[发明专利]循环利用发动机冷却液的汽车余热发电技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种汽车余热发电技术，尤其是可循环利用发动机冷却液，把发动机的冷却液热能和汽车排放尾气的热能产生蒸汽，推动螺杆膨胀机做功，将汽车余热转化为电能，供混合动力汽车使用，属于汽车节能技术领域。

背景技术

目前，能源问题受到世界各国高度重视，随着人们生活水平的提高，汽车保有量越来越大，汽车能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高，汽车节能问题越来越受到各国关注。近年来，由于温室气体的排放，各种极端天气频繁爆发，给人类社会带来很大影响。

调查研究表明，汽车燃料燃烧所释放的能量只有三分之一左右被有效利用，其余能量都被散失或排放到大气中，既造成了能源极大浪费，也带来了不良环境影响。因此将这些汽车废热有效利用是实现汽车节能，降低汽车能源消耗，节能减排的一个有效途径。2012年7月，国务院颁发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》，明确提出节能减排、降低燃料消耗量、重点开展混合动力技术研究是当前我国汽车行业的主要任务。

从目前汽车所用发动机的热平衡来看，用于动力输出的功率一般只占燃油燃烧总热量的30-45％(柴油机)或20％-30％(汽油机)，其余能量都以余热形式排出车外，如下表所示(梁和平，梁桂森.高效低成本柴油机余热利用暖空调设计[J].柴油机Diesel Engine，2002(1))。

热平衡各分项％汽油机高速柴油机中速柴油机转变为有效功的热量20～3030～4035～45冷却液带走的热量25～3020～2510～20废气带走的热量40～4535～4030～40其它热损失5～105～1010～15

表1内燃机的热平衡表

从表中可以看出汽车发动机冷却介质及废气带走的热量有较大利用空间。目前已知的汽车余热利用技术有余热制冷技术、余热采暖技术、余热发电技术、余热制氢技术及涡轮增压技术等。

余热制冷技术主要应用于蒸汽压缩式空调，以回收和利用发动机排气余热来驱动制冷系统，目前利用发电机尾气余热制冷主要是吸收式制冷和吸附式制冷。吸收式制冷原理是以热能为动力来完成制冷循环的；吸附式制冷是利用某些固体物质在一定温度、压力下能吸附某种气体或水蒸汽，在另一种温度及压力下又能把它释放出来的特性来实现制冷(见王鲁峰，李辉，万小利等.模拟多种发动机尾气热源的吸附制冷试验台研究[J].能源工程，2004(3)：5-7)。其缺点是空调系统体积大，制冷功率较小，废热利用率不高，汽车空调要求体积小、制冷量大、性能可靠、操作方便，这限制了它的应用和发展。

余热采暖技术利用汽车发动机工作剩余热量供暖，虽然结构简单，但仅在冬季发挥作用，余热利用不充分，使用受到限制。