[发明专利]汽车发动机余热回收再利用装置及方法

说明书

本发明涉及汽车发动机余热回收利用技术领域，具体的说是一种能够将汽车工作中产生的废热转换为电能，并储存于蓄电池中的汽车发动机余热回收再利用装置及方法，设有内部灌注相变微胶囊悬浮液(7)的液体管道(2)，液体管道(2)两端封闭，液体管道(2)上设有用于为相变微胶囊悬浮液(7)层流提供动力的液体泵(5)，相变微胶囊悬浮液(7)在液体泵(5)的驱动下在液体管道(2)内部循环；多根液体管道(2)紧贴发动机尾气排气管(4)外壁上，并在多根液体管道(2)的外部设置保温层(1)；温差发电器(3)的热端紧贴液体管道(2)，冷端暴露在环境中，温差发电器(3)的电能输出端与蓄电池(8)相连接。

技术领域：

本发明涉及汽车发动机余热回收利用技术领域，具体的说是一种能够将汽车工作中产生的废热转换为电能，并储存于蓄电池中的汽车发动机余热回收再利用装置及方法。

背景技术：

自20世纪70年代世界性的能源危机发生以来，能源问题受到世界各国普遍重视，各经济大国都致力于抢占新能源市场，同时对节能技术的重视程度也大大加强。随着我国人们生活水平的提高，汽车工业发展很快，汽车保有量持续增加，石油消耗量也急剧的增加，伴随着石油消耗量的增加，节能已经成为当今世界汽车工业发展的主题之一。据有关数据记载：汽车发动机燃油的30％转化为机械能(作为动力)，40％为尾气损失，20％为冷却液和机油损失，10％为摩擦损失。这些损失的热量直接传递到大气中，造成了能源极大浪费。因此将这些汽车废热有效利用，是实现汽车节能,降低汽车能源消耗的一个有效途径。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够将汽车工作中产生的废热转换为电能，并储存于蓄电池中的汽车发动机余热回收再利用装置及方法。

本发明可以通过以下措施达到：

一种汽车发动机余热回收再利用装置，其特征在于，设有内部灌注相变微胶囊悬浮液(7)的液体管道(2)，液体管道(2)两端封闭，液体管道(2)上设有用于为相变微胶囊悬浮液(7)层流提供动力的液体泵(5)，相变微胶囊悬浮液(7)在液体泵(5)的驱动下在液体管道(2)内部循环；多根液体管道(2)紧贴发动机尾气排气管(4)外壁上，并在多根液体管道(2)的外部设置保温层(1)；温差发电器(3)的热端紧贴液体管道(2)，冷端暴露在环境中，并采用散热器(6)保持冷端的温度，温差发电器(3)的电能输出端与蓄电池(8)相连接。

本发明所述相变微胶囊悬浮液(7)以石墨烯为壁材，高熔点相变蜡为芯材，采用原位聚合法，制备相变微胶囊悬浮液，具体步骤为：取30g高温相变蜡、6g乳化剂以及改性剂，加入300mL去离子水，采用高剪切乳化机以6000r/min的速度在150℃恒温乳化120min，调节pH值到5.5后冷却到140℃，此时芯材与改性剂混合均匀并被乳化剂包裹；再取0.5g尿素、6g三聚氰胺及10m L福尔马林，加入30m L去离子水，调节p H＝8.0，搅拌下升温到150℃，直至得到澄清透明的预聚体溶液，然后将预聚体溶液逐滴滴加到以1 000r/min搅拌的芯材乳液中，当全部预聚体溶液滴加完毕后，升温到150℃促使交联聚合反应发生，再继续搅拌120min，调节悬浊液的pH值到8.5终止聚合反应；最后将悬浊液冷却到室温后过滤、洗涤、干燥即得到相变微胶囊颗粒，其粒径在10～30μm之间，是一种具有核壳结构的高储热性复合材料。最后通过乳化剂、分散剂等将相变微胶囊颗粒均匀地溶解于水中配置质量浓度为2％的相变微胶囊悬浮液(7)。相变微胶囊悬浮液(7)实现了储热材料与输热流体为一体，促使互相之间的换热过程得以省略，从而进一步提高了整个传热系统的传热效率。并且微胶囊颗粒与流体之间存在微对流效应，其有效导热系数大于单相流体，从而大幅提高对流换热的表面传热系数。除此之外相变微胶囊颗粒直径小，胶囊与流体间传热表面积则相当大，促使换热速率增大。在相同雷诺数下，浓度2％的相变微胶囊悬浮液的对流换热特性优于水，平均努塞尔数比水高10％以上。