[发明专利]采用固液相变储热器的发动机冷却液余热利用暖机系统及其方法

摘要

本发明公开了一种采用固液相变储热器的发动机冷却液余热利用暖机系统及其方法。该系统包括温度传感器、电子节温器、电子风扇、散热器、所述的固液相变储热器、电子三通阀和MCU；冷却液流过相变储热器，对相变材料进行加热，相变材料发生相变，吸收大量潜热，将发动机的多余的热量转移到相变储热器中保存起来，用于起动暖机。电子节温器和电子三通阀由MCU控制，始终保持同步运行，保证了不影响发动机冷却系统正常工作的前提。当发动机停机后，电子节温器和电子三通阀关闭大循环，将相变储热器封闭起来，进入能量保存状态。这样就在几乎不增加原机功耗的情况下，实现了余热回收。而起动暖机过程也在没有增加发动机功耗的情况下得以实现。

主权项

一种发动机余热利用暖机系统的余热利用暖机方法，所述系统包括温度传感器、电子节温器、电子风扇、散热器、固液相变储热器、电子三通阀和MCU；发动机冷却液出口处设有温度传感器，固液相变储热器安装于小循环通道上，固液相变储热器进水口连接到电子节温器上，出水口连接到电子三通阀上，电子三通阀另外两端分别连接电子水泵和散热器，构成整个冷却液循环通道；温度传感器通过信号线连接到MCU，MCU通过控制线连接到电子水泵、电子风扇、电子节温器、电子三通阀；所述的固液相变储热器为单通道储热器，包括储热单元、壳体和保温层，所述的储热单元为由相变材料填充的细管，并且储热单元包裹在冷却液通道内，各储热单元之间的空隙由冷却液充满，冷却液通道外层与外壳包围的区域是抽成真空的隔热层，所述壳体上设有冷却液入口、冷却液出口和抽出口，冷却液入口和冷却液出口通过冷却液通道相连，所述壳体由保温层包裹；其特征在于：当发动机正常工作时，MCU控制电子节温器和电子三通阀始终保持同步工作，即保证相同的大小循环开度，让温度较高的冷却液通过固液相变储热器，与温度较低的相变材料发生热交换，将热能储存在固液相变储热器中，固液相变储热器在发动机运行的过程中始终处于储能的过程，当储热单元的温度达到与冷却液温度相同时，自动结束储能；当发动机停止工作时，MCU控制电子节温器和电子三通阀关闭小循环，从而防止因冷却液对流将固液相变储热器中的热量带走，起到保温、储能的作用，发动机停机之后，固液相变储热器处于封闭状态，以保存能量；所述的小循环是指由发动机、温度传感器、电子节温器、固液相变储热器、电子三通阀和电子水泵构成的循环回路；当发动机再次开启时，MCU接收到发动机的点火信号，控制电子节温器和电子三通阀同时开启小循环，关闭大循环，同时控制电子水泵工作，让冷却液在发动机和固液相变储热器中流动，将固液相变储热器中储存的热能释放出来，加热冷却液，起到迅速暖机的作用，此时，固液相变储热器处于暖机工况；所述的大循环是指由发动机、温度传感器、电子节温器、散热器、电子三通阀和电子水泵构成的循环回路；当发动机小循环中冷却液温度逐渐升高，发动机冷却系统恢复正常工作，MCU根据冷却液温度控制电子节温器对冷却液流量的进行大小循环的分配，当冷却液温度高于固液相变储热器中相变材料的温度时，固液相变储热器自动转换成储能工况。