本實用新型涉及余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及車用余熱回收技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著不可再生資源的日益短缺，太陽能、地熱能、發(fā)動機余熱、工業(yè)余熱等熱能的再度回收利用技術(shù)以及新能源的開發(fā)利用技術(shù)已成為當今世界各國研究的重要課題之一。對于汽車而言，其發(fā)動機常采用內(nèi)燃機作為汽車的直接動力來源，將燃油的化學能轉(zhuǎn)化為汽車的動能，提高對燃油的充分利用率，可大大改善汽車發(fā)動機性能。據(jù)相關(guān)研究表明，汽車發(fā)動機燃油混合氣能量的利用率僅僅只有三分之一左右，剩余的熱量大多以冷卻水和尾氣的形式直接排放到大氣當中，這部分能量理論上是能夠再度利用的。將這部分能量得到回收利用，一方面可以提高發(fā)動機的總體效率，節(jié)省能源的消耗，另一方面降低了發(fā)動機做功時的散熱耗能，改善了環(huán)境質(zhì)量，減緩全球氣溫變暖的趨勢。

我國大部分地區(qū)處于日照時間相對較長的區(qū)域，因此，太陽能做為新能源之一，對其充分的回收利用，將有效的節(jié)約不可再生能源的使用，對于大型長途客車而言，其車頂大面積的空置，或者用作行李架，浪費空間，若能在不過分增加車重的條件下，將這部分空置的空間用于回收太陽能，用作汽車空調(diào)、儀表等裝置的供電，不僅可以提高發(fā)電機的效率，也可節(jié)省能源的消耗。

就目前而言，對大型客車車頂空間的利用較少，只是對發(fā)動機的余熱進行再度利用。傳統(tǒng)的方法主要有三種：利用發(fā)動機余熱進行溫差發(fā)電、利用發(fā)動機余熱取暖或進行吸收式制冷、利用發(fā)動機余熱做功。而且利用排氣溫差發(fā)電能量轉(zhuǎn)換效率很低。實驗中，實際熱電轉(zhuǎn)換效率約為2%左右，而同類裝置的轉(zhuǎn)換效率最高只有10%左右；只能在發(fā)動機工作的情況下才能用作取暖。在整個發(fā)動機余熱回收系統(tǒng)中，朗肯循環(huán)系統(tǒng)一般是采用水作為工質(zhì)，由于水的沸點較高，不容易揮發(fā)，這使得發(fā)動機余熱回收的效率比較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種車用余熱回收的熱力循環(huán)系統(tǒng)。

本實用新型是一種車用余熱回收的熱力循環(huán)系統(tǒng)，有一冷卻水換熱器10；工質(zhì)泵7的進口端與第一膨脹機13的出口端串聯(lián)連接，工質(zhì)泵7的出口端則與換熱器8高溫側(cè)進口端串聯(lián)，換熱器8高溫側(cè)的出口端與熱交換器5低溫側(cè)的進口端串聯(lián)，熱交換器5低溫側(cè)的出口端與潤滑油熱交換器6低溫側(cè)的進口端串聯(lián)連接，潤滑油熱交換器6低溫側(cè)的出口端與尾氣換熱器1低溫側(cè)的進口端串聯(lián)，尾氣換熱器1低溫側(cè)的出口端與膨脹機的進口串聯(lián)，潤滑油熱交換器6高溫側(cè)與潤滑油循環(huán)泵4串聯(lián)，尾氣換熱器1的高溫側(cè)接入發(fā)動機2尾氣；熱交換器5的高溫側(cè)與第一泵3串聯(lián)，第一泵3與板式太陽能集熱器19串聯(lián)。

本發(fā)明有益之處是：采用有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)和卡琳娜循環(huán)耦合的方式來回收大型車輛車頂太陽能、發(fā)動機尾氣余熱、潤滑油和發(fā)動機冷卻水余熱。提高了發(fā)動機的機械效率，節(jié)省不可再生能源的使用。另外，上述技術(shù)方案還通過換熱實現(xiàn)較高溫有機朗肯循環(huán)與低溫卡琳娜循環(huán)之間的熱交換，將較高溫有機朗肯循環(huán)做功后工質(zhì)氣體的熱量傳遞給低溫卡琳娜循環(huán)從而實現(xiàn)循環(huán)工質(zhì)的預熱，進一步提高了余熱回收效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖標記及對應名稱為：尾氣換熱器1，發(fā)動機2，第一泵3，潤滑油循環(huán)泵4，熱交換器5，潤滑油熱交換器6，工質(zhì)泵7，換熱器8，冷卻水循環(huán)泵9，冷卻水換熱器10，回熱器11，發(fā)電機12，第一膨脹機13，分離器14，第二膨脹機15，節(jié)流閥16，低壓冷凝器17，第二泵18，板式太陽能集熱器19。

具體實施方式

本實用新型是一種車用余熱回收的熱力循環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示，有一冷卻水換熱器10，工質(zhì)泵7的進口端與第一膨脹機13的出口端串聯(lián)連接，工質(zhì)泵7的出口端則與換熱器8高溫側(cè)進口端串聯(lián)，換熱器8高溫側(cè)的出口端與熱交換器5低溫側(cè)的進口端串聯(lián)，熱交換器5低溫側(cè)的出口端與潤滑油熱交換器6低溫側(cè)的進口端串聯(lián)連接，潤滑油熱交換器6低溫側(cè)的出口端與尾氣換熱器1低溫側(cè)的進口端串聯(lián)，尾氣換熱器1低溫側(cè)的出口端與膨脹機的進口串聯(lián)，潤滑油熱交換器6高溫側(cè)與潤滑油循環(huán)泵4串聯(lián)，尾氣換熱器1的高溫側(cè)接入發(fā)動機2尾氣；熱交換器5的高溫側(cè)與第一泵3串聯(lián)，第一泵3與板式太陽能集熱器19串聯(lián)。

如圖1所示，用于回收發(fā)動機冷卻水的卡琳娜循環(huán)中，冷卻水換熱器10低溫側(cè)的進口端與回熱器11低溫側(cè)的進口端并聯(lián)，并聯(lián)后進口端與換熱器8低溫側(cè)的出口端串聯(lián)，并聯(lián)后出口端與分離器14的進口串聯(lián)，分離器14的一端出口與第二膨脹機15的進口串聯(lián)，分離器14的另一端出口與回熱器11的高溫側(cè)進口端串聯(lián)，低壓冷凝器17的高溫側(cè)出口端連接節(jié)流閥16的進口，第二膨脹機15的出口與節(jié)流閥16的出口并聯(lián)，并聯(lián)之后與低壓冷凝器17高溫側(cè)的進口串聯(lián)，低壓冷凝器17高溫側(cè)的出口與第二泵18進口串聯(lián)，第二泵18的出口與換熱器8低溫側(cè)的進口端相串聯(lián)，冷卻水換熱器10高溫側(cè)與冷卻水循環(huán)泵9相串聯(lián)。

根據(jù)以上所述的一種車用余熱回收的熱力循環(huán)系統(tǒng)，用于回收發(fā)動機冷卻水的卡琳娜循環(huán)采用氨含量大于90%的富氨蒸汽。

根據(jù)以上所述的一種車用余熱回收的熱力循環(huán)系統(tǒng)，用于回收發(fā)動機尾氣余熱、潤滑油余熱和車頂太陽能的較高溫有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)采用有機物作為循環(huán)的工作介質(zhì)。采用氨水作為低溫卡琳娜循環(huán)的工質(zhì)主要是考慮到氨水臨界溫度較低的特點。較高溫有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)與回收太陽能系統(tǒng)的熱交換通過熱交換器5實現(xiàn)耦合，有機朗肯循環(huán)與低溫卡琳娜循環(huán)之間的熱交換通過換熱器8實現(xiàn)耦合。

本實用新型具體工作過程如下：

通過車頂板式太陽能集熱器20收集太陽能熱量，較高溫有機朗肯循環(huán)中的工質(zhì)首先在熱交換器5中與收集的太陽能熱量發(fā)生熱量交換，有機朗肯循環(huán)中的工質(zhì)對有機朗肯循環(huán)中的工質(zhì)進行預熱處理，預熱后的工質(zhì)進入潤滑油熱交換器6中與高溫潤滑油發(fā)生熱量交換，對潤滑油進行冷卻，之后工質(zhì)進入安裝在汽油機排氣管上的尾氣換熱器1，這是有機朗肯循環(huán)工質(zhì)的主要熱交換器，在尾氣換熱器1中與發(fā)動機排出的尾氣余熱進行熱量交換，使工質(zhì)充分吸熱成高溫高壓的蒸汽，進入第一膨脹機13，帶動膨脹機對外做功，做功之后的工質(zhì)經(jīng)泵7進入換熱器8中，在換熱器中8向低溫卡琳娜循環(huán)放熱，同時較高溫有機朗肯循環(huán)工質(zhì)冷凝成為飽和液后進入熱交換器5中，完成朗肯循環(huán)部分。

低溫卡琳娜循環(huán)中，其工質(zhì)為氨含量為85%左右的氨水溶液，工質(zhì)首先通過換熱器8，在換熱器8中吸收有機朗肯循環(huán)工質(zhì)蒸汽的熱量，進行預熱。預熱后的循環(huán)工質(zhì)分為氨含量不變的兩部分，一部分進入冷卻水換熱器10，在冷卻水換熱器10中吸收冷卻水的熱量另一部分工質(zhì)進入回熱器11與從分離器14中分離出來的一股氨含量為45%左右的工質(zhì)流送至第一回熱器11與在換熱器8中完成預熱的一部分工質(zhì)進行熱交換，一股氨含量大于90%的工質(zhì)流送至膨脹機對外做功，做功之后的蒸汽與從回熱器11流出的一股氨含量為85%左右的工質(zhì)混合，重新成為氨含量為85%左右的氨水溶液，之后送至低壓冷凝器17，在低壓冷凝器17中冷凝之后進入第二泵18，完成低溫卡琳娜循環(huán)部分。

其中，冷卻水循環(huán)、潤滑油循環(huán)以及太陽能回收循環(huán)分別通過冷卻水循環(huán)泵9、潤滑油循環(huán)泵4和第一泵3完成。