一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统，该系统元件包括工质蒸发器、采暖预热器、工质泵、冷凝器、风机、膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机、节流阀、蒸发器、继电器以及第一、第二、第三、第四截止阀，并由这些元件分别构成汽车尾气余热回收ORC发电回路、汽车尾气利用回路、电力存储驱动回路、冬季空气加热回路以及夏季空调制冷回路。本发明专利技术的优点是：可通过冷热电自耦合系统实现汽车尾气余热的梯级利用及系统集成，并可根据不同季节的工况需求实现多种耦合模式，改善了现有的汽车空调工作不稳定、制冷供暖间歇性不足的不良状况，能很好地满足驾乘人员对制冷、供暖的舒适性需求，具有很好的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统
本专利技术涉及一种余热回收利用技术，更具体地说，本专利技术涉及一种汽车尾气回收正逆联合循环冷热电自耦合系统。
技术介绍
汽车作为一种交通工具，在现代社会得到了越来越普遍的应用，而且我国的汽车保有量也在逐年增加，目前已达到2亿多辆。如此多的汽车保有量所造成问题是：(1)每年因为汽车尾气的排放，浪费了大量的热量；(2)现有汽车的空调都是靠汽车发动机的带动实现制冷(电动汽车则靠蓄电池带动实现制冷)，这无形中减弱了汽车行驶的动力，不仅影响汽车的行驶速度和里程，而且还会使汽车空调的制冷供暖效果达不到适合人体舒适性的要求。可见，怎样回收汽车尾气余热并使汽车空调的制冷模式既满足驾乘人员的舒适性要求又与汽车的行驶动力相互独立，已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决以上现有技术所存在的问题，并为此提供一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统。本专利技术充分利用了汽车尾气进行发电以及汽车的冬季供暖和夏季制冷，实现了汽车尾气余热的高效利用，使现有技术存在的汽车空调制冷无形中减弱汽车的行驶动力、行驶速度和里程的问题得以解决，不仅有利于节能环保，而且改善了汽车空调工作不稳定、制冷供暖间歇性不足的不良状况，能更好地满足驾乘人员的舒适性要求。本专利技术的技术方案之一是：一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统，包括工质蒸发器、采暖预热器、工质泵、第一冷凝器、风机、膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机、节流阀、蒸发器、继电器以及第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀；所述的工质蒸发器、工质泵、第一冷凝器、膨胀机以及第一截止阀构成汽车尾气余热回收ORC发电回路，其构成方式是：所述工质泵的输出端连接所述工质蒸发器的输入端，所述工质蒸发器的输出端通过第一截止阀连接膨胀机的输入端，所述膨胀机的输出端连接第一冷凝器的输入端，所述第一冷凝器的输出端连接所述工质泵输入端；所述的工质蒸发器和采暖预热器构成汽车尾气利用回路，其构成方式是：所述工质蒸发器接收汽车尾气并输送到所述采暖预热器的输入端并由所述的采暖预热器输出；所述的采暖预热器、第一冷凝器、风机以及第二截止阀和第三截止阀构成冬季空气加热回路，其构成方式是：所述风机的输出端连接所述第一冷凝器的输入端，并通过所述的第一冷凝器分支两路，一路通过第二截止阀连接所述采暖预热器的空气输入端并由所述采暖预热器的空气输出端输入到汽车车厢内供暖，另一路通过开启第三截止阀输出；所述的膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机以及继电器构成电力存储驱动回路，其构成方式是：所述膨胀机的输出端连接所述发动机的输入端，所述发动机的一个输出端连接蓄电池，所述发动机的另一个输出端通过继电器连接压缩机的一个输入端；所述的压缩机、第一冷凝器、节流阀、蒸发器以及第四截止阀构成夏季空调制冷回路，其构成方式是：所述压缩机的输出端通过所述的第四截止阀连接所述第一冷凝器的输入端，所述第一冷凝器的输出端通过节流阀连接所述蒸发器的输入端，所述蒸发器的输出端连接压缩机的另一个输入端。在该技术方案中，所述的汽车尾气余热回收ORC发电回路和夏季空调制冷回路共用一个冷凝器。本专利技术的技术方案之二是：一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统，包括工质蒸发器、采暖预热器、工质泵、第一冷凝器、第二冷凝器、风机、膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机、节流阀、蒸发器、继电器以及第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀组成；所述的工质蒸发器、工质泵、第一冷凝器、膨胀机以及第一截止阀构成汽车尾气余热回收ORC发电回路，其构成方式是：所述工质泵的输出端连接所述工质蒸发器的输入端，所述工质蒸发器的输出端通过第一截止阀连接膨胀机的输入端，所述膨胀机的输出端连接第一冷凝器的输入端，所述第一冷凝器的输出端连接所述工质泵输入端；所述的工质蒸发器和采暖预热器构成汽车尾气利用回路，其构成方式是：所述工质蒸发器接收汽车尾气并输送到所述采暖预热器的输入端并由所述的采暖预热器输出；所述的采暖预热器、第一冷凝器、风机以及第二截止阀和第三截止阀构成冬季空气加热回路，其构成方式是：所述风机的输出端连接所述第一冷凝器的输入端，并通过所述的第一冷凝器分支两路，一路通过第二截止阀连接所述采暖预热器的空气输入端并由所述采暖预热器的空气输出端输入到汽车车厢内供暖，另一路通过第三截止阀输出；所述的膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机以及继电器构成电力存储驱动回路，其构成方式是：所述膨胀机的输出端连接所述发动机的输入端，所述发动机的一个输出端连接蓄电池，所述发动机的另一个输出端通过继电器连接压缩机的一个输入端；所述的压缩机、第二冷凝器、节流阀、蒸发器以及第四截止阀构成夏季空调制冷回路，其构成方式是：所述压缩机的输出端通过所述的第四截止阀连接所述第二冷凝器的输入端，所述第二冷凝器的输出端通过节流阀连接所述蒸发器的输入端，所述蒸发器的输出端连接所述压缩机的另一个输入端。在该技术方案中，所述的汽车尾气余热回收ORC发电回路和夏季空调制冷回路各用一个冷凝器。本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：(1)可通过冷热电自耦合系统，实现汽车尾气余热的梯级利用及系统的集成，使汽车尾气余热得以高效利用，从而满足汽车的制冷、供暖需求，结构简单，实用性强。(2)可构成两种不同的结构形式，其一为ORC正循环发电与空调制冷逆循环共用一个冷凝器，从而精简设备结构；其二为ORC正循环发电与空调制冷逆循环各用一个冷凝器，从而形成两个独立的子循环系统，便于夏季空调制冷时直接用ORC发电驱动。(3)可根据不同的工况需求实现三种耦合模式：夏季制冷，实现ORC正循环发电+空调逆循环制冷模式以及蓄电池发电储存+空调逆循环制冷模式；冬季供暖，实现ORC正循环发电+空调供暖模式；过渡季，实现ORC正循环发电模式。附图说明图1是本专利技术实施例一的系统结构示意图；图2是本专利技术实施例二的系统结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术更容易被清楚理解，下面结合附图和两个实施例对本专利技术的技术方案作以详细说明。图1示出了本专利技术实施例一的系统结构。参照图1，本实施例的汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统由工质蒸发器1、采暖预热器2、工质泵3、第一冷凝器4、风机5、膨胀机6、发电机7、蓄电池8、压缩机9、节流阀11、蒸发器12、继电器13以及第一截止阀14、第二截止阀15、第三截止阀16、第四截止阀17组成；所述的工质蒸发器1、工质泵3、第一冷凝器4、膨胀机6以及第一截止阀14构成汽车尾气余热回收ORC发电回路，其构成方式是：所述工质泵3的输出端连接所述工质蒸发器1的输入端，所述工质蒸发器1的输出端通过第一截止阀14连接膨胀机6的输入端，所述膨胀机6的输出端连接第一冷凝器4的输入端，所述第一冷凝器4的输出端连接所述工质泵3输入端；所述的工质蒸发器1和采暖预热器2构成汽车尾气利用回路，其构成方式是：所述工质蒸发器1接收汽车尾气并输送到所述采暖预热器2的输入端并由所述的所述的采暖预热器2输出；所述的采暖预热器2、第一冷凝器4、风机5以及第二截止阀15和第三截止阀16构成冬季空气加热回路，其构成方式是：所述风机5的输出端连接所述第一冷凝器4的输入端，并通过所述的第一冷凝器4分支两路，一路通过第二截止阀15连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统，包括工质蒸发器、采暖预热器、工质泵、冷凝器、风机、膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机、节流阀、蒸发器、继电器以及第一、第二、第三、第四截止阀；其特征在于：所述的工质蒸发器、工质泵、第一冷凝器、膨胀机以及第一截止阀构成汽车尾气余热回收ORC发电回路，其构成方式是：所述工质泵的输出端连接所述工质蒸发器的输入端，所述工质蒸发器的输出端通过第一截止阀连接膨胀机的输入端，所述膨胀机的输出端连接冷凝器的输入端，所述冷凝器的输出端连接所述工质泵输入端；所述的工质蒸发器和采暖预热器构成汽车尾气利用回路，其构成方式是：所述的工质蒸发器接收汽车尾气并输送到所述采暖预热器的输入端并由所述的采暖预热器输出；所述的采暖预热器、冷凝器、风机以及第二、第三截止阀构成冬季空气加热回路，其构成方式是：所述风机的输出端连接所述冷凝器的输入端，并通过所述的冷凝器分支两路，一路通过第二截止阀连接所述采暖预热器的空气输入端并通过所述采暖预热器的空气输出端输入到汽车车厢内，另一路通过开启第三截止阀输出；所述的膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机以及继电器构成电力存储驱动回路，其构成方式是：所述的膨胀机连接所述的发动机，所述发动机的一个输出端连接蓄电池，其另一个输出端通过继电器连接压缩机；所述的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器以及第四截止阀构成夏季空调制冷回路，其构成方式是：所述压缩机的输出端通过所述的第四截止阀连接所述冷凝器的另一个输入端，所述冷凝器的另一个输出端通过节流阀连接所述蒸发器的输入端，所述蒸发器的输出端连接压缩机的另一个输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统，包括工质蒸发器、采暖预热器、工质泵、第一冷凝器、风机、膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机、节流阀、蒸发器、继电器以及第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀；所述的工质蒸发器、工质泵、第一冷凝器、膨胀机以及第一截止阀构成汽车尾气余热回收ORC发电回路，其构成方式是：所述工质泵的输出端连接所述工质蒸发器的输入端，所述工质蒸发器的输出端通过第一截止阀连接膨胀机的输入端，所述膨胀机的输出端连接第一冷凝器的输入端，所述第一冷凝器的输出端连接所述工质泵输入端；所述的工质蒸发器和采暖预热器构成汽车尾气利用回路，其构成方式是：所述工质蒸发器接收汽车尾气并输送到所述采暖预热器的输入端并由所述的采暖预热器输出；所述的采暖预热器、第一冷凝器、风机以及第二截止阀和第三截止阀构成冬季空气加热回路，其构成方式是：所述风机的输出端连接所述第一冷凝器的输入端，并通过所述的第一冷凝器分支两路，一路通过第二截止阀连接所述采暖预热器的空气输入端并由所述采暖预热器的空气输出端输入到汽车车厢内供暖，另一路通过开启第三截止阀输出；所述的膨胀机、发电机、蓄电池、压缩机以及继电器构成电力存储驱动回路，其构成方式是：所述膨胀机的输出端连接所述发电机的输入端，所述发电机的一个输出端连接蓄电池，所述发电机的另一个输出端通过继电器连接压缩机的一个输入端；所述的压缩机、第一冷凝器、节流阀、蒸发器以及第四截止阀构成夏季空调制冷回路，其构成方式是：所述压缩机的输出端通过所述的第四截止阀连接所述第一冷凝器的输入端，所述第一冷凝器的输出端通过节流阀连接所述蒸发器的输入端，所述蒸发器的输出端连接压缩机的另一个输入端。2.根据权利要求1所述的汽车尾气余热回收正逆联合循环冷热电自耦合系统，其特征在于：所述的汽车尾气余热回收ORC发电回路和夏季空调制冷回路共用第一冷凝器。3.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：安青松，孟锋，赵军，王永真，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12