第一管路12的第一端部相連；冷卻水箱10分別與第一管路12的第二端部和第二管路13的第一端部相連，第二管路13的第二端部通過循環(huán)水栗8與第二分水器的第二端部相連。
[0026]其中，具有復合相變蓄熱材料的蓄熱箱4是一個方形金屬密閉容器，容積為15L左右，置于汽車的后備箱中，還包括換熱銅管6和絕熱板，其中絕熱板優(yōu)選地為VIP真空絕熱板，使用絕熱板以防止蓄存在蓄熱箱4中的熱量散失。蓄熱箱4中的復合相變蓄熱材料5優(yōu)選地為添加具有高孔隙率泡沫金屬的相變材料，孔隙率為90%?95%，相變材料的相變區(qū)間在40°C -70°C之間，并且具有較大的相變蓄熱，利用泡沫金屬高熱導率的性質，強化復合相變材料5和冷卻液9之間的換熱。復合相變蓄熱材料5與換熱銅管6緊密接觸，保證冷卻液9和復合相變蓄熱材料5之間的換熱速度。為了增大兩者之間的換熱效率，換熱銅管6優(yōu)選地為多管均勻分布在蓄熱箱4內(nèi)。
[0027]蓄熱箱4第一端部和第二端部分別與第一分水器3和第二分水器相連接，第一分水器3和第二分水器都具有一個金屬空腔體，第一分水器3的第一端部和第二分水器的第一端部都具有開口，開口的數(shù)量與換熱銅管6的數(shù)量一致，第一分水器3的第二端部和第二分水器的第二端部都只具有一個開口。為了使冷卻液9均勻地流入每根換熱銅管6，需要在金屬空腔內(nèi)設置一些擋板。
[0028]與蓄熱箱4第一端部相連的第一分水器3的第二端部通過閥門2與出水管1相連，出水管1與發(fā)動機11相連接；與蓄熱箱4第二端部相連的第二分水器的第二端部與進水管7相連，進水管7通過循環(huán)水栗8與冷卻水箱10相連。冷卻水箱10與發(fā)動機11通過出水管相連，因此，發(fā)動機11、冷卻水箱10、循環(huán)水栗8、蓄熱箱4、閥門2及相應的管路構成一個循環(huán)回路。進水管7和出水管1為不銹鋼管，置于汽車底盤，將置于車頭的發(fā)動機11和冷卻水箱10和置于后備箱的蓄熱箱4連接起來。
[0029]汽車發(fā)動機工作時，高溫的冷卻液9在循環(huán)水栗8的作用下經(jīng)進水管7和分水器3進入蓄熱箱4內(nèi)的換熱銅管6，與蓄熱箱4中的復合相變蓄熱材料5進行快速換熱，復合相變蓄熱材料5從高溫的冷卻液9中吸收熱量，將發(fā)動機工作時產(chǎn)生的余熱儲存起來。當汽車發(fā)動機在低溫環(huán)境下靜置后需要啟動時，蓄存了大量熱量的復合相變蓄熱材料5將所蓄存的熱量傳遞給換熱銅管6中的冷卻液9，冷卻液9經(jīng)蓄熱箱4上端的分水器3、閥門2和出水管1進入發(fā)動機11，使發(fā)動機溫度升高，達到預熱發(fā)動機的目的。發(fā)動機預熱后啟動，而發(fā)動機在工作時產(chǎn)生的余熱又經(jīng)冷卻液傳遞給復合相變蓄熱材料，如此循環(huán)往復。
[0030]本實施例的基于相變蓄熱材料的發(fā)動機預熱裝置具有結構簡單，使用便捷，不需要外部提供能量等優(yōu)勢，利用蓄存發(fā)動機工作過程上產(chǎn)生的余熱來提供發(fā)動機預熱過程中所需要的熱量，基本上可以達到零能耗快速預熱發(fā)動機的目的，節(jié)約能源及保護環(huán)境。
[0031]以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，包括發(fā)動機，其特征在于，還包括蓄熱箱、進水管、出水管、閥門、第一分水器、第二分水器、循環(huán)水栗、冷卻水箱，第一管路和第二管路；其中，所述蓄熱箱具有復合相變蓄熱材料和換熱銅管，所述冷卻水箱載有冷卻液； 所述蓄熱箱的第一端部與所述第一分水器的第一端部相連，所述蓄熱箱的第二端部與所述第二分水器的第一端部相連；所述第一分水器的第二端部通過所述閥門與所述出水管的第一端部相連；所述發(fā)動機分別與所述出水管的第二端部和所述第一管路的第一端部相連；所述冷卻水箱分別與所述第一管路的第二端部和所述第二管路的第一端部相連，所述第二管路的第二端部通過所述循環(huán)水栗與所述第二分水器的第二端部相連。2.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述蓄熱箱還包括絕熱板。3.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述蓄熱箱的第一端部與所述第一分水器的第一端部通過焊接相連；所述蓄熱箱的第二端部與所述第二分水器的第一端部通過焊接相連。4.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述第一分水器的第一端部和所述第二分水器的第一端部都具有開口，所述開口的數(shù)量與所述換熱銅管的數(shù)量一致，所述第一分水器的第二端部和所述第二分水器的第二端部都只具有一個開□ ο5.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述蓄熱箱中的復合相變蓄熱材料為添加了泡沫金屬的復合相變材料，所述復合相變材料被設置為相變區(qū)間在40°C -70°C之間。6.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述復合相變蓄熱材料與所述換熱銅管緊密接觸，以保證所述冷卻液和所述復合相變蓄熱材料之間的換熱速度。7.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述循環(huán)水栗為自吸式隔膜栗。8.根據(jù)權利要求5所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述泡沫金屬的孔隙率為90%?95%。9.根據(jù)權利要求1所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述進水管和所述出水管為不銹鋼管，并且所述進水管和所述出水管布置于汽車底盤。10.根據(jù)權利要求4所述的基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，其特征在于，所述第一分水器和第二分水器的內(nèi)部具有擋板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相變蓄熱的發(fā)動機預熱裝置，包括發(fā)動機、蓄熱箱、進水管、出水管、閥門、分水器、循環(huán)水泵、冷卻水箱；蓄熱箱具有復合相變蓄熱材料，冷卻水箱載有冷卻液。復合相變蓄熱材料采用添加泡沫金屬的相變材料，其中相變材料的相變區(qū)間應在40℃-70℃之間。汽車發(fā)動機工作時，高溫的冷卻液進入換熱銅管，與蓄熱箱中的復合相變蓄熱材料進行換熱。復合相變蓄熱材料將發(fā)動機工作時產(chǎn)生的余熱蓄存起來。當發(fā)動機需要在低溫環(huán)境下啟動時，蓄存了大量能量的復合相變蓄熱材料將熱量傳遞給冷卻液，冷卻液進入發(fā)動機使其溫度升高，達到零能耗快速預熱發(fā)動機的目的。
【IPC分類】F02N19/10, F02G5/00
【公開號】CN105402071
【申請?zhí)枴緾N201510939095
【發(fā)明人】張鵬, 孟昭男
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月15日