述采暖預(yù)熱器的空氣 輸出端輸入到汽車車廂內(nèi)，另一路通過開啟第三截止閥輸出；
[0011] 所述的膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、蓄電池、壓縮機(jī)以及繼電器構(gòu)成電力存儲驅(qū)動回路，其構(gòu) 成方式是：所述的膨脹機(jī)連接所述的發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)的一個(gè)輸出端連接蓄電池，其另一 個(gè)輸出端通過繼電器連接壓縮機(jī)；
[0012] 所述的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器以及第四截止閥構(gòu)成夏季空調(diào)制冷回路， 其構(gòu)成方式是：所述壓縮機(jī)的輸出端通過所述的第四截止閥連接所述冷凝器的另一個(gè)輸入 端，所述冷凝器的另一個(gè)輸出端通過節(jié)流閥連接所述蒸發(fā)器的輸入端，所述蒸發(fā)器的輸出 端連接壓縮機(jī)的另一個(gè)輸入端。
[0013] 所述的汽車尾氣余熱回收0RC發(fā)電回路和夏季空調(diào)制冷回路共用或各用一個(gè)冷 凝器。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0015] (1)可通過冷熱電自耦合實(shí)現(xiàn)汽車尾氣余熱的梯級利用及系統(tǒng)集成，使汽車尾氣 余熱得以高效利用，從而滿足汽車的制冷、供暖需求，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)。
[0016] (2)可構(gòu)成兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，其一為0RC正循環(huán)發(fā)電與空調(diào)制冷逆循環(huán)共用 一個(gè)冷凝器，從而精簡設(shè)備結(jié)構(gòu)；其二為0RC正循環(huán)發(fā)電與空調(diào)制冷逆循環(huán)各用一個(gè)冷凝 器，從而形成兩個(gè)獨(dú)立的子循環(huán)系統(tǒng)，便于夏季空調(diào)制冷時(shí)直接用0RC發(fā)電驅(qū)動。
[0017] (3)可根據(jù)不同的工況需求實(shí)現(xiàn)三種耦合模式：夏季制冷，實(shí)現(xiàn)0RC正循環(huán)發(fā)電+ 空調(diào)逆循環(huán)制冷模式以及蓄電池發(fā)電儲存+空調(diào)逆循環(huán)制冷模式；冬季供暖，實(shí)現(xiàn)0RC正循 環(huán)發(fā)電+空調(diào)供暖模式；過渡季，實(shí)現(xiàn)0RC正循環(huán)發(fā)電模式。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本實(shí)用新型更容易被清楚理解，下面結(jié)合附圖和兩個(gè)實(shí)施例對本實(shí)用新型 的技術(shù)方案作以詳細(xì)說明。
[0021] 實(shí)施例一：
[0022] 參照圖1，本實(shí)施例的汽車尾氣余熱回收正逆聯(lián)合循環(huán)冷熱電自耦合系統(tǒng)由工質(zhì) 蒸發(fā)器1、采暖預(yù)熱器2、工質(zhì)栗3、第一冷凝器4、風(fēng)機(jī)5、膨脹機(jī)6、發(fā)電機(jī)7、蓄電池8、壓縮 機(jī)9、節(jié)流閥11、蒸發(fā)器12、繼電器13以及第一截止閥14、第二截止閥15、第三截止閥16、 第四截止閥17組成；
[0023] 所述的工質(zhì)蒸發(fā)器1、工質(zhì)栗3、第一冷凝器4、膨脹機(jī)6以及第一截止閥14構(gòu)成汽 車尾氣余熱回收0RC發(fā)電回路，其構(gòu)成方式是：所述工質(zhì)栗3的輸出端連接所述工質(zhì)蒸發(fā)器 1的輸入端，所述工質(zhì)蒸發(fā)器1的輸出端通過第一截止閥14連接膨脹機(jī)6的輸入端，所述 膨脹機(jī)6的輸出端連接第一冷凝器4的輸入端，所述第一冷凝器4的輸出端連接所述工質(zhì) 栗3輸入端；所述的工質(zhì)蒸發(fā)器1和采暖預(yù)熱器2構(gòu)成汽車尾氣利用回路，其構(gòu)成方式是： 所述工質(zhì)蒸發(fā)器1接收汽車尾氣并輸送到所述采暖預(yù)熱器2的輸入端并由所述的所述的采 暖預(yù)熱器2輸出；所述的采暖預(yù)熱器2、第一冷凝器4、風(fēng)機(jī)5以及第二截止閥15和第三截 止閥16構(gòu)成冬季空氣加熱回路，其構(gòu)成方式是：所述風(fēng)機(jī)5的輸出端連接所述第一冷凝器 4的輸入端，并通過所述的第一冷凝器4分支兩路，一路通過第二截止閥15連接所述采暖 預(yù)熱器2的空氣輸入端并由所述采暖預(yù)熱器2的空氣輸出端輸入到汽車車廂內(nèi)供暖，另一 路通過開啟第三截止閥16輸出；所述的膨脹機(jī)6、發(fā)電機(jī)7、蓄電池8、壓縮機(jī)9以及繼電器 13構(gòu)成電力存儲驅(qū)動回路，其構(gòu)成方式是：所述膨脹機(jī)6的輸出端連接輸出端連接所述發(fā) 動機(jī)7的輸入端，所述發(fā)動機(jī)7的一個(gè)輸出端連接蓄電池8,所述發(fā)動機(jī)7的另一個(gè)輸出端 通過繼電器13連接壓縮機(jī)9的輸入端；所述的壓縮機(jī)9、第一冷凝器4、節(jié)流閥11、蒸發(fā)器 12以及第四截止閥17構(gòu)成夏季空調(diào)制冷回路，其構(gòu)成方式是：所述壓縮機(jī)9的輸出端通過 所述的第四截止閥17連接所述第一冷凝器4的另一個(gè)輸入端，所述第一冷凝器4的另一個(gè) 輸出端通過節(jié)流閥11連接所述蒸發(fā)器12的輸入端，所述蒸發(fā)器12的輸出端連接壓縮機(jī)9 的另一個(gè)輸入端。
[0024] 上述實(shí)施例一的工作原理是：
[0025] 汽車排放的尾氣進(jìn)入工質(zhì)蒸發(fā)器1，經(jīng)過所述的工質(zhì)蒸發(fā)器1換熱后進(jìn)入采暖預(yù) 熱器2,再經(jīng)過所述的采暖預(yù)熱器2換熱后排放到大氣中；所述工質(zhì)蒸發(fā)器1內(nèi)的工質(zhì)吸收 尾氣余熱后經(jīng)過第一截止閥14進(jìn)入膨脹機(jī)6并在所述的膨脹機(jī)6內(nèi)膨脹做功，之后進(jìn)入所 述的第一冷凝器4冷卻（所述第一冷凝器4的冷卻作用通過風(fēng)機(jī)5實(shí)現(xiàn)），再通過所述的工 質(zhì)栗3回到所述的工質(zhì)蒸發(fā)器1，從而構(gòu)成0RC正循環(huán)。
[0026] 在0RC正循環(huán)發(fā)電過程中：
[0027] 外界空氣通過所述的風(fēng)機(jī)5吹入所述的第一冷凝器4,在所述的第一冷凝器4內(nèi)吸 熱后可以經(jīng)第二截止閥15進(jìn)入所述的采暖預(yù)熱器2,加熱的空氣從所述采暖預(yù)熱器2的空 氣輸出端進(jìn)入汽車車廂內(nèi)，從而形成供暖循環(huán)回路；如果是非供暖季節(jié)，由所述第一冷凝器 4的空氣輸出端出來的空氣則經(jīng)第三截止閥16直接排入大氣中；
[0028] 所述的膨脹機(jī)6直接連接發(fā)電機(jī)7并驅(qū)動所述的發(fā)電機(jī)7工作，所述的發(fā)電機(jī)7 既可直接連接蓄電池8以實(shí)現(xiàn)發(fā)電的存儲，又可通過繼電器13與夏季空調(diào)制冷回路的壓縮 機(jī)9相連以驅(qū)動所述的壓縮機(jī)9工作；
[0029] 用于夏季制冷時(shí)，經(jīng)過壓縮機(jī)9壓縮后的工質(zhì)通過第四截止閥17進(jìn)入所述的第一 冷凝器4冷卻，之后通過節(jié)流閥11進(jìn)入所述的蒸發(fā)器12,并通過所述的蒸發(fā)器12回到所述 的壓縮機(jī)9,從而形成制冷逆循環(huán)回路。
[0030] 實(shí)施例二：
[0031] 參照圖2，本實(shí)施例的汽車尾氣余熱回收正逆聯(lián)合循環(huán)冷熱電自耦合系統(tǒng)由工質(zhì) 蒸發(fā)器1、采暖預(yù)熱器2、工質(zhì)栗3、第一冷凝器4、第二冷凝器10、風(fēng)機(jī)5、膨脹機(jī)6、發(fā)電機(jī) 7、蓄電池8、壓縮機(jī)9、節(jié)流閥11、蒸發(fā)器12、繼電器13以及第一截止閥14、第二截止閥15、 第三截止閥16、第四截止閥17組成；
[0032] 所述的工質(zhì)蒸發(fā)器1、工質(zhì)栗3、第一冷凝器4、膨脹機(jī)6以及第一截止閥14構(gòu)成汽 車尾氣余熱回收0RC發(fā)電回路，其構(gòu)成方式是：所述工質(zhì)栗3的輸出端連接所述工質(zhì)蒸發(fā)器 1的輸入端，所述工質(zhì)蒸發(fā)器1的輸出端通過第一截止閥14連接膨脹機(jī)6的輸入端，所述膨 脹機(jī)6的輸出端連接第一冷凝器4的輸入端，所述第一冷凝器4的輸出端連接所述工質(zhì)栗3 輸入端；所述的工質(zhì)蒸發(fā)器1和采暖預(yù)熱器2構(gòu)成汽車尾氣利用回路，其構(gòu)成方式是：所述 工