[发明专利]一种基于有机朗肯循环的汽车尾气余热回收发电系统

说明书

本发明公开了一种基于有机朗肯循环的汽车尾气余热回收发电系统，包括第一热量循环单元、第二热量循环单元和发电单元，所述的第一热量循环单元、第二热量循环单元和发电单元分别通过的第二热交换器、第三热交换器和膨胀机循环相连，所述的第二工质通过该循环通路完成热电转换；所述的第二工质从第三热交换器中输出，经第二热交换器吸收第一工质的热量，经膨胀机将热能转换成做功的机械能，带动发电机发电，做功后的第二工质通过第三热交换器回到第二热量循环单元进行冷凝。本发明即提高了发动机的能量利用率，又减少了汽车尾气对环境热污染的排放，实现了节能减排的目的，同时有利于油电混合式新型汽车的发展。

技术领域

本发明属于汽车尾气余热回收领域，具体涉及一种基于有机朗肯循环的汽车尾气余热回收发电系统。

背景技术

能源是国民经济发展的支撑和动力，也是社会发展的重要物质基础。然而，多年来，我国能源开发与利用中的低效率、高消耗以及环境污染一直制约着经济与社会的可持续发展。余热资源的有效回收是提高能源利用效率的重要手段。

目前汽车发动机，尤其是重型运输车辆的发动机，会排出大量 80 ～ 200℃的低温尾气，其能量利用率普遍比较低，研究表明，发动机转变为有效功的热当量仅占燃料燃烧发热量的20 ～ 45％，其余以冷却水余热、润滑油余热和排气余热等形式排入大气中。如果能够将这部分能量进行回收利用，对提高发动机能量的利用率和降低环境污染具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于有机朗肯循环的汽车尾气余热回收发电系统。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于有机朗肯循环的汽车尾气余热回收发电系统，包括第一热量循环单元、第二热量循环单元和发电单元；

所述的第一热量循环单元包括首尾依次循环相连的第一热交换器、蓄热池、温度传感器、第二热交换器和第一传输泵，所述的第一热交换器的输入端与尾气热源端相连；所述的第一热量循环单元用于第一工质的热量交换；

所述的第二热量循环单元包括循环相连的第三热交换器、冷凝器、储液罐和第一传输泵，所述的第二热量循环单元用于第二工质的热量交换；

所述的发电单元包括依次相连的膨胀机、发电机和储电装置；

所述的第一热量循环单元、第二热量循环单元和发电单元分别通过的第二热交换器、第三热交换器和膨胀机循环相连，所述的第二工质通过该循环通路完成热电转换；所述的第二工质从第三热交换器中输出，经第二热交换器吸收第一工质的热量，经膨胀机将热能转换成做功的机械能，带动发电机发电，做功后的第二工质通过第三热交换器回到第二热量循环单元进行冷凝。

作为本发明的进一步改进，所述的尾气热源端位于汽车消音器的位置，所述的第一热交换器与消音器相连。

作为本发明的进一步改进，所述的第一热交换器与消音器之间设有一个第一控制阀，所述的第一控制阀和消音器之间还设有外界大气的通路，所述的通路上设有第二控制阀。

作为本发明的进一步改进，所述第一热交换器为三层套管式换热器，所述的第一工质位于最外层和最内层的套管中，所述的尾气位于中间层的套管中。

作为本发明的进一步改进，所述的第一热量循环单元还包括三通阀，所述的三通阀包括一个输入端和两个输出端，所述的三通阀的输入端与其中的一个输出端连接成通路；所述的三通阀的输入端与温度传感器相连，所述的三通阀的两个输出端分别与第二热交换器和第二传输泵相连。

作为本发明的进一步改进，所述的温度传感器用于检测蓄热池的温度；当温度传感器检测到蓄热池的温度超过设定的最高阈值时，关闭第一控制阀打开第二控制阀，停止尾气热量采集；当温度传感器检测到蓄热池的温度低于设定的最低阈值时，打开第一控制阀关闭第二控制阀，所述的三通阀的输入端和与第二传输泵相连的输出端构成通路。