一种客车尾气余热供暖装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种客车尾气余热供暖装置，包括：热交换器，其包括：换热管，用于容纳导热液体；换热腔，其套设在所述换热管外侧，所述换热腔一端连接客车排气管；散热器，其连通所述换热管，水箱供暖系统，其连通所述散热器，发动机冷却循环系统，其连通所述散热器，发动机冷却液能够在散热器和发动机之间循环供暖；风机，其设置在所述散热器一侧，用于将热空气吹拂到客车内供暖；控制器，其设置在所述热交换器和所述散热器之间，并连通所述水箱供暖系统、发动机冷却循环系统，还提供了一种客车尾气余热供暖装置的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种客车尾气余热供暖装置及其控制方法
本专利技术涉及车辆领域，尤其涉及一种客车尾气余热供暖装置及其控制方法。
技术介绍
一般小型车辆冬季车内采暖主要采用发动机冷却液的热量进行供暖，而大型客车车厢较大，并且多采用柴油发动机，其热效率较高，发动机工作温度低于汽油机，因此采用此种方式供暖则热量不够，需要额外使用燃烧汽油、煤油、柴油等燃料的独立热源进行车厢采暖。这种方法浪费较多燃油，导致大型客车冬季比其他季节更费油。目前也有利用发动机尾气进行采暖的设计，是使用位于发动机和消音器之间加装热交换器来实现，由新鲜空气吸收热量后，再变成热风向车内供暖。但这种方法转换的热量不能进行循环，存在较大热量浪费。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种客车尾气余热供暖装置，利用回收热量后的尾气加热导热液体，再通过鼓风机将空气吹过散热器，将热空气吹入车厢内，使车内供暖速度加快、节省燃油。本专利技术还提供了一种客车尾气余热供暖装置控制方法，将水箱供暖系统、发动机冷却系统和尾气供暖装置并联，并给出三种供暖源的控制方法，保证采暖可靠性。本专利技术提供的技术方案为：一种客车尾气余热供暖装置，包括：热交换器，其包括：换热管，用于容纳导热液体；换热腔，其套设在所述换热管外侧，所述换热腔一端连接客车排气管；散热器，其连通所述换热管，所述导热液体能够在所述换热管和所述散热器之间流动；水箱供暖系统，其连通所述散热器，所述导热液体能够在所述散热器和所述水箱之间流动；发动机冷却循环系统，其连通所述散热器，发动机冷却液能够在散热器和发动机之间循环供暖；风机，其设置在所述散热器一侧，用于将热空气吹拂到客车内供暖；控制器，其设置在所述热交换器和所述散热器之间，并连通所述水箱供暖系统、发动机冷却循环系统。优选的是，所述换热管为螺旋形。优选的是，所述换热腔包括：内筒，其为柱形筒，所述换热管套设在所述内筒上；外筒，其套设在所述内筒上；两个固定板，其设置在所述外筒和所述内筒两侧，并与所述外筒和所述内筒形成环形气体容纳腔；涡流板，其固定在所述固定板之间。优选的是，所述涡流板包括：涡流杆，其为柱形杆；涡流片，其为螺旋形，设置在所述涡流杆外侧。优选的是，还包括：过滤装置，其设置在所述换热腔和所述客车排气管之间，包括：壳体，其内部具有容置腔；第一过滤网，其内部填充颗粒大小为2.5微米的活性炭颗粒，所述第一过滤网设置在所述壳体内；第二过滤板，其内部具有碳化硅陶瓷过滤网，与所述第一过滤网平行设置；其中，所述排气管经第一过滤网和所述第二过滤板后进入换热腔。优选的是，所述散热器表面具有散热翅片，所述散热翅片之间等间距分布。一种客车尾气余热供暖装置的控制方法，包括：在客车刚起步且需要给车厢供暖时，开启水箱供暖系统，通过燃油加热水箱内的导热液体，当水箱内导热液体温度Ts≥48℃时，开启水箱和散热器之间的第一阀门，使导热液体循环流动，并通过风机吹拂散热器为车厢供暖；其中，所述第一阀门开启t1时间后关闭；当散热器内导热液体温度Tr≤28℃时，开启发动机冷却循环系统和散热器之间的第二阀门，使发动机冷却液在散热器和发动机之间循环流动；其中，所述第二阀门开启4～6s后关闭；当客车车厢内温度Tc≥19℃且换热管导热液体温度Tw≥45℃时，关闭水箱供暖系统，开启换热管和散热器之间的第三阀门，使导热液体在换热管和散热器之间循环流动，并通过风机吹拂散热器为车厢供暖；其中，所述第三阀门开启t3时间后关闭。优选的是，所述第一阀门开启时间t1通过如下公式计算获得：其中，Q0为换热量，cp为导热液体比热容，ρ为导热液体密度，Ts为水箱内导热液体温度，Tr为散热器内导热液体温度，V1为第一阀门的输水量，λ为与温度相关的系数。优选的是，所述第三阀门开启时间t3通过如下公式计算获得：其中，α为对流系数，Vf为散热器体积，Bj为尾气流量，ρ为导热液体密度，Tw为换热管导热液体温度，Tr为散热器内导热液体温度，V3为第三阀门的输水量，λ为与温度相关的系数，h为普朗克常数。优选的是，车厢内温度通过调节风机转速获得，其计算公式为：其中，μ为风机转速，Swi为风道管路总面积，Trwi为吹拂系数，Sm为扩散面积，Tm为车厢目标温度，ΔT为目标温度与当前温度的温差，Vmax为吹风机最大转速。本专利技术所述的有益效果本专利技术将利用客车尾气回收热量后与导热液体进行热交换，采用导热液体在车内进行循环，并使其流经暖风机芯，再通过鼓风机将空气吹过暖风机芯，将热空气吹入车厢内。采用过滤装置，首先经第一过滤网过滤到尾气中包含的不充分燃烧微粒，把大直径的固体杂质和颗粒阻挡在热交换器上游，再经第二过滤板二次过滤后进入换热腔可以增加换热腔的使用寿命，且保证排出到环境中的尾气更环保。本专利技术还在排气管末端加装消音器，在消音的同时，消音器的形成对称的同心管体，大外径壳体焊接于主管道上，前端敞口，方便尾气，经过二次收拢，缓冲气体喷射速度。本专利技术的采暖装置还将和传统的采暖装置进行并联，使车内供暖速度加快、节省燃油，同时保障供暖可靠性。当本专利技术的尾气余热采暖装置中的导热液体温度较高，可以通过独立供暖装置中集成的控制器，减少独立供暖的燃油消耗量或者使其停止运行，使原有供暖水路实现“直通”，达到节省燃油的目的。本专利技术还提供了一种客车尾气余热供暖装置控制方法，将水箱供暖系统、发动机冷却系统和尾气供暖装置并联，并给出三种供暖源的控制方法，保证采暖可靠性。附图说明图1为本专利技术所述的客车尾气余热供暖装置的连接示意图。图2为本专利技术所述的热交换器的结构示意图。图3为本专利技术所述的热交换器的内部结构示意图。图4为本专利技术所述的涡流板的结构示意图。图5为本专利技术所述的过滤装置的结构示意图。图6为本专利技术所述的消音器的结构示意图。图7为本专利技术所述的消音器的剖面图。图8为本专利技术所述的客车尾气余热供暖装置的另一实施例连接示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1、8所示，本专利技术提供的客车尾气余热供暖装置包括：热交换器110、散热器130、风机140、水箱供暖系统和发动机冷却循环系统。热交换器110、消音器120、散热器130和风机140。如图2、3所示，热交换器110包括：换热管111和换热腔112，换热管111用于容纳导热液体；换热腔112套设在换热管111外侧，换热腔112一端连接客车排气管；换热腔112包括：内筒114为柱形筒，换热管111为螺旋形，盘绕套设在内筒114上；外筒套设在内筒114上；两个固定板113固定在外筒和内筒114两侧，两个固定板113与外筒和内筒114形成环形气体容纳腔；换热腔112的一侧具有进气孔112a，进气孔112a连接排气管，换热腔的另一侧具有出气孔112b。在另一实施例中，内筒114为柱形筒，柱形筒为实心或空心，内筒114内具有保温材料。使用时，导热液体在换热管111内流动，换热腔112内容纳客车尾气，利用客车尾气的热量将换热管111内导热液体加热。如图4所示，涡流板115固定在两个固定板113之间，涡流杆115a为柱形杆；涡流片115b为螺旋形设置在涡流杆115a外侧。涡流板115设置在换热腔112内可以改变客车尾气流动方向，并增加尾气在换热腔112内的流动时间，使尾气与导热液体之间的热交换更充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种客车尾气余热供暖装置，其特征在于，包括：热交换器，其包括：换热管，用于容纳导热液体；换热腔，其套设在所述换热管外侧，所述换热腔一端连接客车排气管；散热器，其连通所述换热管，所述导热液体能够在所述换热管和所述散热器之间流动；水箱供暖系统，其连通所述散热器，所述导热液体能够在所述散热器和所述水箱之间流动；发动机冷却循环系统，其连通所述散热器，发动机冷却液能够在散热器和发动机之间循环供暖；风机，其设置在所述散热器一侧，用于将热空气吹拂到客车内供暖；控制器，其设置在所述热交换器和所述散热器之间，并连通所述水箱供暖系统、发动机冷却循环系统。

【技术特征摘要】
1.一种客车尾气余热供暖装置，其特征在于，包括：热交换器，其包括：换热管，用于容纳导热液体；换热腔，其套设在所述换热管外侧，所述换热腔一端连接客车排气管；散热器，其连通所述换热管，所述导热液体能够在所述换热管和所述散热器之间流动；水箱供暖系统，其连通所述散热器，所述导热液体能够在所述散热器和所述水箱之间流动；发动机冷却循环系统，其连通所述散热器，发动机冷却液能够在散热器和发动机之间循环供暖；风机，其设置在所述散热器一侧，用于将热空气吹拂到客车内供暖；控制器，其设置在所述热交换器和所述散热器之间，并连通所述水箱供暖系统、发动机冷却循环系统。2.根据权利要求1所述的客车尾气余热供暖装置，其特征在于，所述换热管为螺旋形。3.根据权利要求2所述的客车尾气余热供暖装置，其特征在于，所述换热腔包括：内筒，其为柱形筒，所述换热管套设在所述内筒上；外筒，其套设在所述内筒上；两个固定板，其设置在所述外筒和所述内筒两侧，并与所述外筒和所述内筒形成环形气体容纳腔；涡流板，其固定在所述固定板之间。4.根据权利要求3所述的客车尾气余热供暖装置，其特征在于，所述涡流板包括：涡流杆，其为柱形杆；涡流片，其为螺旋形，设置在所述涡流杆外侧。5.根据权利要求4所述的客车尾气余热供暖装置，其特征在于，还包括：过滤装置，其设置在所述换热腔和所述客车排气管之间，包括：壳体，其内部具有容置腔；第一过滤网，其内部填充颗粒大小为2.5微米的活性炭颗粒，所述第一过滤网设置在所述壳体内；第二过滤板，其内部具有碳化硅陶瓷过滤网，与所述第一过滤网平行设置；其中，所述排气管经第一过滤网和所述第二过滤板后进入换热腔。6.根据权利要求5所述的客车尾气余热供暖装置，其特征在于，所述散热器表面具有散热翅片，所述散热翅片之间等间距分布。7.一种客车尾气余热供暖...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丛浩，马德宝，石晶，陆国斌，段敏，牛俊良，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，锦州联升汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21