一种发动机舱内热辐射能量回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于汽车发动机舱内热辐射能量回收系统及回收方法，所述系统包括帕尔贴热交换模块、机舱热辐射能量回收单元、循环介质控制组件，帕尔贴热交换模块吸收并传递发动机排气管的排气辐射热，发动机内的冷却液介质在机舱热辐射能量回收单元处加热后并经循环介质控制组件进入暖风系统的热交换器，暖风系统的鼓风机吹出的空气将加热后的冷却液散发出的热量送入驾乘室，在热交换器中进行了散热过程的冷却液介质温度降低后在水泵的作用下通过电磁流量分配阀再次进入热辐射能量回收单元，形成循环，实现发动机舱内热辐射能量回收再利用，可以减少燃油消耗，实现整车的经济、节能及环保。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机舱内热辐射能量回收系统及方法
本专利技术涉及热辐射能量回收领域，尤其涉及一种适用于汽车发动机舱内热辐射能量回收系统及回收方法。
技术介绍
发动机是将热能转化为机械能的能量转化装置，目前汽车发动机中燃料燃烧产生的高温高压气体膨胀做功大约有30％能量利用率，其余热量由发动机缸体散热和排气系统排出废气散热，其中发动机舱内积聚了相当一部分热辐射能量。目前乘用车大部分使用的是非独立式暖风系统，其原理是利用发动机冷却液介质循环水的预热作为热源引入暖风芯体进行热交换，然后由其前端的鼓风机将暖风送入到驾乘室，提高乘坐舒适性，这种传统的汽车暖风系统方案，仅仅利用了发动机产生的部分热量，在寒冷地区驾乘室内升温很慢，热量有效利用率较低。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种适用于汽车发动机舱内热辐射能量回收系统及回收方法，实现发动机舱内热辐射能量回收再利用，提高发动机产生的热量利用率，达到节能的目的。为实现以上目的，本专利技术技术方案为：一种发动机舱内热辐射能量回收系统，包括发动机，其特征在于还包括帕尔贴热交换模块、机舱热辐射能量回收单元、循环介质控制组件；所述帕尔贴热交换模块位于发动机舱内，帕尔贴热交换模块包括冷端、帕尔帖片组、导热垫及热端，冷端位于发动机舱内靠近排气管的位置，帕尔帖片组设于冷端和热端之间，冷端与帕尔帖片组之间、帕尔帖片组与热端之间分别设置有导热垫；所述机舱热辐射能量回收单元位于发动机舱内，机舱热辐射能量回收单元包括热交换管路；所述循环介质控制组件包括管道及设置在管道上的分配阀、单向阀、集流阀，分配阀设置在发动机散热器出水管上，分配阀的出口端与单向阀的入口端通过管道连通；帕尔帖热交换模块的热端固定在机舱热辐射能量回收单元热交换管路的外表面，机舱热辐射能量回收单元设置在循环介质控制组件的管道上，机舱热辐射能量回收单元的热交换管路与循环介质控制组件的管道连通，单向阀位于分配阀与机舱热辐射能量回收单元之间的管道上，集流阀位于机舱热辐射能量回收单元与暖风系统热交换器之间的管道上。进一步的是，所述的机舱热辐射能量回收单元还包括保温材料，所述保温材料包裹在热交换管路的外表面，用于防止回收的热量散失。进一步的是，所述的保温材料为耐高温棉。进一步的是，所述循环介质控制组件的管道为铝制管道，分配阀的出口端与单向阀的入口端通过铝管连通，单向阀、机舱热量回收单元及集流阀通过铝管连通。进一步的是，所述的分配阀为电磁流量分配阀。进一步的是，所述的帕尔帖热交换模块的冷端通过U型卡夹固定在发动机舱内靠近排气管的位置，所述的帕尔帖热交换模块的热端通过U型卡夹固定在机舱热辐射能量回收单元热交换管路的外表面。进一步的是，所述机舱热辐射能量回收单元通过固定框架固定在发动机舱内。进一步的是，所述的机舱热辐射能量回收单元的热交换管路包括多段U型结构的铝制热交换管路。一种利用上述发动机舱内热辐射能量回收系统实现发动机舱内热辐射能量回收的方法：将帕尔贴热交换模块的冷端固定在发动机舱内靠近排气管的位置，帕尔贴热交换模块的热端固定在机舱热辐射能量回收单元热交换管路的外表面，帕尔贴热交换模块吸收发动机排气管的排气辐射热，吸收的热量通过帕尔贴热交换模块导热垫由冷端转移到热端；帕尔贴热交换模块热端的热量通过薄壁热传导传递到机舱热辐射能量回收单元的热交换管路；发动机内的冷却液介质经水泵通过分配阀、单向阀、机舱热辐射能量回收单元的热交换管路，热交换管路里的冷却液介质吸收了通过薄壁热传导传递过来的热量后温度升高，加热后的冷却液介质通过集流阀进入暖风系统的热交换器，暖风系统的鼓风机吹出的空气将加热后的冷却液散发出的热量送入驾乘室，在热交换器中进行了散热过程的冷却液介质温度降低后在水泵的作用下通过分配阀再次进入热辐射能量回收单元，形成循环。本专利技术的有益效果是：实现了发动机机舱内热辐射能量的回收再利用，减少燃油消耗，实现整车的经济、环保、节能效果，本专利技术相比一般的传统暖风系统，由于该回收系统及方法能将机舱内的热辐射能量进行有效回收用于暖风系统，更容易使驾乘室内的温度快速上升而提升驾乘室舒适性，尤其在低温寒冷地区效果更显著。本专利技术因有效回收和利用了热辐射能量，可以使机舱内的排气辐射热被吸收利用，减少了热辐射对发动机舱塑料橡胶零件的高温老化，降低了发动机舱的热害环境，提高了塑料橡胶零部件的耐温度寿命。附图说明图1是帕尔贴热交换模块示意图。图2是本专利技术原理示意图。图3是本专利技术热辐射能量回收单元示意图。具体实施方式为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步阐述。在本实施例中，发动机舱内热辐射能量回收系统包括发动机、帕尔贴热交换模块11、机舱热辐射能量回收单元12、循环介质控制组件；如图1所示，基于帕尔帖效应的帕尔贴热交换模块11通过N型半导体和P型半导体的电荷载体移动可以使热量发生转移，包括热量从低温端转移到高温端，帕尔贴热交换模块11包括冷端1、导热垫2、帕尔帖片组3、导热垫4、热端5。冷端1通过U型夹固定在发动机舱内靠近排气管的位置，帕尔帖片组3设于冷端1和热端5之间，冷端1与帕尔帖片组3之间、帕尔帖片组3与热端5之间分别设置有导热垫，帕尔帖片组包括平行设置的n型半导体301、p型半导体302、电源电极303及铜导电板，其中铜导电板串联在半导体的两端，导热垫2与导热垫4用于传递热量，但不导电，接通帕尔帖片组3后，除产生焦耳热以外，在导体的接头处随着接通电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象，如果电流从自由电子数较高的一端流向自由电子数较低的一端，则电子数较低的一端温度升高，反之，电子数较低的一端温度降低，实现热量传递和交换。如图2所示，发动机6、膨胀水壶7、散热器8、水泵9、电磁流量分配阀10组成传统发动冷却循环。图中箭头方向为发动机管路中冷却液介质流动方向，电磁流量分配阀10根据发动机热管理系统冷却液介质温度的需求分配冷却液介质流量，确保流进发动机水套内的低温冷却液介质达到冷却所需的最小流量，以保证发动机能够正常工作。如图3所示，热辐射能量回收单元12包括多段U型的铝制热交换管路16、保温材料17，保温材料17为耐高温棉，保温材料17包裹在帕尔贴热交换模块11的热端与U型热交换管路16之间的外表面，防止回收的热量散失，图中箭头表示冷却液介质的流向，冷却液介质从机舱热辐射能量回收单元12多段U型的铝制热交换管路16的一端流入，从另一端流出，以进行热辐射能量的回收和热量交换。如图2及图3所示，循环介质控制组件包括管道及设置在管道上的电磁流量分配阀10、单向阀13、集流阀14，循环介质为发动机冷却液介质，，循环介质控制组件的管道为铝制管道，机舱热辐射能量回收单元12的热交换管路16与循环介质控制组件的管道连通，单向阀13位于电磁流量分配阀10与机舱热辐射能量回收单元12之间的管道上，集流阀14位于机舱热辐射能量回收单元1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机舱内热辐射能量回收系统，包括发动机，其特征在于还包括帕尔贴热交换模块、机舱热辐射能量回收单元、循环介质控制组件；/n所述帕尔贴热交换模块位于发动机舱内，帕尔贴热交换模块包括冷端、帕尔帖片组、导热垫及热端，冷端位于发动机舱内靠近排气管的位置，帕尔帖片组设于冷端和热端之间，冷端与帕尔帖片组之间、帕尔帖片组与热端之间分别设置有导热垫；/n所述机舱热辐射能量回收单元位于发动机舱内，机舱热辐射能量回收单元包括热交换管路；/n所述循环介质控制组件包括管道及设置在管道上的分配阀、单向阀、集流阀，分配阀设置在发动机散热器出水管上，分配阀的出口端与单向阀的入口端通过管道连通；/n帕尔帖热交换模块的热端固定在机舱热辐射能量回收单元热交换管路的外表面，机舱热辐射能量回收单元设置在循环介质控制组件的管道上，机舱热辐射能量回收单元的热交换管路与循环介质控制组件的管道连通，单向阀位于分配阀与机舱热辐射能量回收单元之间的管道上，集流阀位于机舱热辐射能量回收单元与暖风系统热交换器之间的管道上。/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机舱内热辐射能量回收系统，包括发动机，其特征在于还包括帕尔贴热交换模块、机舱热辐射能量回收单元、循环介质控制组件；
所述帕尔贴热交换模块位于发动机舱内，帕尔贴热交换模块包括冷端、帕尔帖片组、导热垫及热端，冷端位于发动机舱内靠近排气管的位置，帕尔帖片组设于冷端和热端之间，冷端与帕尔帖片组之间、帕尔帖片组与热端之间分别设置有导热垫；
所述机舱热辐射能量回收单元位于发动机舱内，机舱热辐射能量回收单元包括热交换管路；
所述循环介质控制组件包括管道及设置在管道上的分配阀、单向阀、集流阀，分配阀设置在发动机散热器出水管上，分配阀的出口端与单向阀的入口端通过管道连通；
帕尔帖热交换模块的热端固定在机舱热辐射能量回收单元热交换管路的外表面，机舱热辐射能量回收单元设置在循环介质控制组件的管道上，机舱热辐射能量回收单元的热交换管路与循环介质控制组件的管道连通，单向阀位于分配阀与机舱热辐射能量回收单元之间的管道上，集流阀位于机舱热辐射能量回收单元与暖风系统热交换器之间的管道上。


2.如权利要求1所述的发动机舱内热辐射能量回收系统，其特征在于所述的机舱热辐射能量回收单元还包括保温材料，所述保温材料包裹在热交换管路的外表面，用于防止回收的热量散失。


3.如权利要求1或2所述的发动机舱内热辐射能量回收系统，其特征在于所述的保温材料为耐高温棉。


4.如权利要求1所述的发动机舱内热辐射能量回收系统，其特征在于所述循环介质控制组件的管道为铝制管道，分配阀的出口端与单向阀的入口端通过铝管连通，单向阀、机舱热量回收单元及集流阀通过铝管连通。


5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉，徐益，
申请(专利权)人：神龙汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42