[发明专利]一种基于有机朗肯循环原理的车辆发动机废热回收系统

说明书

技术领域：

本发明属于汽车节废热回收技术领域，特指一种基于有机朗肯循环原理的车辆发动机废热回收系统。

背景技术：

随着道路车辆排放法规的日益严格和实施，欧六排放法规实施后，2020年将进入以限制CO₂排放为主的碳排放法规的实施阶段。为此，对发动机的每百公里燃油消耗提出了严格的要求和标准。为此，以朗肯循环的为技术代表各种废热回收技术，成为未来车辆降低CO₂排放的最有效的手段和技术之一。

同时，发动机的能源利用效率比较低，一般为40％左右，其余60％的热量以各种形式散失而排入大气。在发动机各种形式废热中，以发动机排气废热比重最大。而基于废热回收的有机朗肯循环通过把发动机的尾气和废气再循环EGR以及发动机缸套水的废热吸收，通过膨胀机转化为有效功输出，从而间接提升发动机燃油经济性和降低CO₂的排放。

而在发动机废热源中，既有高达500—600℃的发动机再循环尾气的高品质热源，也有发动机排气经过SCR处理转化器后300—400℃的中文品质的废热源，还有发动机缸套冷却液的95—105℃的低品位热源，以及空气经过涡轮增压后的热容量比较小且最高温度在200℃左右增压空气的废热源。如何有效的利用发动机各种不同温度，不同品质且不同热量大小的各种废热源进行能量回收成为车用ORC系统布置的关键点。其中，在车辆狭小空间范围内，如何确保氟利昂少泄露或者不泄露到大气中，以及绝对不允许氟利昂在吸收发动机再循环尾气和增压空气热量的过程中，氟利昂泄露进入发动机气缸内燃烧，与N₂等发生反应产生剧毒气体随发动机尾气排入大气，造成大气的有毒气体的污染。

发明内容：

本发明的目的是提供一种实现能量回收效率的最大化和产品系统结构简单化基于有机朗肯循环原理的车辆发动机废热回收系统。

本发明是这样实现的：

一种基于有机朗肯循环原理的车辆发动机废热回收系统，包括有机朗肯循环系统，该循环系统是：冷媒泵的出口端连接三条支路，

第一支路通过管路连接回热器；

第三支路通过管路连接EGR沸腾蒸发器的尾端；

第一支路连接回热器后的管路与第三支路连接EGR沸腾蒸发器的尾端后的管路汇合形成汇合支路，汇合支路通过管路依次连接冷却液沸腾器、EGR沸腾蒸发器的前端；

第二支路通过管路连接尾气沸腾器；

第二支路连接尾气沸腾器后与汇合支路汇合后通过管路依次连接膨胀机、回热器、冷凝器、储液罐、冷媒泵的进口端。

在上述技术方案中，所述膨胀机的进口端与出口端上的管路上连接有旁通管路，在旁通管路上设置有阀门。

在上述技术方案中，所述冷凝器为水冷冷凝器或气冷冷凝器。

在上述技术方案中，还包括有发动机排气系统，发动机的排气端连接有两路，一路通过管路连接发动机后处理SCR系统后与大气连通，另一路通过管路依次连接EGR沸腾蒸发器、发动机的进气端。

在上述技术方案中，还包括有发动机缸套水冷却循环系统，冷却液泵的出口端连接有两条回路，第一回路通过管路与发动机连接；第二回路通过并联的管路分别连接EGR沸腾蒸发器的两端并与第一回路汇合经过冷却液沸腾器连接后与冷却液泵的进口端连接。

本发明相比现有技术突出的优点是：

1、本发明是一种对发动机尾气排气废热，发动机尾气再循环废热和发动机缸套冷却液的废热回收，把热能转化为动能，实现能量的回收，降低车辆CO₂的排放。

2、本发明可最大可能利用发动机废热，在不降低废热能量品味的前提下，实现废热能量的最大转换。

3、本发明一方面根据废热的品质有效合理布置冷媒工质氟利昂的吸热顺序，另一方面部分冷却液进入EGR沸腾蒸发器的两端，是以并联的形式进入，以减少发动机尾气和冷却液的热量的交换；同时又能确保对EGR沸腾蒸发器两端进行冷却以及避免氟利昂因产品泄漏到尾气中，结构稳定、安全可靠。

附图说明：

图1是本发明的结构示意简图。

具体实施方式：

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1：

一种基于有机朗肯循环原理的车辆发动机废热回收系统，包括有机朗肯循环系统，该循环系统是：冷媒泵1的出口端连接三条支路，

第一支路通过管路连接回热器2；

第三支路通过管路连接EGR沸腾蒸发器3的尾端；