一种汽车尾气余热利用的综合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车尾气余热利用的综合系统。属于汽车尾气技术领域。它主要是解决现有的有机朗肯循环系统中的换热器和冷凝器体积较大，并且汽车尾气的余热没有得到充分利用的问题。它的主要特征，由有机朗肯循环系统和多功能换热系统组成，有机朗肯循环系统包括第一换热器、膨胀机、第三换热器、有机工质储液罐、工质泵、发电机和单向阀，多功能换热系统包括压缩机、第二换热器和膨胀阀，有机朗肯循环系统和多功能换热系统通过阀组进行串联或并联。该汽车尾气余热利用的综合系统，是有机朗肯循环系统与空调制冷制热系统的有效结合，替代了汽车原有的空调系统，在发电的同时且能制冷或制热，既节约了空间，又充分发挥汽车尾气的余热能量。

An integrated system for vehicle exhaust heat utilization

The invention discloses an integrated system for automobile exhaust heat utilization. It belongs to the field of automobile exhaust technology. It mainly solves the problem that the volume of heat exchanger and condenser in the existing organic Rankine cycle system is large, and the residual heat of automobile exhaust is not fully utilized. Its main features are organic Rankine cycle system and multi-function heat exchange system. Organic Rankine cycle system includes first heat exchanger, expander, third heat exchanger, organic liquid storage tank, working medium pump, generator and one-way valve. Multi-function heat exchange system includes compressor, second heat exchanger and expansion valve, organic Lang. The Ken circulation system and the multifunctional heat exchange system are connected in series or parallel through the valve group. The integrated system of exhaust heat utilization is an effective combination of organic Rankine cycle system and air-conditioning cooling and heating system. It replaces the original air-conditioning system of automobiles and can refrigerate or heat at the same time of generating electricity. It not only saves space, but also gives full play to the exhaust heat energy of automobiles.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车尾气余热利用的综合系统
本专利技术涉及汽车尾气
，具体为一种汽车尾气余热利用的综合系统。
技术介绍
有机朗肯循环是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成，有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械；从透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到换热器，如此不断地循环下去。现有阶段基于汽车尾气利用的有机朗肯循环的余热回收系统主要由换热器、冷凝器、工质泵和膨胀机四个部分组成，其中换热器和冷凝器体积较大，受车辆系统空间限制，需要换热器在满足换热的前提下体积尽可能的小，并且汽车尾气的余热没有得到充分的利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车尾气余热利用的综合系统，以解决现有汽车尾气利用的有机朗肯循环系统中的换热器和冷凝器体积较大，并且汽车尾气的余热没有得到充分利用的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种汽车尾气余热利用的综合系统，其特征在于，由有机朗肯循环系统和多功能换热系统组成，所述有机朗肯循环系统包括第一换热器、膨胀机、第三换热器、有机工质储液罐、工质泵、第一风机、发电机和单向阀，所述多功能换热系统包括压缩机、第二换热器、膨胀阀和第二风机，所述有机朗肯循环系统和多功能换热系统通过阀组进行串联或并联。优选的，所述第一换热器的高温管道为汽车尾气回路，低温管道为有机工质回路，所述第二换热器的高温管道为有机工质回路，低温管道为空气回路，所述第三换热器的高温管道为有机工质回路，低温管道为空气回路；所述工质泵的进口管路与有机工质储液罐的出口管路连通，工质泵的出口设有2个出口管路，一个出口管路与第一换热器的低温管道的进口管路连通，另一个出口管路上设有第十五截止阀；所述第一换热器的高温管道的进口管路和出口管路均与汽车尾气管道连通；所述膨胀机的进口管路与第一换热器的低温管道的出口管路连通，膨胀机的出口设有2个出口管路，2个出口管路上分别设有第九截止阀和第十截止阀，膨胀机上连接有发电机；所述单向阀的进口端与第九截止阀的出口端连通，单向阀的出口端与压缩机的出口端、第七截止阀的出口端和第三换热器的高温管道的进口管路连通；所述第三换热器的高温管道的进口端设有3个进口管路，3个进口管路分别与压缩机的出口端、第七截止阀的出口端和单向阀的出口端连通，第三换热器的高温管道的出口端与有机工质储液罐的进口端连通，第三换热器的低温管道的进口管路上连接有第一风机，第一风机与室外连通；所述压缩机依靠发动机电能驱动，压缩机与第八截止阀串联并与第七截止阀并联；所述第二换热器的高温管道的进口端有2个进口管路，2个进口管路上分别设有第十截止阀和第十一截止阀，第二换热器的高温管道的出口端设有2个出口管路，2个出口管路上分别设有第十三截止阀和第十四截止阀，第二换热器的低温管道的进口端上连接有第二风机；所述膨胀阀与第十四截止阀串联并与第十三截止阀并联；所述第十二截止阀的一端与第七截止阀和第八截止阀连通，另一端与第十五截止阀、第十三截止阀和膨胀阀连通。优选的，所述第一换热器的高温管道的进口管路上设有第一截止阀，第一换热器的高温管道的出口管路上设有第二截止阀。优选的，所述第二换热器的低温管道的出风口处设有2根出风管道，2根出风管道上分别设有第三截止阀和第四截止阀，所述第二风机的进风口处设有2根进风管道，2根进风管道上分别设有第五截止阀和第六截止阀；所述第三截止阀和第五截止阀与室内连通，所述第四截止阀和第六截止阀与室外连通。优选的，所述有机工质为三氟二氯乙烷或四氟一氯乙烷。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：解决了现有汽车尾气利用的有机朗肯循环系统中的换热器和冷凝器体积较大，并且汽车尾气的余热没有得到充分利用的问题，该汽车尾气余热利用的综合系统，是有机朗肯循环系统与空调制冷制热系统的有效结合，替代了汽车原有的空调系统，发电且能制冷或制热，既节约了空间，又可以充分发挥汽车尾气的余热能量。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术制热过程的结构示意图。图3为本专利技术制冷过程的结构示意图。图4为本专利技术非制热制冷过程的结构示意图。图中：1、第一换热器；2、膨胀机；3、压缩机；4、第三换热器；5、有机工质储液罐；6、工质泵；7、第一风机；8、第二换热器；9、膨胀阀；10、第二风机；11、发电机；12、单向阀；131、第一截止阀；132、第二截止阀；133、第三截止阀；134、第四截止阀；135、第五截止阀；136、第六截止阀；137、第七截止阀；138、第八截止阀；139、第九截止阀；1310、第十截止阀；1311、第十一截止阀；1312、第十二截止阀；1313、第十三截止阀；1314、第十四截止阀；1315、第十五截止阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种汽车尾气余热利用的综合系统，由有机朗肯循环系统和多功能换热系统组成，有机朗肯循环系统包括第一换热器1、膨胀机2、第三换热器4、有机工质储液罐5、工质泵6、第一风机7、发电机11和单向阀12，所述多功能换热系统包括压缩机3、第二换热器8、膨胀阀9和第二风机10，所述有机朗肯循环系统和多功能换热系统通过阀组进行串联或并联。第一换热器1的高温管道为汽车尾气回路，低温管道为有机工质回路，第一换热器1的高温管道的进口管路和出口管路均与汽车尾气管道连通，第一换热器1的高温管道吸收汽车尾气的热量，蒸发从工质泵6输出到低温管道内的液态有机工质，使液态有机工质转化成气态输出，第一换热器是汽车尾气余热利用的主要部件。有机工质储液罐5内的有机工质为三氟二氯乙烷或四氟一氯乙烷，工质泵6的进口管路与有机工质储液罐5的出口管路连通，将有机工质储液罐5中的液态有机工质加压输出，工质泵6的出口设有2个出口管路，一个出口管路与第一换热器1的低温管道的进口管路连通，另一个出口管路上设有第十五截止阀1315。膨胀机2的进口管路与第一换热器1的低温管道的出口管路连通，接收第一换热器1的低温管道输出的气态有机工质，并被气态有机工质驱动做功且输出气态有机工质做功后的乏气，膨胀机2的出口设有2个出口管路，2个出口管路上分别设有第九截止阀139和第十截止阀1310，膨胀机2上连接有发电机11。单向阀12的进口端与第九截止阀139的出口端连通，单向阀12的出口端与压缩机3的出口端、第七截止阀137的出口端和第三换热器4的高温管道的进口管路连通，单向阀12用于防止因压缩机3的出口压力过高导致的有机工质气体回流。第三换热器4的高温管道为有机工质回路，低温管道为空气回路，第三换热器4的高温管道的进口端设有3个进口管路，3个进口管路分别与压缩机3的出口端、第七截止阀137的出口端和单向阀12的出口端连通，第三换热器4的高温管道的出口端与有机工质储液罐5的进口端连通，第三换热器4的低温管道的进口管路上连接有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车尾气余热利用的综合系统，其特征在于，由有机朗肯循环系统和多功能换热系统组成，所述有机朗肯循环系统包括第一换热器（1）、膨胀机（2）、第三换热器（4）、有机工质储液罐（5）、工质泵（6）、第一风机（7）、发电机（11）和单向阀（12），所述多功能换热系统包括压缩机（3）、第二换热器（8）、膨胀阀（9）和第二风机（10），所述有机朗肯循环系统和多功能换热系统通过阀组进行串联或并联。

【技术特征摘要】
1.一种汽车尾气余热利用的综合系统，其特征在于，由有机朗肯循环系统和多功能换热系统组成，所述有机朗肯循环系统包括第一换热器（1）、膨胀机（2）、第三换热器（4）、有机工质储液罐（5）、工质泵（6）、第一风机（7）、发电机（11）和单向阀（12），所述多功能换热系统包括压缩机（3）、第二换热器（8）、膨胀阀（9）和第二风机（10），所述有机朗肯循环系统和多功能换热系统通过阀组进行串联或并联。2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气余热利用的综合系统，其特征在于，所述第一换热器（1）的高温管道为汽车尾气回路，低温管道为有机工质回路，所述第二换热器（8）的高温管道为有机工质回路，低温管道为空气回路，所述第三换热器（4）的高温管道为有机工质回路，低温管道为空气回路；所述工质泵（6）的进口管路与有机工质储液罐（5）的出口管路连通，工质泵（6）的出口设有2个出口管路，一个出口管路与第一换热器（1）的低温管道的进口管路连通，另一个出口管路上设有第十五截止阀（1315）；所述第一换热器（1）的高温管道的进口管路和出口管路均与汽车尾气管道连通；所述膨胀机（2）的进口管路与第一换热器（1）的低温管道的出口管路连通，膨胀机（2）的出口设有2个出口管路，2个出口管路上分别设有第九截止阀（139）和第十截止阀（1310），膨胀机（2）上连接有发电机（11）；所述单向阀（12）的进口端与第九截止阀（139）的出口端连通，单向阀（12）的出口端与压缩机（3）的出口端、第七截止阀（137）的出口端和第三换热器（4）的高温管道的进口管路连通；所述第三换热器（4）的高温管道的进口端设有3个进口管路，3个进口管路分别与压缩机（3）的出口端、第七截止阀（137）的出口端和单向阀（12）的出口端连通，第三换热器（4）的高温管道的出口端与有机工...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏华山，胡超群，蒋明，谢碧衡，陈勇，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42