[发明专利]一种汽车尾气余热利用有机朗肯循环发动机冷却系统

说明书

本发明汽车尾气余热利用有机朗肯循环发动机冷却系统，包括蒸发换热器、涡轮膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵以及水泵，储液罐用于存储有机换热工质，储液罐的出液端通过管路顺次连通有工质泵、蒸发换热器和涡轮膨胀机，经涡轮膨胀机进行热功转换，循环的工质最终通过管路回流至储液罐内，涡轮膨胀机与储液罐之间的管道外侧装有冷凝器，冷凝器与储液罐连接管道安装有冷凝器节流阀，储液罐与工质泵之间连接管道安装有储液罐节流阀，工质泵与蒸发换热器之间连接管道安装有工质泵节流阀，蒸发换热器与涡轮膨胀机之间连接管道安装有蒸发换热器节流阀，涡轮膨胀机与冷凝器之间连接管道安装有涡轮膨胀机节流阀，涡轮膨胀机与水泵通过杆件相连。

技术领域：

本发明涉及一种汽车尾气余热利用有机朗肯循环发动机冷却系统，其属于汽车尾气余热回收领域。

背景技术：

石油是不可再生的化石能源，随着汽车产量销量的不断增加，石油资源消耗量也日益提高，汽车节能减排问题越来越受到重视。废气余热的有效回收利用、提高能量利用效率是实现节能减排的一个重要方法。

从目前车用内燃机的热平衡看，用于动力输出的功率一般只占燃料燃烧总热量的30％，剩余能量一般是以高温废气的形式排出，造成了大量的能量浪费。如果能够将这部分能量进行回收利用，对提高燃油能量的利用率具有重要意义。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种汽车尾气余热利用有机朗肯循环发动机冷却系统，其结构合理，余热回收更充分。

本发明所采用的技术方案有：一种汽车尾气余热利用有机朗肯循环发动机冷却系统，包括蒸发换热器、涡轮膨胀机、冷凝器、储液罐、工质泵以及水泵，所述储液罐用于存储有机换热工质，所述储液罐的出液端通过管路顺次连通有工质泵、蒸发换热器和涡轮膨胀机，经涡轮膨胀机进行热功转换，循环的工质最终通过管路回流至储液罐内，所述涡轮膨胀机与储液罐之间的管道外侧装有冷凝器，所述冷凝器与储液罐连接管道安装有冷凝器节流阀，所述储液罐与工质泵之间连接管道安装有储液罐节流阀，所述工质泵与蒸发换热器之间连接管道安装有工质泵节流阀，所述蒸发换热器与涡轮膨胀机之间连接管道安装有蒸发换热器节流阀，所述涡轮膨胀机与冷凝器之间连接管道安装有涡轮膨胀机节流阀，所述涡轮膨胀机与水泵通过杆件相连。

进一步地，所述有机换热工质为五氟丙烷。

进一步地，所述冷凝器采用风冷冷凝器。

本发明具有如下有益效果：

(1).储液罐、工质泵、蒸发换热器和涡轮膨胀机形成一个完整的余热回收系统，储液罐用于储存换热工质，工质泵机用于将有机换热工质压缩形成高压流体进而完成循环，蒸发换热器用于进行热交换，涡轮膨胀机则用于将废气的余热能量转化为机械能，并对水泵做功。

(2).冷凝器用于降低储液罐回液端的换热工质温度，从而保证有机换热工质循环过程中具有足够的温度差可进行热交换，冷凝器采用风冷冷凝器，利用空气对循环换热工质进行冷却，既不消耗额外能量又不占用多余空间。

(3).储液罐与工质泵之间连接管道的储液罐节流阀，用于调节储液罐出液端与工质泵之间的压力；

(4).工质泵与蒸发换热器之间连接管道的工质泵节流阀，用于调节进入蒸发换热器有机工质的压力；

(5).蒸发换热器与涡轮膨胀机之间连接管道的蒸发换热器节流阀，用于调节进入涡轮膨胀机工质的压力；

(6).涡轮膨胀机与冷凝器之间连接管道的涡轮膨胀机节流阀，用于调节进入冷凝器工质的压力；

(7).冷凝器与储液罐之间连接管道的冷凝器节流阀，用于调节储液罐回流端与冷凝器之间的压力；

(8).涡轮膨胀机与水泵通过杆件直接相连，减少中间传动环节，保证了由热能到机械能的转换效率。

附图说明：