[发明专利]用于燃式发动机和WHR系统的冷却系统

说明书

本发明涉及一种冷却系统，其包括被配置成冷却燃式发动机(2)的第一回路(A)和被配置成冷却WHR系统中的冷凝器(19)的第二回路(B)。第二回路(B)包括第二散热器(16)，第一入口开口(B_1i)和冷凝器入口管线(18)，第二回路(B)在该第一入口开口处接收来自第一回路(A)的第一位置的冷却剂，该冷凝器入口管线被配置成将冷却剂引导至冷凝器(19)和出口开口(B_o)，冷却剂在该出口开口处被引导回第一回路(A)。第二回路(B)还包括第二散热器旁通管线(14)和第二阀装置(13，13’)，该第二散热器旁通管线引导冷却剂绕过第二散热器(16)，该第二阀装置被配置成在第二散热器(16)与第二散热器旁通管线(14)之间分配冷却剂，从而使得冷却剂混合物被接收在冷凝器入口管线(18)中，该冷凝器入口管线能够将冷凝器(19)中的工作介质冷却至期望的冷凝温度。

技术领域

本发明涉及一种用于燃式发动机和WHR系统的冷却系统。

背景技术

WHR系统(废热回收系统)能够用在车辆中以回收废热能并将其转换为机械能或电能。来自例如燃式发动机的排气的废热能能够借助于WHR系统回收。因此，WHR系统能够减少燃式发动机的燃料消耗。为了在WHR系统中实现高热效率，冷凝器中的工作介质要被冷却至尽可能低的冷凝温度，并且基本不出现过冷。因此，为了在WHR系统中实现高热效率，工作介质要以适当的冷却效果冷却。但是，冷凝器中的工作介质的适当的冷却效果在不同的操作条件期间(诸如随着从例如排气向蒸发器中的工作介质供应的加热效果)发生变化。由于来自排气的所供应的加热效果能够迅速变化，难以持续提供冷凝器中的工作介质的冷却效果而导致WHR系统的高热效率。

期望由通用冷却系统来冷却WHR系统和燃式发动机。然而，鉴于用于冷却工作介质的所需冷却效果能够迅速变化以及燃式发动机和WHR系统需要由不同温度的冷却剂来冷却的事实，难以设计这样的冷却系统。

WO 2016/089276示出一种用于燃式发动机和WHR系统的冷却布置。冷却布置包括高温回路、中间温度回路和低温回路，每个回路包括散热器，冷却剂在散热器中被冷却至不同的温度。来自高温回路的冷却剂或来自低温回路的冷却剂与来自中间温度回路的冷却剂混合，以便产生适当温度的冷却剂混合物，以将冷凝器中的工作介质冷却至期望的冷凝温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种相对简单的冷却系统，其能够提供对燃式发动机和WHR系统的冷凝器中的工作介质的有效冷却。

上述目的由在本文中限定的冷却系统来实现。冷却系统包括用于冷却燃式发动机的第一回路和用于冷却WHR系统的冷凝器中的工作介质的第二回路。第一回路可以具有用于冷却燃式发动机的常规设计。第二回路包括第二散热器、第二散热器旁通管线和第二阀装置，该第二阀装置鉴于对冷凝器中的工作介质的冷却需求而将冷却剂流分配到第二散热器或第二散热器旁通管线。第二回路还包括冷凝器入口管线，其接收来自第二散热器和第二散热器旁通管线的冷却剂混合物。借助于第二阀装置，可以冷却第二散热器中的冷却剂流的可调节部分，而冷却剂的剩余部分未冷却地流过第二散热器旁通管线。被引导至冷凝器入口管线的冷却剂混合物的温度与流过第二散热器和第二散热器旁通管线的冷却剂之间的比率有关。第二回路的设计使得可以借助于第二阀装置以高精度控制被引导至冷凝器的冷却剂的流量和温度。第二回路在入口开口处接收来自第一回路的冷却剂，第二回路在出口开口处将冷却剂引导回第一回路，该入口开口和该出口开口的存在使得可以在两个回路中使用相同的冷却剂。此外，这样的设计导致第一回路和第二回路的一部分将会被平行布置在冷却系统中。通过将第二回路的入口开口和出口开口布置在第一回路的适当位置，第二回路的存在将基本上不会干扰第一回路中的燃式发动机的冷却。

根据本发明的实施方式，第二回路包括接收来自第一回路的发动机出口管线的冷却剂的入口。在这种情况下，第二回路接收第一回路的未冷却的冷却剂。然而，可以通过所需尺寸的第二散热器将第二散热器中的冷却剂冷却至相对较低的温度和/或将相对小的冷却剂流引导至第二回路。