[发明专利]一种发动机试验室余热利用方法

说明书

本发明公开了一种发动机试验室余热利用方法，属于发动机试验技术。针对目前的试验室的循环水系统缺少余热利用方法，不能对余热回收利用的问题，本发明利用现有的试验室循环水系统，设计了一套对余热回收利用的方法，通过对热水、冷却水、冷冻水的控制实现了余热回收利用，本发明无论试验对象产生的余热多寡，系统都可以自我调节而不影响试验进行。不会出现低余热无法回收利用；也不会出现高余热来不及吸收，造成温度太高试验无法正常进行，测量出现偏差；余热能量回收再利用过程不存在无效能源或污染能源，系统通过物理换热达到目的，也没有安全隐患，使用寿命较长，可靠。

技术领域

本发明属于发动机试验技术。

背景技术

在发动机工作过程中，发动机将会产生大量的热量，通过对余热的回收利用，可以降低能源消耗，减少对环境的污染。目前公开的专利大多用于整车，所用方法概括为：通过热交换系统将尾气等系统的热量采集，再通过其它能量转化系统将采集的能量转化为电能或者机械能加以储存或直接用于其它系统。

随着国家对汽车发动机越来越严格的排放要求，汽车发动机企业也开始对发动机试验室提出了更高的试验条件需求。传统试验室的试验条件普遍较为简陋，无法满足严格的试验环境要求和排放测试条件，所以提高试验室试验条件与能力显得尤为重要。此外在提高试验室试验能力的同时能够响应国家政策节约能源、提高利用率，也是我们的重要考量。

公开号为CN106246268A《一种发动机余热综合回收系统》，发明专利。通过一种包括冷凝器、单螺杆膨胀机、发电机、发动机尾气乏气排出管、蒸发换热器、等构成的发动机余热综合回收系统，利用发动机高品位能回收系统回收具有高品位能的尾气，处理后的尾气乏气与低品位能的发动机冷却水共同作为热源，来驱动溴化锂吸收式制冷机，进行尾气热量的充分回收。该方案成本较高，需要布设长而复杂的管路，购买辅助设备；对多个试验间使用时压力无法保证，但若加大压力可能部分部位压力过大产生危险；制冷机长期真空运行容易漏气，从而影响机组性能；溴化锂对钢铁管路有强大的腐蚀力，影响机组冷量；低温下制冷机冷却水会产生结晶影响运行。

公开号为CN107650622A《一种发动机余热循环利用系统》，发明专利。通过利用发动机冷却水的余热及进气余热换热装置回收增压器后进入中冷器中的气体余热，用于快速暖车和空调采暖。提高了发动机余热利用率。该方案对增压器、废气后处理装置等设备的热量吸收需要与之对应的热交换装置，但试验间要应对不同型号的发动机以及后处理系统无法用一套热交换装置满足所有型号，若对每种型号设计制作热交换装置则太过浪费时间精力和成本；系统太过复杂，管路控制越多过程中回收的能量损失以及额外的能量消耗越多。

公开号为CN109139289A《发动机余热综合利用系统》，发明专利。通过利用发动机机体余热利用技术，和排气管余热利用技术，以及现有斯特林发动机等多种方式加以综合利用，形成新的动力源，以减少燃料的消耗，以达到节能的目的。该方案所使用的外燃机体积较大，所使用的配套设备如膨胀室、压缩室、加热室、冷却室、再生室等成本较高；热量损失较大，加上各系统技术本就不成熟能够回收多少热量存在疑问；斯特林发动机工作需要高温，余热回收未必可以通过热交换提供如此高的温度，因而无法使其工作；即使假使余热可以达到要求，也存在因供应不稳定而导致的外燃机发电电能的不纯净，可能造成试验室系统设备的损坏。

以上三个专利申请共同存在的问题一是改造成本过大；二是都通过回收尾气余热，但尾气余热被吸收，温度降低势必影响尾气排放值的测量，我们要求余热利用不能影响发动机试验的正常运行。

发明内容

现有试验间的循环水系统多采用通过冷却水塔风冷散热，且各试验间、各系统之间独立无联系，而通过本发明建立的整个试验室系统的集散控制模式，利用统一控制系统提高能量利用率和控制精度，同时又不影响各试验间的单独运作。

目前发动机余热回收利用系统，基本上是针对装载于车上发动机设计的，对于发动机试验室的余热利用或因成本极高，或因影响测量条件等原因均无法采用。