[实用新型]一种基于相变蓄热的发动机余热利用装置

说明书

本实用新型公开了一种基于相变蓄热的发动机余热利用装置及使用方法，装置包括发动机、废气排气管、热交换器、蓄能泵组、蓄能罐、释能泵组和热流体利用器，在所述蓄能罐内装有多个蓄能球体，并在所述蓄能球体内填充固液相变材料，通过两个热交换流路实现从废气中能量提取再利用，相应的方法可根据热需求进行低效和高效模式切换。本余热利用装置结构简单且可模块化按需装配，且结构紧凑、安装使用成本低，余热利用高，相应的使用方法操作简单，可根据不同余热利用需求进行低效和高效模式切换。

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种基于相变蓄热的发动机余热利用装置及使用方法。

背景技术

船用低速柴油机具有功率大、体积大、废气量大及废气温度高的特点。目前最先进的船用低速柴油机的热效率为50％左右，即是说有接近一半的热能没有被直接利用而是随废气和冷却系统排入环境中。未被直接利用的热能中有50％左右是随废气直接排入环境，因此回收利用这部分能量具有很高的经济及环境价值。

目前针对船用大功率柴油机的余热利用装置主要采用通过余热锅炉或动力涡轮联合汽轮机发电的方式。但这种采用这种方式的余热利用装置系统结构复杂，设备及维护成本高，同时占用场地较多，以上缺点成为限制余热利用装置在船舶应用的主要原因。因此开发一种结构简单紧凑、安装使用成本低的新型余热利用装置有很强的实际价值。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于相变蓄热的发动机余热利用装置及使用方法。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种基于相变蓄热的发动机余热利用装置，包括发动机、废气排气管、热交换器、蓄能泵组、蓄能罐、释能泵组和热流体利用器。所述废气排气管与所述发动机的排气端连接，所述热交换器连接在所述废气排气管的管路上，所述热交换器、蓄能泵组和蓄能罐形成蓄能流体回路，所述蓄能罐、释能泵组和热流体利用器形成释能流体回路。

优选的，在所述蓄能罐内装有多个蓄能球体，并在所述蓄能球体内填充固液相变材料。

优选的，所述蓄能泵组包括水泵和电机构成的电泵蓄能组件，所述释能泵组包括水泵和电机构成的电泵释能组件。

优选的，所述蓄能泵组还包括水泵和排气涡轮机构成的汽轮蓄能组件，所述排气涡轮机的输入端与所述热交换器下游的废气排气管连接，所述排气涡轮机的输出轴与所述水泵驱动连接。

优选的，在所述所述蓄能泵组的排气涡轮机与所述废气排气管之间设置蓄能切换开关。

优选的，所述释能泵组还包括水泵和排气涡轮机构成的汽轮释能组件，所述排气涡轮机的输入端与所述热交换器下游的废气排气管连接，所述排气涡轮机的输出轴与所述水泵驱动连接。

优选的，在所述释能泵组的排气涡轮机与所述废气排气管之间设置释能切换开关。

优选的，所述蓄能流体回路和所述释能流体回路的流体介质为水；所述固液相变材料为石蜡。

优选的，所述发动机为船用低速大功率柴油机。

一种发动机余热利用装置的使用方法，所述发动机余热利用装置采用上述装置，方法包括：

低效蓄能，在低效蓄能阶段，释能泵组关闭，汽轮蓄能组件的蓄能切换开关开启，电泵蓄能组件关闭；

低效释能，在低效释能阶段，释能泵组的电泵释能组件关闭，汽轮释能组件的释能切换开关开启，热流体利用装置开始工作；

高效蓄能，在高效蓄能阶段，汽轮蓄能组件的蓄能切换开关开启，并开启电泵蓄能组件；

高效释能，在高效释能阶段，汽轮释能组件的释能切换开关开启，并开启电泵释能组件。