[发明专利]用于废热回收系统的冷却装置

说明书

本发明涉及一种冷却装置。冷却系统包括：第一冷却回路，其包括第一散热器(9)，其中循环的冷却剂被冷却至第一温度(T₁)；第二冷却回路，其包括第二散热器(14)，循环的冷却剂在该第二散热器中被冷却至低于第一温度(T₁)的第二温度(T₂)；以及第三冷却回路，其包括第三散热器(25)，冷却剂在该第三散热器中被冷却至低于第二温度(T₂)的第三温度(T₃)。冷却装置包括：冷凝器入口管线(17)，其将冷却剂从第二散热器(14)引导到废热回收系统的冷凝器(19)，冷却剂在冷凝器中冷却废热回收系统的工作介质；以及冷却调节构件(13、16、24、38)，利用冷却调节构件并借助第一冷却回路中具有较高温度(T₁)的冷却剂和/或第三冷却回路中具有较低温度(T₂)的冷却剂能够调节第二冷却回路中的流向冷凝器(19)的冷却剂的温度和/或流动。

技术领域

本发明涉及用于废热回收系统的冷却装置。

背景技术

废热回收(WHR)系统能够被用在车辆中，用以回收废热能并将其转化为机械能或电能。废热回收系统包括泵，泵对工作介质加压并使工作介质在闭合回路中循环。回路包括一个或多个蒸发器，工作介质在蒸发器中被一个或多个热源(例如来自内燃机的废气)加热并蒸发。受压并受热的气态工作介质被引导到膨胀器中并在膨胀器中膨胀。膨胀器产生机械能，该机械能能够用于操作车辆或车辆上的设备。可选地，膨胀器连接至用于产生电能的发电机。离开膨胀器的工作介质被引导到冷凝器中。工作介质在冷凝器中冷却至使工作介质冷凝的温度。液态工作介质被重新引导到泵中，泵对工作介质加压。这样，能够借助废热回收系统回收例如来自车辆中的内燃机的废气的废热能。因此，废热回收系统能够降低车辆的燃料消耗量。

为了实现废热回收系统中的高热效率，冷凝器中的工作介质要冷却至尽量低的冷凝温度并且基本上没有局部冷却。因此，为了实现废热回收系统中的高热效率，工作介质必须以适当的冷却效果进行冷却。然而，在不同的操作条件期间，冷凝器中的工作介质的适当冷却效果例如随着从例如废气供应至蒸发器的热效果而变化。由于从废气供应来的热能可能迅速地变化，所以难以持续地提供废热回收系统的适当冷却效果和高热效率。

US 2013/0118423示出一种冷却回路，该冷却回路具有用于冷却发动机的循环冷却剂。冷却回路包括：冷却管线，其中，冷却剂冷却废热回收系统的冷凝器中的工作介质；以及旁路管线，其引导工作介质绕过冷凝器。由在特定压力下打开的泄压阀控制穿过旁路管线的冷却剂流。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却装置，该冷却装置能够以使得废热回收系统基本上持续地以高热效率操作的方式提供废热回收系统的冷凝器中的工作介质的冷却效果。

上述目的利用根据下述的冷却装置实现。为了持续地保持废热回收系统中的高热效率，需要在不同的操作条件期间调节冷凝器中的工作介质的冷却效果。冷却装置包括三条不同的冷却回路，它们设置有三种不同温度的冷却剂。第二冷却回路中的冷却剂具有居中的冷却剂温度并被引导到冷凝器中。冷却装置包括控制单元，用以基本上持续地从传感器接收与冷凝器中的工作介质的冷却相关的参数有关的信息。如果参数指示第二冷却回路中的冷却剂提供的冷凝器中的工作介质的冷却不足，则控制单元控制冷却调节构件，以使第二冷却回路中的冷却剂在它进入冷凝器之前被第三冷却回路中的冷却剂冷却至适当的更低温度。如果参数指示第二冷却回路中的冷却剂提供的冷凝器中的工作介质的冷却过度，则控制单元控制冷却调节构件，以使第二冷却回路中的冷却剂在它进入冷凝器之前被第一冷却回路中的冷却剂加热至适当的更高温度。用于改变进入冷凝器的冷却剂的温度的可选方案是调节进入冷凝器的冷却剂流。冷凝器中的工作介质的冷却效果与冷却剂的温度及流动相关。借助上述冷却调节构件，能够调节第二冷却回路中的流向冷凝器的冷却剂的温度和/或流动。能够以迅速的方式对引导到冷凝器的冷却剂的温度和流动进行这种调节。结果，能够在操作期间获得废热回收系统的基本上持续的高热效率。