[实用新型]一种再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置

说明书

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，特别是涉及一种再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置。

背景技术

近年来随着能源价格的不断上涨，节能已经成为世界各国普遍关注的问题。尤其是随着我国近年来的飞速发展，人们生活水平的大幅度提高，各种汽车拥有量呈直线上升，汽车燃油量占全国燃油总消耗量的近55%。然而研究表明：内燃机转变为有用功的能量仅占燃烧室所释放能量的30%-40%；被发动机冷却水系统带走并释放到大气中的能量达到20%-25%；被尾气直接排放到大气中的能量占40%-45%，发动机实际用来做功的能量仅占燃烧室燃烧释放能量的三分之一，其中近三分之二的能量通过冷却水系统和尾气排放系统排放到周围环境中，由此可见，通过回收利用发动机余热可有效提高发动机燃油的经济性。

目前，汽车发动机系统大都采用EGR(ExhaustGasRecirculation，排气再循环)系统，其既可以增加汽车发动机燃油的经济性又具有很好的冷却性能，是目前应用最多的技术，带有EGR系统的发动机系统其工作原理为：发动机从周围环境中吸入空气进入涡轮增压器的压气机端压缩成高压中温的气体，由于经过压缩的气体温度相对很高，气体中氧气密度会急剧下降，影响燃烧室内燃油的燃烧度，燃烧不完全还会产生各种有害气体，所以高压中温气体进入中冷器中，经冷却变成高压低温气体后进入发动机燃烧室；发动机排出的尾气一部分进入EGR系统中的冷却器，这部分尾气经过冷却器成为低温气体与来自中冷器的高压低温气体混合进入发动机燃烧室；另一部分尾气进入涡轮增压器的涡轮端膨胀做功，带动压气机做功后，排放到大气中。此外，发动机的冷却水系统带走一部分余热进入散热器经大气环境冷却后回发动机，形成一个回路。

目前，发动机余热利用的技术主要分为两种：利用发动机余热进行温差发电，利用发动机余热进行做功发电。两种方法各具优缺点：利用余热温差发电，通常设备紧凑，结构简单，体积小，但余热回收效率低；利用发动机余热进行做功发电，通常采用朗肯循环发电系统，在相同的高温热源和低温热源下，这种发电系统较前者具有更高的发电效率，余热利用率更高，但目前提出的朗肯循环发电系统效率仍旧较低，这主要是因为传统的发动机余热回收系统仅仅回收发动机排气余热，并未对发动冷却水系统带走的余热进行回收利用。此外，传统的朗肯循环发电系统结构复杂，体积大，安装维修不便。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种余热回收率高，燃油经济性高，系统体积小的再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置。

本实用新型所采用的技术解决方案是一种再热式有机朗肯循环技术的车用发动机余热回收装置，采用再热式朗肯循环车用发动机余热回收系统既对发动机尾气余热进行回收，又对发动机冷却水系统冷却的余热进行回收。包括第一换热器、第一级膨胀机、发电机、冷凝器、储液罐、工质泵和涡轮增压器，发动机的冷却水系统出口端与第一换热器的工作介质输入端相连接，第一换热器的工作介质输出端与冷却水系统入口端相连接，所述的储液罐的输出端与工质泵的输入端相连接，所述的工质泵的输出端与回热器的待加热介质输入端相连接，待加热介质输出端与第一换热器的待加热介质输入端相连接，第一换热器的待加热介质输出端与第一级膨胀机的工作介质输入端相连接，所述的第一级膨胀机的输出端与发电机相连接，所述的第一级膨胀机的工作介质的输出端与冷凝器的输入端相连接，所述的冷凝器的输出端与储液罐的输入端相连接，所述的涡轮增压器一端涡轮端与回热器的工作介质输入端相连接，回热器的工作介质输出端与发动机的进气端相连接。

所述的第一级膨胀机与发电机之间设置有第二级膨胀机和第二换热器，所述的第一级膨胀机的工作介质输出端与第二换热器的待加热介质的输入端相连接，所述的第二换热器的待加热介质的输出端与第二级膨胀机的工作介质输入端相连接，所述的第一级膨胀机的输出端和第二级膨胀机的输出端与发电机相连接，第二级膨胀机的工作介质的输出端与冷凝器的输入端相连接，所述的涡轮增压器另一端涡轮端与第二换热器的工作介质输入端相连接。