CN107234939A - 发动机尾气热量利用***及其控制方法 - Google Patents

发动机尾气热量利用***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种发动机尾气热量利用***及其控制方法，涉及发动机领域，主要目的在于解决现有发动机的尾气直接排放到大气中造成尾气中的热量浪费的技术问题。主要采用的技术方案为：发动机尾气热量利用***，包括换热器、散热器、蓄热器、压缩装置和控制装置；换热器用于接收发动机的尾气，使发动机的尾气与流经换热器的流体换热；蓄热器具有用于蓄热的蓄热通道、和用于放热的放热通道；散热器的一端和蓄热通道的一端两者均用于连接至换热器的一端，散热器的另一端和蓄热通道的另一端两者均用于连接至压缩装置的一端，压缩装置的另一端用于连接至换热器的另一端。本发明的***可以对发动机尾气内的热量进行合理的利用和存储，以避免能量浪费。

Description

发动机尾气热量利用***及其控制方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机尾气热量利用***及其控制方法。
背景技术
目前，发动机在工作时，其尾气是直接排放到大气中，如此不仅污染大气，而且尾气中的热量也随之排到空气中，造成热量的大量浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种发动机尾气热量利用***及其控制方法，主要目的在于解决现有发动机的尾气直接排放到大气中造成尾气中的热量浪费的技术问题。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种发动机尾气热量利用***，包括换热器、散热器、蓄热器和压缩装置；
所述换热器，用于接收发动机的尾气，使发动机的尾气与流经换热器的流体换热；
所述蓄热器具有用于蓄热的蓄热通道、和用于放热的放热通道；所述散热器的一端和所述蓄热通道的一端两者均用于连接至所述换热器的一端，所述散热器的另一端和所述蓄热通道的另一端两者均用于连接至所述压缩装置的一端，所述压缩装置的另一端用于连接至所述换热器的另一端。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在前述的发动机尾气热量利用***中，可选的，***还包括：
第一开关阀，设置在所述压缩装置的所述另一端与所述换热器的所述另一端之间的管路上；
第二开关阀，设置在所述散热器的所述另一端与所述压缩装置的所述一端之间的管路上；
第三开关阀，设置在所述蓄热通道的所述另一端与所述压缩装置的所述一端之间的管路上。
在前述的发动机尾气热量利用***中，可选的，所述放热通道的一端用于连接至所述散热器的所述一端，所述放热通道的另一端用于连接至所述压缩装置的所述另一端。
在前述的发动机尾气热量利用***中，可选的，***还包括：
第四开关阀，设置在所述放热通道的所述另一端与所述压缩装置的所述另一端之间的管路上。
在前述的发动机尾气热量利用***中，可选的，所述压缩装置为泵或压缩机。
另一方面，本发明的实施例还提供一种发动机尾气热量利用***的控制方法，使用上述任一种所述的发动机尾气热量利用***，使散热器散热和/或使蓄热器蓄热。
在前述的控制方法中，可选的，当所述***包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀时，通过调节第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀中的至少一个使散热器散热和/或使蓄热器蓄热。
在前述的控制方法中，可选的，所述通过调节第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀中的至少一个使散热器散热具体为：
打开第一开关阀和第二开关阀，关闭第三开关阀和第四开关阀；
或，打开第二开关阀和第四开关阀，关闭第一开关阀和第三开关阀。
在前述的控制方法中，可选的，所述通过调节第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀中的至少一个使蓄热器蓄热具体为：
打开第一开关阀和第三开关阀，关闭第二开关阀和第四开关阀。
在前述的控制方法中，可选的，所述通过调节第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀中的至少一个使散热器散热和使蓄热器蓄热具体为：
打开第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀，关闭第四开关阀。
借由上述技术方案，本发明发动机尾气热量利用***及其控制方法至少具有以下有益效果：
在本发明提供的技术方案中，通过设置的换热器，换热器可以接收发动机的尾气，使发动机的尾气与流经换热器的流体换热，换热后的流体可以流经散热器使散热器散热，比如散热器可以将热量散发到汽车室内以在温度较低时对汽车室内加热，或者利用散热器对油顶盒内的机油加热，或者利用散热器对燃油盒内的燃油加热等等，换热后的流体还可以流经蓄热器的蓄热通道，以将热量存储起来备用。综上可知，本发明发动机尾气热量利用***通过设置的换热器、散热器和蓄热器，可以对发动机尾气内的热量进行合理的利用和存储，以避免能量浪费。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的一实施例提供的一种发动机尾气热量利用***的结构框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种发动机尾气热量利用***100，包括换热器1、散热器2、蓄热器3和压缩装置4。换热器1用于接收发动机的尾气，使发动机的尾气与流经换热器1的流体换热。蓄热器3具有用于蓄热的蓄热通道31、和用于放热的放热通道32；散热器2的一端21和蓄热通道31的一端311两者均用于连接至换热器1的一端11，散热器2的另一端22和蓄热通道31的另一端312两者均用于连接至压缩装置4的一端41，压缩装置4的另一端42用于连接至换热器1的另一端12。
在上述提供的技术方案中，通过设置的换热器1，换热器1可以接收发动机的尾气，使发动机的尾气与流经换热器1的流体换热，换热后的流体可以流经散热器2使散热器2散热，比如散热器2可以将热量散发到汽车室内以在温度较低时对汽车室内加热，或者利用散热器2对油顶盒内的机油加热，或者利用散热器2对燃油盒内的燃油加热等等，换热后的流体还可以流经蓄热器3的蓄热通道31，以将热量存储起来备用。综上可知，本发明发动机尾气热量利用***100通过设置的换热器1、散热器2和蓄热器3，可以对发动机尾气内的热量进行合理的利用和存储，以避免能量浪费。
上述的压缩装置4可以使本发明的发动机尾气热量利用***100形成一个循环***。
这里需要说明的是：可以手动对上述发动机尾气热量利用***100内各回路的通断进行控制，以使散热器2散热和/或蓄热器3蓄热。当然，为了节省人力，也可以通过开关阀等控制装置对***100内各回路的通断进行控制，以使散热器2散热和/或蓄热器3蓄热。下面以通过开关阀对***100内各回路的通断进行控制，以使散热器2散热和/或蓄热器3蓄热具体举例说明。
如图1所示，本发明发动机尾气热量利用***100可以包括第一开关阀10、第二开关阀20和第三开关阀30。第一开关阀10设置在压缩装置4的所述另一端42与换热器1的所述另一端12之间的管路上。第二开关阀20设置在散热器2的所述另一端22与压缩装置4的所述一端41之间的管路上。第三开关阀30设置在蓄热通道31的所述另一端312与压缩装置4的所述一端41之间的管路上。
具体在，当需要散热器2散热时，上述的第一开关阀10和第二开关阀20打开，第三开关阀30关闭。此时，换热器1内换热后的流体流经散热器2，使散热器2散热。
进一步的，前述放热通道32的一端321用于连接至散热器2的一端11，放热通道32的另一端322用于连接至压缩装置4的另一端42。
这里需要说明的是：可以手动对上述发动机尾气热量利用***100内各回路的通断进行控制，使蓄热器3通过放热通道32将储存的热量传递给散热器2，从而使散热器2散热。当然，为了节省人力，也可以通过开关阀等控制装置对***100内各回路的通断进行控制，使蓄热器3通过放热通道32将储存的热量传递给散热器2。下面以通过开关阀对***100内各回路的通断进行控制，使蓄热器3通过放热通道32将储存的热量传递给散热器2具体举例说明。
如图1所示，本发明发动机尾气热量利用***100还包括第四开关阀40。第四开关阀40设置在放热通道32的另一端322与压缩装置4的另一端32之间的管路上。
具体的，当需要蓄热器3将存储的热量传递给散热器2时，上述的第二开关阀20和第四开关阀40打开，第一开关阀10和第三开关阀30关闭。此时，在蓄热器3的放热通道32内换热后的流体流经散热器2，使散热器2散热。
前述的压缩装置4可以为泵或压缩机。当压缩装置4为泵时，前述发动机尾气热量利用***100内循环的流体介质可以为水。当压缩装置4为压缩机时，前述发动机尾气热量利用***100内循环的流体介质可以为空气。其中，由于水的换热效率较高，优选的，前述的压缩装置4选用泵，相应的，前述***100内循环的流体介质为水。
上述的散热器2的数量可以为一个、两个或两个以上。同样的，蓄热器3的数量也可以为一个、两个或两个以上。
上述的第一开关阀10和第四开关阀40可以选用两位三通阀。
本发明的实施例还提供一种发动机尾气热量利用***的控制方法，其使用上述任一种的发动机尾气热量利用***100，使散热器2散热和/或使蓄热器3蓄热，从而可以对发动机尾气的热量进行合理利用，以避免能量浪费。
如图1所示，在前述发动机尾气热量利用***100包括第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30和第四开关阀40的示例中，可以通过调节第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30和第四开关阀40中的至少一个使散热器2散热和/或使蓄热器3蓄热。
具体的，如图1所示，前述通过调节第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30和第四开关阀40中的至少一个使散热器2散热具体为：打开第一开关阀10和第二开关阀20，关闭第三开关阀30和第四开关阀40，使换热器1内换热后的流体流经散热器2，从而使散热器2散热。或者，可以打开第二开关阀20和第四开关阀40，关闭第一开关阀10和第三开关阀30，使蓄热器3内放热通道32内换热后的流体流经散热器2，从而使散热器2散热。
如图1所示，前述通过调节第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30和第四开关阀40中的至少一个使蓄热器3蓄热具体为：打开第一开关阀10和第三开关阀30，关闭第二开关阀20和第四开关阀40，使换热器1内换热后的流体流经蓄热器3的蓄热通道31，从而使蓄热器3蓄热。
如图1所示，前述通过调节第一开关阀10、第二开关阀20、第三开关阀30和第四开关阀40中的至少一个使散热器2散热和使蓄热器3蓄热具体为：打开第一开关阀10、第二开关阀20和第三开关阀30，关闭第四开关阀40，使换热器1内换热后的流体一部分流经散热器2，另一部分流经蓄热器3的蓄热通道31，从而使散热器2散热且蓄热器3蓄热。
下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。
在第一应用场景中，可以将上述的散热器2直接暴露在大气中，当发动机排气管的温度较高时，可以通过散热器2直接向空气中散热，以降低发动机排气管的温度。在第二应用场景中，可以将散热器2安装在汽车室内，当汽车室内的温度较低时，可以通过散热器2向汽车室内散热，以提高汽车室内的温度。在第三应用场景中，可以将散热器2安装于发动机的水腔内，以在冬天等低温环境下对发动机水腔内的水加热，从而当发动机水腔内的水循环时可以对整个发动机预热。在第四应用场景中，可以将散热器2套设在汽车的电瓶上，以在冬天等较冷的环境下通过散热器2散发的热量对电瓶预加热。在第五应用场景中，可以将散热器2安装在汽车的油顶盒内，以对油顶盒内的机油加热，使发动机在冬天等较冷的环境下更容易启动。在第六应用场景中，可以将散热器2安装在汽车的燃油盒内，以对燃油盒内的燃油加热，使发动机在冬天等较冷的环境下更容易启动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种发动机尾气热量利用***，其特征在于，包括换热器(1)、散热器(2)、蓄热器(3)和压缩装置(4)；
所述换热器(1)，用于接收发动机的尾气，使发动机的尾气与流经换热器(1)的流体换热；
所述蓄热器(3)具有用于蓄热的蓄热通道(31)、和用于放热的放热通道(32)；所述散热器(2)的一端(21)和所述蓄热通道(31)的一端(311)两者均用于连接至所述换热器(1)的一端(11)，所述散热器(2)的另一端(22)和所述蓄热通道(31)的另一端(312)两者均用于连接至所述压缩装置(4)的一端(41)，所述压缩装置(4)的另一端(42)用于连接至所述换热器(1)的另一端(12)。
2.如权利要求1所述的发动机尾气热量利用***，其特征在于，还包括：
第一开关阀(10)，设置在所述压缩装置(4)的所述另一端(42)与所述换热器(1)的所述另一端(12)之间的管路上；
第二开关阀(20)，设置在所述散热器(2)的所述另一端(22)与所述压缩装置(4)的所述一端(41)之间的管路上；
第三开关阀(30)，设置在所述蓄热通道(31)的所述另一端(312)与所述压缩装置(4)的所述一端(41)之间的管路上。
3.如权利要求1或2所述的发动机尾气热量利用***，其特征在于，
所述放热通道(32)的一端(321)用于连接至所述散热器(2)的所述一端(21)，所述放热通道(32)的另一端(322)用于连接至所述压缩装置(4)的所述另一端(42)。
4.如权利要求3所述的发动机尾气热量利用***，其特征在于，还包括：
第四开关阀(40)，设置在所述放热通道(32)的所述另一端(322)与所述压缩装置(4)的所述另一端(42)之间的管路上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的发动机尾气热量利用***，其特征在于，
所述压缩装置(4)为泵或压缩机。
6.一种发动机尾气热量利用***的控制方法，其特征在于，使用权利要求1至5中任一项所述的发动机尾气热量利用***，使所述散热器(2)散热和/或使所述蓄热器(3)蓄热。
7.如权利要求6所述的发动机尾气热量利用***的控制方法，其特征在于，
当所述***包括第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)和第四开关阀(40)时，通过调节第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)和第四开关阀(40)中的至少一个使散热器(2)散热和/或使蓄热器(3)蓄热。
8.如权利要求7所述的发动机尾气热量利用***的控制方法，其特征在于，所述通过调节第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)和第四开关阀(40)中的至少一个使散热器(2)散热具体为：
打开第一开关阀(10)和第二开关阀(20)，关闭第三开关阀(30)和第四开关阀(40)；
或，打开第二开关阀(20)和第四开关阀(40)，关闭第一开关阀(10)和第三开关阀(30)。
9.如权利要求7或8所述的发动机尾气热量利用***的控制方法，其特征在于，所述通过调节第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)和第四开关阀(40)中的至少一个使蓄热器(3)蓄热具体为：
打开第一开关阀(10)和第三开关阀(30)，关闭第二开关阀(20)和第四开关阀(40)。
10.如权利要求7至9中任一项所述的发动机尾气热量利用***的控制方法，其特征在于，所述通过调节第一开关阀(10)、第二开关阀(20)、第三开关阀(30)和第四开关阀(40)中的至少一个使散热器(2)散热和使蓄热器(3)蓄热具体为：
打开第一开关阀(10)、第二开关阀(20)和第三开关阀(30)，关闭第四开关阀(40)。
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