发动机台架废热转换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种发动机台架废热转换系统，其用于将发动机台架实验废热转换成电能，包括：第一换热器工质入口连接储液罐，其工质出口连接第二换热器的工质入口；第二换热器工质出口连接能量转换装置；第一能量转换装置接收第二换热器的高温气体，其乏气输出至冷凝器转换为液体后输送回储液罐，其用于将热能转换为机械能，其驱动第二能量转换装置；第二能量转换装置用于将机械能转换为电能供发动机台架测试系统其他设备使用。本发明专利技术通过两处热交换将被测发动机冷却水和排气的废热进行回收叠加，再通过能量转换进行发电。在被测试发动机台架实验的整个过程中，被测发动机的热能被有效回收，供给本地台架实验中其他设备使用，能大幅节约能源。能大幅节约能源。能大幅节约能源。

【技术实现步骤摘要】
发动机台架废热转换系统


[0001]本专利技术涉及汽车领域，特别是涉及一种发动机台架废热转换系统。

技术介绍

[0002]发动机台架实验是将发动机与测功设备及各种测试仪器组成一个测试系统,按照规定的方法和要求(即标准)模拟发动机实际使用的各种工况所进行的实验。
[0003]发动机台架实验系统通常由动力加载系统(包含变频器、电力测功机等)、电脑控制自动化系统、数据采集系统、温控系统、燃油系统、进气系统，冷冻水冷却水水系统，全室空调、进排风及环境监测所组成的环境系统等多个子系统构成，整个系统的设备、仪器运行能源消耗巨大，发动机台架实验系统是典型的能源消耗大户。
[0004]根据实测结合发动机热平衡原理：发动机输出有用功仅占燃料燃烧总能量的1/3左右；冷却水带走的热量约占燃料燃烧总能量的1/3左右；尾气带走的热量占燃料燃烧总能量的1/3左右。目前的台架实验室，冷却水及尾气排放的热量没有有效利用，热量白白流失；如果将汽车尾气、冷却水废热利用有机朗肯循环原理方法转换为电能并用于实验室测试设备仪器，将可以有效减少台架实验室的消耗，从而显著节约能源。
[0005]中国专利CN02289360.1公开了一种车用燃料电池发动机台架实验热管理装置，属燃料电池车热管理
本装置含有换热器、冷却塔、水箱、水泵、阀门等组成的双路循环的冷却系统，其特征是在换热器的高温循环出水端及低温循环进水端设置有温度传感器和控制器，并在低温循环进水端的管道上设置三通阀门，以调节低温循环冷却水的流量。为进一步调节进入低温循环冷却水的温度，三通阀门的一端通过一个稳压器及水泵与自来水源相连，在三通阀与稳压器之间设置一阀门，以调节自来水的掺混量。为使自来水管来水的压力与冷却塔的压力相均衡，在冷却塔的出水端设置一压力传感器和控制器。采用本装置可保障燃料电池发动机实验安全、方便的进行。该方案虽然将热、冷等系统连通，但还是没能避免热量浪费。
[0006]美国专利US61/243200公开了一种废热回收系统、方法和装置，所述系统利用位于具有高压侧和低压侧的工作流体回路中的工作流体执行热力循环。位于所述工作流体回路中的所述系统部件包括：废热交换器，所述废热交换器与也连接到所述工作流体回路上的废热源热连通，从而将热能从所述废热源传递给位于所述工作流体回路的膨胀器中的所述工作流体，所述膨胀器设置在所述工作流体回路的所述高压侧与所述低压侧之间，所述膨胀器可操作以将所述工作流体的压力/焓降转化为机械能；以及具有工作流体容器的质量管理系统，所述质量管理系统连接至所述工作流体回路的所述低压侧以控制位于所述工作流体回路中的所述工作流体质量的量。虽然该方案能够记性发动起冷却水的回收热量，但是该方案结构复杂，占用空间比较大，无法用于发动机台架实验系统。

技术实现思路

[0007]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域
现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0008]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能将被测试发动机热能(包括冷却水和废气)回收供发动机台架实验系统使用的发动机台架废热转换系统。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供的发动机台架废热转换系统，其用于将发动机台架实验废热转换成电能，包括：
[0010]第一换热器，其工质入口连接储液罐，其工质出口连接第二换热器的工质入口，其用于与被测试发动机冷却出水进行热交换；
[0011]工质是实现热能和机械能相互转化的媒介物质，依靠它在热机中的状态变化(如膨胀)才能获得功，而做功通过工质才能传递热；
[0012]第二换热器，其工质出口连接能量转换装置，其用于与被测试发动机排气进行蒸发热交换形成高温气体；
[0013]第一能量转换装置，其接收第二换热器的高温气体，其乏气输出至冷凝器转换为液体后输送回储液罐，其用于将热能转换为机械能，其驱动第二能量转换装置；
[0014]乏气是间接用蒸汽设备排放的高温凝结水中夹带(闪蒸)没有被污染的低温蒸汽；
[0015]第二能量转换装置，其用于将机械能转换为电能供发动机台架测试系统其他设备使用。
[0016]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，还包括：
[0017]增压装置，其设置在储液罐和第一换热器之间，其用于对工质增压。
[0018]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，增压装置是工质泵。
[0019]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，第一能量转换装置是膨胀机。
[0020]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，第二能量转换装置是永磁同步电机。
[0021]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，还包括：
[0022]联轴器，其连接在膨胀机和永磁同步电机支架。
[0023]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，还包括：
[0024]第一电能转换装置，其连接第二能量转换装置，其将第二能量转换装置的交流电转化为直流电经直流母线发送至第二电能转换装置；
[0025]第二电能转换装置，其用于直流电转变成交流电输送至交流母排供给发动机台架测试系统其他设备使用。
[0026]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，第一电能转换装置是整流器。
[0027]可选择的，进一步改进所述的发动机台架废热转换系统，第二电能转换装置是逆变器。
[0028]针对现有台架实验没有就台架发动机废热白白浪费的现状，本专利技术提供一种基于有机朗肯循环把被测发动机废热转换成电能的发动机台架废热转换系统。
[0029]本专利技术首先通过工质第一换热器将温度相对较低的被测发动机冷却水热量回收，
含热的工质被输送至第二换热器，第二换热器利用被测发动机的高温排气在第一换热器已加热工质的基础上，将工质热器进行蒸发热交换形成高温气体。产生的高温气体推动螺杆膨胀机转子旋转，气高温体推动转子旋转做功后降温降压后形成乏气，乏气进入冷凝器释放热量后转化为液体进入储液罐后，由工质泵再加压进入第一换热器，进入下一轮的循环。本专利技术通过两处热交换将被测发动机冷却水和排气的废热进行回收叠加，再通过能量转换进行发电。在被测试发动机台架实验的整个过程中，被测发动机的热能被有效回收，供给本地台架实验中其他设备使用(例如温湿度控制、环境模拟、各类监视器和传感器等)，能大幅节约能源。
附图说明
[0030]本专利技术附图旨在示出根据本专利技术的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本专利技术附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本专利技术附图不应当被解释为限定或限制由根据本专利技术的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机台架废热转换系统，其用于将发动机台架实验废热转换成电能，其特征在于，包括：第一换热器，其工质入口连接储液罐，其工质出口连接第二换热器的工质入口，其用于与被测试发动机冷却出水进行热交换；第二换热器，其工质出口连接能量转换装置，其用于与被测试发动机排气进行蒸发热交换形成高温气体；第一能量转换装置，其接收第二换热器的高温气体，其乏气输出至冷凝器转换为液体后输送回储液罐，其用于将热能转换为机械能，其驱动第二能量转换装置；第二能量转换装置，其用于将机械能转换为电能供发动机台架测试系统其他设备使用。2.如权利要求1所述的发动机台架废热转换系统，其特征在于，还包括：增压装置，其设置在储液罐和第一换热器之间，其用于对工质增压。3.如权利要求2所述的发动机台架废热转换系统，其特征在于：增压装置是工质泵。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱树刚，
申请(专利权)人：浙江和夏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：