一種再熱式有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的車用發(fā)動機(jī)余熱回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種再熱式有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的車用發(fā)動機(jī)余熱回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著能源價(jià)格的不斷上漲，節(jié)能已經(jīng)成為世界各國普遍關(guān)注的問題。尤其是隨著我國近年來的飛速發(fā)展，人們生活水平的大幅度提高，各種汽車擁有量呈直線上升，汽車燃油量占全國燃油總消耗量的近55%。然而研究表明:內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰績H占燃燒室所釋放能量的30%_40% ;被發(fā)動機(jī)冷卻水系統(tǒng)帶走并釋放到大氣中的能量達(dá)到20%-25% ;被尾氣直接排放到大氣中的能量占40%-45%，發(fā)動機(jī)實(shí)際用來做功的能量僅占燃燒室燃燒釋放能量的三分之一，其中近三分之二的能量通過冷卻水系統(tǒng)和尾氣排放系統(tǒng)排放到周圍環(huán)境中，由此可見，通過回收利用發(fā)動機(jī)余熱可有效提高發(fā)動機(jī)燃油的經(jīng)濟(jì)性。
[0003]目前，汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)大都采用EGR(Exhaust Gas Recirculat1n，排氣再循環(huán))系統(tǒng)，其既可以增加汽車發(fā)動機(jī)燃油的經(jīng)濟(jì)性又具有很好的冷卻性能，是目前應(yīng)用最多的技術(shù)，帶有EGR系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)其工作原理為:發(fā)動機(jī)從周圍環(huán)境中吸入空氣進(jìn)入渦輪增壓器的壓氣機(jī)端壓縮成高壓中溫的氣體，由于經(jīng)過壓縮的氣體溫度相對很高，氣體中氧氣密度會急劇下降，影響燃燒室內(nèi)燃油的燃燒度，燃燒不完全還會產(chǎn)生各種有害氣體，所以高壓中溫氣體進(jìn)入中冷器中，經(jīng)冷卻變成高壓低溫氣體后進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室；發(fā)動機(jī)排出的尾氣一部分進(jìn)入EGR系統(tǒng)中的冷卻器，這部分尾氣經(jīng)過冷卻器成為低溫氣體與來自中冷器的高壓低溫氣體混合進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室；另一部分尾氣進(jìn)入渦輪增壓器的渦輪端膨脹做功，帶動壓氣機(jī)做功后，排放到大氣中。此外，發(fā)動機(jī)的冷卻水系統(tǒng)帶走一部分余熱進(jìn)入散熱器經(jīng)大氣環(huán)境冷卻后回發(fā)動機(jī)，形成一個(gè)回路。
[0004]目前，發(fā)動機(jī)余熱利用的技術(shù)主要分為兩種:利用發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行溫差發(fā)電，利用發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行做功發(fā)電。兩種方法各具優(yōu)缺點(diǎn):利用余熱溫差發(fā)電，通常設(shè)備緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，但余熱回收效率低；利用發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行做功發(fā)電，通常采用朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩聪?，這種發(fā)電系統(tǒng)較前者具有更高的發(fā)電效率，余熱利用率更高，但目前提出的朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)效率仍舊較低，這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的發(fā)動機(jī)余熱回收系統(tǒng)僅僅回收發(fā)動機(jī)排氣余熱，并未對發(fā)動冷卻水系統(tǒng)帶走的余熱進(jìn)行回收利用。此外，傳統(tǒng)的朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，安裝維修不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種余熱回收率高，燃油經(jīng)濟(jì)性高，系統(tǒng)體積小的再熱式有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的車用發(fā)動機(jī)余熱回收裝置。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)解決方案是一種再熱式有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的車用發(fā)動機(jī)余熱回收裝置，采用再熱式朗肯循環(huán)車用發(fā)動機(jī)余熱回收系統(tǒng)既對發(fā)動機(jī)尾氣余熱進(jìn)行回收，又對發(fā)動機(jī)冷卻水系統(tǒng)冷卻的余熱進(jìn)行回收。包括第一換熱器、第一級膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、儲液罐、工質(zhì)栗和渦輪增壓器，發(fā)動機(jī)的冷卻水系統(tǒng)出口端與第一換熱器的工作介質(zhì)輸入端相連接，第一換熱器的工作介質(zhì)輸出端與冷卻水系統(tǒng)入口端相連接，所述的儲液罐的輸出端與工質(zhì)栗的輸入端相連接，所述的工質(zhì)栗的輸出端與回?zé)崞鞯拇訜峤橘|(zhì)輸入端相連接，待加熱介質(zhì)輸出端與第一換熱器的待加熱介質(zhì)輸入端相連接，第一換熱器的待加熱介質(zhì)輸出端與第一級膨脹機(jī)的工作介質(zhì)輸入端相連接，所述的第一級膨脹機(jī)的輸出端與發(fā)電機(jī)相連接，所述的第一級膨脹機(jī)的工作介質(zhì)的輸出端與冷凝器的輸入端相連接，所述的冷凝器的輸出端與儲液罐的輸入端相連接，所述的渦輪增壓器一端渦輪端與回?zé)崞鞯墓ぷ鹘橘|(zhì)輸入端相連接，回?zé)崞鞯墓ぷ鹘橘|(zhì)輸出端與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣端相連接。
[0007]所述的第一級膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)之間設(shè)置有第二級膨脹機(jī)和第二換熱器，所述的第一級膨脹機(jī)的工作介質(zhì)輸出端與第二換熱器的待加熱介質(zhì)的輸入端相連接，所述的第二換熱器的待加熱介質(zhì)的輸出端與第二級膨脹機(jī)的工作介質(zhì)輸入端相連接，所述的第一級膨脹機(jī)的輸出端和第二級膨脹機(jī)的輸出端與發(fā)電機(jī)相連接，第二級膨脹機(jī)的工作介質(zhì)的輸出端與冷凝器的輸入端相連接，所述的渦輪增壓器另一端渦輪端與第二換熱器的工作介質(zhì)輸入端相連接。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為:針對車用發(fā)動機(jī)余熱溫度的高低及熱量的多少，對車用發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行多級合理的利用。針對發(fā)動機(jī)冷卻水系統(tǒng)帶出的大量發(fā)動機(jī)余熱、發(fā)動機(jī)尾氣排出所帶的余熱以及發(fā)動機(jī)EGR系統(tǒng)中渦輪增壓器壓縮氣體所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行分級利用，涵蓋了發(fā)動機(jī)所有可回收利用的熱源。余熱回收系統(tǒng)結(jié)合發(fā)動機(jī)EGR系統(tǒng)共用換熱器部件，節(jié)約部件，有效降低采用有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜程度。采用再熱式有機(jī)朗肯循環(huán)，實(shí)現(xiàn)余熱多級利用，既保證整個(gè)余熱系統(tǒng)的余熱回收效率，增加發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，又減小了整個(gè)發(fā)動機(jī)余熱回收系統(tǒng)的體積。為了減少系統(tǒng)體積，減小系統(tǒng)的復(fù)雜程度，余熱回收系統(tǒng)結(jié)合車用發(fā)動機(jī)EGR系統(tǒng)工作原理可與EGR系統(tǒng)共用部分組件。常規(guī)車用發(fā)動機(jī)冷卻水系統(tǒng)散熱器和中冷器采用空冷式換熱器，這主要考慮水冷式換熱器具有較大的體積，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，然而安裝余熱回收系統(tǒng)不僅可有效地回收利用冷卻水中的余熱，對整個(gè)系統(tǒng)還不會增大其復(fù)雜度。在申請中利用市場上已廣泛出售的板式換熱器，不僅換熱效果好，價(jià)格低廉，而且結(jié)構(gòu)緊湊，占用體積小。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:
[0011]1、發(fā)動機(jī)，2、第一換熱器，3、第一級膨脹機(jī)，4、第二換熱器，
[0012]5、第二級膨脹機(jī)，6、冷凝器，7、儲液罐，8、工質(zhì)栗，9、中冷器，
[0013]10、發(fā)電機(jī)，11、EGR冷卻器，12、渦輪增壓器一端渦輪端，
[0014]13、渦輪增壓器另一端渦輪端。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種再熱式有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)的車用發(fā)動機(jī)1余熱回收裝置，包括第一換熱器2、第一級膨脹機(jī)3、發(fā)電機(jī)10、冷凝器6、儲液罐7、工質(zhì)栗8和渦輪增壓器，膨脹機(jī)作為本