[发明专利]余热回收集成冷却模块

说明书

公开了这样的集成冷却系统，所述集成冷却系统包括：框架，该框架被构造成在进入车辆的引擎舱的冲压空气的通路中安装至车辆底盘；散热器，此散热器在所述冲压空气通路中连接至所述框架；余热回收(WHR)冷凝器；同流换热器，所述同流换热器在所述冲压空气通路上方连接至所述框架并且联接至所述WHR冷凝器；以及冷却液锅炉，此冷却液锅炉在所述冲压空气通路下方连接至所述框架并且该冷却液锅炉联接至所述散热器以及同流换热器。公开了为在WHR系统中使用而构造的冷却系统，所述冷却系统包括：入口集管，此入口集管固定地布置在冷凝器的第一端上，所述入口集管流体地联接至热交换器以接收工作流体；以及接收器，此接收器固定地布置在所述冷凝器的与所述第一端相反的第二端上，所述接收器构造成接收来自所述冷凝器的所述工作流体。

相关申请的交叉援引

本申请要求2014年10月27日提出的编号为62/069,074的美国临时申请以及2014年10月27日提出的编号为62/068,889的美国临时申请的优先权，由此通过援引将这两者的全部公开内容特地结合于此。

技术领域

本公开总体涉及用于与内燃(IC)机一起使用的余热回收(“WHR”)系统，并且还涉及用于将WHR热交换器整合到集成冷却系统或者模块的方法与系统以提高总成本效益并且减少管件需求。

背景技术

用于给车辆提供动力的内燃机由于燃料转换成能量的固有低效而产生热。由于热表示能量势，热回收允许热转换成机械能以及/或者电能，否则热会通过冷却以及热排出而被浪费掉。此回收可提高车辆的燃料效率并且减少有害排放。因此，在内燃(IC)机(例如柴油机)的操作过程中产生的余热的回收提供了一种关于IC机的符合法律要求并有竞争力的燃料效率与排放需求的方式。

通常从高温源(例如由IC机产生的废气或者压缩的吸入气体)回收热。这种高级WHR系统包括被构造成从高温源提取热的部件。这些部件可能包括废气再循环(EGR)锅炉、预增压空气冷却器(pre-CAC)、排气系统热交换器或者构造成从高级热源提取热的其他部件。包括在传统的高级WHR系统中的部件布置成单独部件流体地联接在一起，并且可能易于有泄漏通路。这可能导致成本节约减少、性能不良以及瞬态能力降低。

WHR系统为了捕获由内燃机产生的热能(否则会通过冷却以及/或者排出气体被浪费)而存在。这样的系统通常包括安装在引擎上的多个位置处的部件。管道用于转移位于这样的系统中的多个位置处的热交换器之间的质量。部件的分布性质与互相连接的管道导致引擎部件中有限空间的低效使用并且导致热通过管道损失。传统系统还增大WHR系统整合到基础引擎上的复杂性。

因此，将期望提供一种WHR系统的热交换器的集成布置使得热交换器之间的质量转移更有效并且减小系统的发动机上空间要求。

发明内容

根据一些实施方式，提供这样一种用于余热回收(“WHR”)系统的集成冷却系统，所述集成冷却系统包括：框架，该框架被构造成在进入车辆的引擎舱的冲压空气的通路中安装至车辆底盘；散热器，此散热器在所述冲压空气通路中连接至所述框架；WHR冷凝器，此WHR冷凝器连接至所述框架；同流换热器，所述同流换热器在所述冲压空气通路上方连接至所述框架并且该同流换热器联接至所述WHR冷凝器；以及冷却液锅炉，此冷却液锅炉在所述冲压空气通路下方连接至所述框架并且该冷却液锅炉联接至所述散热器以及同流换热器。

在附加实施方式中，还提供一种用于在WHR系统中使用的冷却系统，所述冷却系统可以包括构造成使工作流体冷凝的冷凝器。入口集管布置在冷凝器的第一端上。所述入口集管流体地联接至热交换器以接收来自膨胀机或者热交换器的工作流体并且向冷凝器传送工作流体。

在各个实施方式中，接收器可以固定地布置在所述冷凝器的与所述第一端相反的第二端上，并且被构造成接收来自所述冷凝器的所述工作流体。