[发明专利]采用固液相变储热器的发动机余热利用暖机系统及其方法

权利要求书

1.一种固液相变储热器，其特征在于所述的储热器为气、液双通道储热器，包括储热单元、壳体和保温层，所述的储热单元由双层细管构成，中心管道为冷却液通道；外层填充相变材料，各储热单元之间的空隙与壳体间构成了排气通道，所述壳体上设有冷却液入口、冷却液出口、气入口和气出口，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。

2.根据权利要求1所述的固液相变储热器，其特征在于所述的相变材料为相变温度在50-90℃的常低温相变储热材料。

3.根据权利要求2所述的固液相变储热器，其特征在于所述的相变材料为硬脂酸微胶囊，所述硬脂酸胶囊熔点70.7℃，熔融焓为203kJ/（kg·K）。

4.一种采用如权利要求1所述固液相变储热器的发动机余热利用暖机系统，其特征在于包括：

所述的固液相变储热器、MCU、冷却液温度传感器、电子水泵、电子三通液阀、电子节温器、电子风扇、散热器、电子液阀、电子气阀、消音器、电子三通气阀、排气温度传感器、排气管，四通管接头；

发动机排气管上设有排气温度传感器，排气管接到电控三通气阀上，三通阀的另外两端分别连接消音器和相变储热器的进气口，相变储热器的排气口出安装有电子气阀；

发动机冷却液出口处设有冷却液温度传感器，然后连接到电子节温器，电子节温器分别连接到散热器和四通管接头，在四通管接头和电子水泵之间设有电子三通液阀，电子三通液阀的另一端连接到相变储热器冷却液入口，相变储热器冷却液出口连接到电子液阀，电子液阀连接到四通管接头；

冷却液温度传感器和排气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、电子三通液阀、电子液阀、电子三通气阀和电子气阀。

5.一种如权利要求4所述系统的余热利用暖机方法，其特征在于：

当发动机正常工作时，排气温度传感器将排气温度信号发送给MCU，当排气温度高于设定温度时，MCU控制电子三通气阀，排气支路选择通过相变储热器，对相变材料进行加热，通过相变材料的相变过程，吸收排气废热，此时，电子液阀关闭，电子三通液阀关闭通过相变储热器的加热通道，冷却系统正常运转，相变储热器处在储热工况；

当发动机停止工作时，MCU控制电子三通气阀，开启通过消音器的排气支路，关闭通过相变储热器的支路，同时MCU 控制电子三通液阀关闭通过相变储热器的加热通道，关闭电子气阀，关闭电子液阀，将相变储热器隔绝起来，防止排气和冷却液的对流散热将相变储热器中的热量带走，相变储热器处于保存工况；

当发动机再次开启时，MCU接收到发动机的点火信号，控制电子三通液阀开启通过相变储热器的加热通道，关闭与四通管接头之间的通道，开启电子液阀，同时保持电子三通气阀和电子气阀的关闭状态，控制电子节温器开启小循环，关闭大循环，同时开启电子水泵，驱动冷却液循环，让冷却液通过相变储热器，将保存在相变材料中的热量释放出来，加热冷却液，起到迅速暖机的作用，相变储热器处于暖机工况；

发动机缸盖出水口处的冷却液温度传感器将采集到的冷却液温度信号发送给MCU，当冷却液温度高于事先设定的温度限值，MCU控制电子三通液阀关闭关闭通过相变储热器的加热通道，开启与四通管接头之间的通道，同时关闭电子液阀，结束暖机过程，冷却系统恢复正常工作。