车载朗肯循环余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车载朗肯循环余热回收系统，包括：低品位有机朗肯循环装置，所述低品位有机朗肯循环装置包括发动机(6)、低品位膨胀机(7)、低品位冷凝器(9)及低品位工质泵(10)，所述低品位有机朗肯循环装置的低品位有机工质能够与所述发动机(6)进行换热；高品位有机朗肯循环装置，所述高品位有机朗肯循环装置包括高品位蒸发器(1)、高品位膨胀机(2)、高品位冷凝器(4)及高品位工质泵(5)，所述高品位有机朗肯循环装置的高品位有机工质进入所述高品位蒸发器(1)与所述发动机(6)排出的烟气热交换。上述车载朗肯循环余热回收系统，提高了发动机的余热回收利用效率。

Vehicle mounted Rankine cycle waste heat recovery system

【技术实现步骤摘要】
车载朗肯循环余热回收系统
本专利技术涉及车载朗肯循环余热回收系统设备
，特别是涉及一种车载朗肯循环余热回收系统。
技术介绍
传统的车载有机朗肯循环，只是对高品位的烟气余热进行回收利用。虽然使用水等冷却剂的低品位热源(发动机的缸套或缸套水)的温度较低，但是发动机的缸套水余热占总余热的比例很大，而这部分余热没有回收利用，无法满足对低品位热源的有效利用，发动机的余热回收利用效率。因此，如何提高发动机的余热回收利用效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种车载朗肯循环余热回收系统，以提高发动机的余热回收利用效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种车载朗肯循环余热回收系统，包括：低品位有机朗肯循环装置，所述低品位有机朗肯循环装置包括发动机、低品位膨胀机、低品位冷凝器及低品位工质泵，所述低品位有机朗肯循环装置的低品位有机工质能够与所述发动机进行换热；高品位有机朗肯循环装置，所述高品位有机朗肯循环装置包括高品位蒸发器、高品位膨胀机、高品位冷凝器及高品位工质泵，所述高品位有机朗肯循环装置的高品位有机工质进入所述高品位蒸发器与所述发动机排出的烟气热交换。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位有机工质进入所述发动机的冷却流道进行换热。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述发动机包括具有所述冷却流道的水套，所述水套包括机体水套及机顶水套；所述机体水套中具有的所述冷却流道为机体冷却流道，所述机顶水套中具有的所述冷却流道为机顶冷却流道；所述机体冷却流道与所述机顶冷却流道连通，所述冷却流道的进口设置于所述机体冷却流道上，所述冷却流道的出口设置于所述机顶冷却流道上。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位有机朗肯循环装置还包括：设置于所述低品位有机朗肯循环装置的循环流路上的缓冲罐，所述缓冲罐具有旁路进口；设置于所述机体水套与所述机顶水套之间的三通阀；所述三通阀的进口与所述机体冷却流道连通，所述三通阀的第一出口与所述机顶冷却流道连通，所述三通阀的第二出口与所述旁路进口连通。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述缓冲罐设置于所述机体冷却流道的进口处。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，还包括设置于所述旁路进口与所述第二出口之间的旁路连接管道上的旁路散热器及旁路工质泵；所述旁路工质泵为所述低品位有机工质由所述第二出口向所述缓冲罐流动提供动力。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位有机朗肯循环装置还包括用于控制所述三通阀开度的控制装置。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述冷却流道的出口与所述低品位膨胀机的进口之间具有两条低品位连接分管路，两条所述低品位连接分管路上均设置有低品位控制阀；一条所述低品位连接分管路上设置有用于加热低品位有机工质的低品位加热部件。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位加热部件为蓄热器；所述低品位加热部件的蓄热热源为所述发动机排出的烟气。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位加热部件的低品位烟气进管路上设置有第一烟气控制阀；还包括控制柜，所述控制柜包括与所述低品位控制阀及所述第一烟气控制阀通信连接且控制开度的第一控制单元。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述高品位蒸发器的工质出口与所述高品位膨胀机的进口之间具有两条高品位连接分管路，两条所述高品位连接分管路上均设置有高品位控制阀；一条所述高品位连接分管路上设置有用于加热高品位有机工质的高品位加热部件。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述高品位加热部件为蓄热器；所述高品位加热部件的蓄热热源为所述发动机排出的烟气。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述高品位加热部件的高品位烟气进管路上设置有第二烟气控制阀；还包括控制柜，所述控制柜包括与所述高品位控制阀及所述第二烟气控制阀通信连接且控制开度的第二控制单元。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位有机朗肯循环装置还包括低品位预热器；所述低品位有机工质进入所述低品位预热器与所述发动机的冷却流道中的冷却剂进行换热。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述低品位有机朗肯循环装置还包括低品位蒸发器；所述低品位有机工质进入所述低品位蒸发器与所述发动机排出的烟气进行换热。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，所述发动机排出的烟气依次经过所述高品位蒸发器及所述低品位蒸发器；或，所述发动机排出的烟气经过两个分路管道分别流入所述高品位蒸发器及所述低品位蒸发器。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，还包括气流阀、热控制单元、空气压缩机及用于混合空气与所述发动机排出的烟气的空气混合腔，所述空气混合腔的进气口与所述低品位蒸发器的排气出口连通，所述空气混合腔的出气口与所述发动机的进气端连接；所述气流阀设置于所述空气混合腔的进气口，所述空气混合腔的出气口与所述热控制单元的进气口连接，所述热控制单元能够通过混合气体的温度及压强调节所述气流阀的开度；还包括空气压缩机，所述空气压缩机的进气口与所述低品位蒸发器的排气出口连通，所述空气压缩机的出气口与所述空气混合腔的进气口连通。可选地，上述车载朗肯循环余热回收系统中，还包括高品位回热器，所述高品位回热器设置于第一高品位换热管及第二高品位换热管上，且用于对所述第一高品位换热管及所述第二高品位换热管中的流体进行换热；所述第一高品位换热管为所述高品位膨胀机与所述高品位冷凝器的进口之间的连接管；所述第二高品位换热管为所述高品位冷凝器的出口与所述发动机之间的连接管；和/或，还包括低品位回热器，所述低品位回热器设置于第一低品位换热管及第二低品位换热管上，且用于对所述第一低品位换热管及所述第二低品位换热管中的流体进行换热；所述第一低品位换热管为所述低品位膨胀机与所述低品位冷凝器的进口之间的连接管；所述第二低品位换热管为所述低品位冷凝器的出口管。本专利技术提供的车载朗肯循环余热回收系统，通过设置低品位有机朗肯循环装置及高品位有机朗肯循环装置，使用高品位有机朗肯循环装置对发动机排出的烟气进行换热余热回收，并且使得低品位有机朗肯循环装置对发动机进行换热余热回收。在不影响烟气余热回收的基础上，对发动机进行余热回收，满足了对低品位热源的有效利用，提高了发动机的余热回收利用效率。附图说明图1为本专利技术所提供的车载朗肯循环余热回收系统的第一种结构示意图；图2为本专利技术所提供的低品位有机朗肯循环装置的结构示意图；图3为本专利技术所提供的车载朗肯循环余热回收系统的第二种结构示意图；图4为本专利技术所提供的车载朗肯循环余热回收系统的第三种结构示意图；图5为本专利技术所提供的车载朗肯循环余热回收系统的第四种结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种车载朗肯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，包括：/n低品位有机朗肯循环装置，所述低品位有机朗肯循环装置包括发动机(6)、低品位膨胀机(7)、低品位冷凝器(9)及低品位工质泵(10)，所述低品位有机朗肯循环装置的低品位有机工质能够与所述发动机(6)进行换热；/n高品位有机朗肯循环装置，所述高品位有机朗肯循环装置包括高品位蒸发器(1)、高品位膨胀机(2)、高品位冷凝器(4)及高品位工质泵(5)，所述高品位有机朗肯循环装置的高品位有机工质进入所述高品位蒸发器(1)与所述发动机(6)排出的烟气热交换。/n

【技术特征摘要】
1.一种车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，包括：
低品位有机朗肯循环装置，所述低品位有机朗肯循环装置包括发动机(6)、低品位膨胀机(7)、低品位冷凝器(9)及低品位工质泵(10)，所述低品位有机朗肯循环装置的低品位有机工质能够与所述发动机(6)进行换热；
高品位有机朗肯循环装置，所述高品位有机朗肯循环装置包括高品位蒸发器(1)、高品位膨胀机(2)、高品位冷凝器(4)及高品位工质泵(5)，所述高品位有机朗肯循环装置的高品位有机工质进入所述高品位蒸发器(1)与所述发动机(6)排出的烟气热交换。


2.根据权利要求1所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述低品位有机工质进入所述发动机(6)的冷却流道进行换热。


3.根据权利要求2所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述发动机(6)包括具有所述冷却流道的水套，所述水套包括机体水套(61)及机顶水套(63)；
所述机体水套(61)中具有的所述冷却流道为机体冷却流道，所述机顶水套(63)中具有的所述冷却流道为机顶冷却流道；
所述机体冷却流道与所述机顶冷却流道连通，所述冷却流道的进口设置于所述机体冷却流道上，所述冷却流道的出口设置于所述机顶冷却流道上。


4.根据权利要求3所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述低品位有机朗肯循环装置还包括：
设置于所述低品位有机朗肯循环装置的循环流路上的缓冲罐(19)，所述缓冲罐(19)具有旁路进口；
设置于所述机体水套(61)与所述机顶水套(63)之间的三通阀(62)；所述三通阀(62)的进口与所述机体冷却流道连通，所述三通阀(62)的第一出口与所述机顶冷却流道连通，所述三通阀(62)的第二出口与所述旁路进口连通。


5.根据权利要求4所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述缓冲罐(19)设置于所述机体冷却流道的进口处。


6.根据权利要求5所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，还包括设置于所述旁路进口与所述第二出口之间的旁路连接管道上的旁路散热器(20)及旁路工质泵(21)；所述旁路工质泵(21)为所述低品位有机工质由所述第二出口向所述缓冲罐(19)流动提供动力。


7.根据权利要求4所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述低品位有机朗肯循环装置还包括用于控制所述三通阀(62)开度的控制装置(22)。


8.根据权利要求2所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述冷却流道的出口与所述低品位膨胀机(7)的进口之间具有两条低品位连接分管路，两条所述低品位连接分管路上均设置有低品位控制阀；
一条所述低品位连接分管路上设置有用于加热低品位有机工质的低品位加热部件(17)。


9.根据权利要求8所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述低品位加热部件(17)为蓄热器；所述低品位加热部件(17)的蓄热热源为所述发动机(6)排出的烟气。


10.根据权利要求9所述的车载朗肯循环余热回收系统，其特征在于，所述低品位加热部件(17)的低品位烟气进管路上设置有第一烟气控制阀；
还包括控制柜(18)，所述控制柜(18)包括与所述低品位控制阀及所述第一烟气控制阀通信连接且控制开度的第一控制单元。


11.根据权利要求1所述的车载朗肯循环余热回收系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志杰，王培伦，文志永，孔祥花，李敏，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37