能量回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于混合动力汽车的能量回收系统。该能量回收系统利用一高温热介质和一低温热介质之间的温差发电。使用用于冷却内燃机的内燃机冷却剂作为该高温热介质。使用由一热泵冷却的泵制冷剂作为该低温热介质。该热泵利用该内燃机冷却剂的热量将该泵制冷剂保持在低温。因此，在用热电转换器可靠地发电的同时，该能量被有效地用于冷却该泵制冷剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能量回收系统。
技术介绍
已经有人提出能量回收系统，以用于回收在各种类型的工作装置操作期间产生的剩余能量，以提高该工作装置的能量效率。这种能量回收系统将在工作装置操作期间产生的热量转换成电能。典型的能量回收系统具有一热电转换器，其利用高温热介质(高温介质)和低温热介质(低温介质)之间的温差发电。使用在工作装置操作期间接收热量的热介质作为高温介质，使用其温度低于该高温介质的热介质作为低温介质。热电转换器利用来自工作装置的废热来发电。换句话说，将热转换成电能。这种能量回收系统包括用于车辆例如汽车的能量回收系统。例如，日本公开专利出版物No.2001-23666公开了一种用于汽车的能量回收系统。当车辆的动力源和其它工作装置正在操作时，来自该动力源和其它工作装置的热量作为废热逸出。该出版物中所公开的系统利用该废热在热电转换器中发电，并利用该电能对车辆的蓄电池充电。这样，来自动力源和其它工作装置的废热被作为电能回收。在该出版物中所公开的能量回收系统中，该热电转换器将用于冷却动力源和其它工作装置的冷却剂作为高温介质，并使用其温度低于该冷却剂的温度的外部空气作为低温介质。但是，在使用根据上述出版物的能量回收系统的车辆中，动力源和其它工作装置的正常操作不能使该动力源和其它工作装置的温度(冷却剂的温度)升高到一个特定水平之上。因此，冷却剂和外部空气之间的温差对于用热电转换器发电可能不够。因此，在日本公开专利出版物No.2001-23666中，控制动力源和其它工作装置的操作以使冷却剂的温度升高，以便冷却剂和外部空气之间的温差足够用于发电。但是，控制升高动力源和其它工作装置的温度可能会对动力源和其它工作装置产生不利影响。为了消除这些缺陷，日本公开专利出版物No.2002-59736公开了一种在将内燃机用作驱动源的情况下所使用的技术。为了用热电转换器发电，该技术利用内燃机的废气和冷却剂之间的温差，而不是冷却剂和外部空气之间的温差。在此情况下，低温介质是冷却剂而高温介质是废气。由于废气的温度大大高于冷却剂的温度，因此内燃机的正常操作就可确保足够的温差以用于通过热电转换器发电。但是，尽管冷却剂的温度比较稳定，但是废气的温度会随着内燃机的操作状态发生很大变化，例如，在100℃到800℃的范围内。这样大的温度变化可能会损坏热电转换器。因此，为了用利用温差的热电转换器可靠地发电，温差足够大并且所用的热介质的温度稳定是很重要的。因此，已经有人提出高温介质用来自动力源和其它工作装置的冷却剂，而低温介质用低温制冷剂，因为冷却剂的温度比较稳定，而制冷剂的温度被制冷装置强制保持在低温。在此情况下，尽管来自动力源和其它工作装置的冷却剂被用作高温介质，但是由于作为低温介质的低温制冷剂被制冷装置保持在低温，所以该高温介质和低温介质之间的温差足够用于发电。此外，由于低温制冷剂的温度被制冷装置保持在一定范围内，所以制冷剂的温度不会突然改变，这样可防止损坏热电转换器。因此，使用其温度被制冷装置保持在低温的低温制冷剂作为低温介质，可使得高温介质和低温介质之间的温差足够用于发电，并且可防止热电转换器被损坏。因此，热电转换器能够可靠地发电。但是，如果消耗大量的能量驱动该制冷装置以便将低温制冷剂保持在低温，则会阻碍可能由能量回收系统带来的能量效率的提高。这种问题不仅发生在该能量回收系统用于车辆例如汽车的情况下，并且还发生在该能量回收系统用于除车辆之外的多种设备的情况下。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种能量回收系统，该系统在用热电转换器稳定地发电的同时使能量效率提高。为了实现上述目的，本专利技术提供一种能量回收系统，该系统利用第一和第二热介质将一工作装置操作期间产生的热量转换成电能，并回收该电能。该系统包括一冷却装置，该冷却装置冷却该热介质之一，从而通过将该热介质之一的温度保持在一预定值而生成一低温热介质，以及一利用该低温热介质和该另一个热介质之间的温差发电的热电转换器。利用在该工作装置操作期间产生的热量来保持该另一个热介质的温度高于该低温热介质的温度，从而用该另一个热介质生成高温热介质。该冷却装置是一利用该高温热介质的热量生成该低温热介质的热泵。附图说明图1是示出根据一个实施例的能量回收系统的概略视图；图2是示出由图1中所示的热泵进行解吸的概略视图；图3是示出由图1中所示的热泵进行吸附的概略视图。具体实施例方式下面将参照图1到3说明根据本专利技术的一个实施例的一种能量回收系统。该能量回收系统用在混合动力汽车中。如图1所示，该混合动力汽车以内燃机1和电动机(马达)2作为驱动源。该汽车还具有发电机3和用于给蓄电池7充电的热电转换器4。发电机3由内燃机1驱动以发电。热电转换器4利用车辆的废热发电。用热电转换器4产生的电能对蓄电池7充电可将汽车的废热作为电能回收。发电机3和热电转换器4的输出以及电动机2的操作均由功率控制单元6控制，该单元6由一电动控制单元5控制。该混合动力汽车还具有内燃机冷却剂回路11，在该回路中内燃机冷却剂(高温制冷剂)进行循环以冷却内燃机1、电动机2和功率控制单元6。内燃机冷却剂回路11中的内燃机冷却剂通过一冷却剂泵12而在回路11中循环。该内燃机冷却剂在通过热电转换器4之后通过一散热器13。当内燃机冷却剂在内燃机冷却剂回路11中循环时，在内燃机冷却剂和包括内燃机1、电动机2和功率控制单元6在内的工作装置之间发生热交换。在该工作装置操作期间所产生的热量使内燃机冷却剂的温度保持在80℃和90℃之间的范围内。热电转换器4利用一高温热介质(高温介质)的温度和一低温热介质(低温介质)的温度之间的差来发电。通过热电转换器4的内燃机冷却剂被用作高温介质。利用在泵制冷剂回路15中循环的泵制冷剂(低温制冷剂)作为低温介质。泵制冷剂回路15内的泵制冷剂通过一制冷剂泵16而在回路15中循环，并通过热电转换器4。该泵制冷剂被一热泵14冷却，并保持在低温，例如10℃和20℃之间的范围内。作为热电转换器4发电所使用的高温介质的内燃机冷却剂被保持在高温，而作为发电所使用的低温介质的泵制冷剂由热泵14保持在低温。该高温介质和低温介质的温度均在很窄的范围内波动，因而是稳定的。因此，热电转换器4几乎不会因高温介质或低温介质的很大的温度变化而损坏。该泵制冷剂被热泵14冷却以便泵制冷剂的温度保持在低温。因此，内燃机冷却剂和泵制冷剂之间的温差足够用于热电转换器4发电。泵制冷剂回路15中的泵制冷剂不仅用于热电转换器4发电，并且用于协助安装在混合动力汽车上的空调器进行空气调节。具体地说，泵制冷剂回路15具有一热交换器17，该热交换器在通过该热交换器17的低压制冷剂和将被引入客厢的空气之间进行热交换。泵制冷剂回路15还包括阀18、19，该阀用于为通过制冷剂泵16而进行循环的泵制冷剂在包括热电转换器4的路线和包括热交换器17的路线之间选择一条路线。换句话说，对阀18、19进行切换以便将泵制冷剂选择性地引向热电转换器4和热交换器17之一。例如，当在空调器操作期间冷却载荷很大时，切换阀18、19以将泵制冷剂引向热交换器17。在其它情况下，切换阀18、19以将泵制冷剂引向热电转换器4。阀18、19用作切换装置以切换泵制冷剂流过的路线。用于空调器的制冷回路或空调器的制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量回收系统，该系统利用第一和第二热介质将一工作装置操作期间所产生的热量转换成电能，并且回收该电能，该系统的特征在于包括：一冷却装置，该冷却装置冷却该热介质中的一个热介质，通过将所述一个热介质的温度保持在一预定值而生成一低温热介 质；以及一热电转换器，该热电转换器利用该低温热介质和该另一个热介质之间的温差发电，所述另一个热介质由该工作装置操作期间所产生的热量保持在一个高于该低温热介质的温度，以利用所述另一个热介质生成一高温热介质，其中，该冷却装置是一 利用该高温热介质的热量生成该低温热介质的热泵。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-17 112980/20031.一种能量回收系统，该系统利用第一和第二热介质将一工作装置操作期间所产生的热量转换成电能，并且回收该电能，该系统的特征在于包括一冷却装置，该冷却装置冷却该热介质中的一个热介质，通过将所述一个热介质的温度保持在一预定值而生成一低温热介质；以及一热电转换器，该热电转换器利用该低温热介质和该另一个热介质之间的温差发电，所述另一个热介质由该工作装置操作期间所产生的热量保持在一个高于该低温热介质的温度，以利用所述另一个热介质生成一高温热介质，其中，该冷却装置是一利用该高温热介质的热量生成该低温热介质的热泵。2.根据权利要求1的能量回收系统，其特征在于，该热泵是一具有一工作介质和一能够吸附和解吸该工作介质的吸附剂的吸附热泵，该吸附热泵具有利用该高温热介质的热量从该吸附剂解吸该工作介质的功能，使已在解吸期间蒸发的工作介质液化的功能，以及利用用于生成该低温热介质的所述一个热介质的热量使该被液化的工作介质蒸发的功能。3.根据权利要求2的能量回收系统，其特征在于，该系统还包括一用于冷却和液化已在从该吸附剂解吸期间蒸发的该工作介质的冷却系统。4.根据权利要求3的能量回收系统，其特征在于，该热泵还具有使...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻冈宏弥，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]