發動機尾氣熱量利用系統及其控制方法與流程
2024-02-20 14:48:15
本發明涉及發動機技術領域，特別是涉及一種發動機尾氣熱量利用系統及其控制方法。
背景技術：
目前，發動機在工作時，其尾氣是直接排放到大氣中，如此不僅汙染大氣，而且尾氣中的熱量也隨之排到空氣中，造成熱量的大量浪費。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提供一種發動機尾氣熱量利用系統及其控制方法，主要目的在於解決現有發動機的尾氣直接排放到大氣中造成尾氣中的熱量浪費的技術問題。
為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：
一方面，本發明的實施例提供一種發動機尾氣熱量利用系統，包括換熱器、散熱器、蓄熱器和壓縮裝置；
所述換熱器，用於接收發動機的尾氣，使發動機的尾氣與流經換熱器的流體換熱；
所述蓄熱器具有用於蓄熱的蓄熱通道、和用於放熱的放熱通道；所述散熱器的一端和所述蓄熱通道的一端兩者均用於連接至所述換熱器的一端，所述散熱器的另一端和所述蓄熱通道的另一端兩者均用於連接至所述壓縮裝置的一端，所述壓縮裝置的另一端用於連接至所述換熱器的另一端。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
在前述的發動機尾氣熱量利用系統中，可選的，系統還包括：
第一開關閥，設置在所述壓縮裝置的所述另一端與所述換熱器的所述另一端之間的管路上；
第二開關閥，設置在所述散熱器的所述另一端與所述壓縮裝置的所述一端之間的管路上；
第三開關閥，設置在所述蓄熱通道的所述另一端與所述壓縮裝置的所述一端之間的管路上。
在前述的發動機尾氣熱量利用系統中，可選的，所述放熱通道的一端用於連接至所述散熱器的所述一端，所述放熱通道的另一端用於連接至所述壓縮裝置的所述另一端。
在前述的發動機尾氣熱量利用系統中，可選的，系統還包括：
第四開關閥，設置在所述放熱通道的所述另一端與所述壓縮裝置的所述另一端之間的管路上。
在前述的發動機尾氣熱量利用系統中，可選的，所述壓縮裝置為泵或壓縮機。
另一方面，本發明的實施例還提供一種發動機尾氣熱量利用系統的控制方法，使用上述任一種所述的發動機尾氣熱量利用系統，使散熱器散熱和/或使蓄熱器蓄熱。
在前述的控制方法中，可選的，當所述系統包括第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥時，通過調節第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥中的至少一個使散熱器散熱和/或使蓄熱器蓄熱。
在前述的控制方法中，可選的，所述通過調節第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥中的至少一個使散熱器散熱具體為：
打開第一開關閥和第二開關閥，關閉第三開關閥和第四開關閥；
或，打開第二開關閥和第四開關閥，關閉第一開關閥和第三開關閥。
在前述的控制方法中，可選的，所述通過調節第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥中的至少一個使蓄熱器蓄熱具體為：
打開第一開關閥和第三開關閥，關閉第二開關閥和第四開關閥。
在前述的控制方法中，可選的，所述通過調節第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥中的至少一個使散熱器散熱和使蓄熱器蓄熱具體為：
打開第一開關閥、第二開關閥和第三開關閥，關閉第四開關閥。
藉由上述技術方案，本發明發動機尾氣熱量利用系統及其控制方法至少具有以下有益效果：
在本發明提供的技術方案中，通過設置的換熱器，換熱器可以接收發動機的尾氣，使發動機的尾氣與流經換熱器的流體換熱，換熱後的流體可以流經散熱器使散熱器散熱，比如散熱器可以將熱量散發到汽車室內以在溫度較低時對汽車室內加熱，或者利用散熱器對油頂盒內的機油加熱，或者利用散熱器對燃油盒內的燃油加熱等等，換熱後的流體還可以流經蓄熱器的蓄熱通道，以將熱量存儲起來備用。綜上可知，本發明發動機尾氣熱量利用系統通過設置的換熱器、散熱器和蓄熱器，可以對發動機尾氣內的熱量進行合理的利用和存儲，以避免能量浪費。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。
附圖說明
圖1是本發明的一實施例提供的一種發動機尾氣熱量利用系統的結構框圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明申請的具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。在下述說明中，不同的「一實施例」或「實施例」指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特徵、結構、或特點可由任何合適形式組合。
如圖1所示，本發明的一個實施例提出的一種發動機尾氣熱量利用系統100，包括換熱器1、散熱器2、蓄熱器3和壓縮裝置4。換熱器1用於接收發動機的尾氣，使發動機的尾氣與流經換熱器1的流體換熱。蓄熱器3具有用於蓄熱的蓄熱通道31、和用於放熱的放熱通道32；散熱器2的一端21和蓄熱通道31的一端311兩者均用於連接至換熱器1的一端11，散熱器2的另一端22和蓄熱通道31的另一端312兩者均用於連接至壓縮裝置4的一端41，壓縮裝置4的另一端42用於連接至換熱器1的另一端12。
在上述提供的技術方案中，通過設置的換熱器1，換熱器1可以接收發動機的尾氣，使發動機的尾氣與流經換熱器1的流體換熱，換熱後的流體可以流經散熱器2使散熱器2散熱，比如散熱器2可以將熱量散發到汽車室內以在溫度較低時對汽車室內加熱，或者利用散熱器2對油頂盒內的機油加熱，或者利用散熱器2對燃油盒內的燃油加熱等等，換熱後的流體還可以流經蓄熱器3的蓄熱通道31，以將熱量存儲起來備用。綜上可知，本發明發動機尾氣熱量利用系統100通過設置的換熱器1、散熱器2和蓄熱器3，可以對發動機尾氣內的熱量進行合理的利用和存儲，以避免能量浪費。
上述的壓縮裝置4可以使本發明的發動機尾氣熱量利用系統100形成一個循環系統。
這裡需要說明的是：可以手動對上述發動機尾氣熱量利用系統100內各迴路的通斷進行控制，以使散熱器2散熱和/或蓄熱器3蓄熱。當然，為了節省人力，也可以通過開關閥等控制裝置對系統100內各迴路的通斷進行控制，以使散熱器2散熱和/或蓄熱器3蓄熱。下面以通過開關閥對系統100內各迴路的通斷進行控制，以使散熱器2散熱和/或蓄熱器3蓄熱具體舉例說明。
如圖1所示，本發明發動機尾氣熱量利用系統100可以包括第一開關閥10、第二開關閥20和第三開關閥30。第一開關閥10設置在壓縮裝置4的所述另一端42與換熱器1的所述另一端12之間的管路上。第二開關閥20設置在散熱器2的所述另一端22與壓縮裝置4的所述一端41之間的管路上。第三開關閥30設置在蓄熱通道31的所述另一端312與壓縮裝置4的所述一端41之間的管路上。
具體在，當需要散熱器2散熱時，上述的第一開關閥10和第二開關閥20打開，第三開關閥30關閉。此時，換熱器1內換熱後的流體流經散熱器2，使散熱器2散熱。
進一步的，前述放熱通道32的一端321用於連接至散熱器2的一端11，放熱通道32的另一端322用於連接至壓縮裝置4的另一端42。
這裡需要說明的是：可以手動對上述發動機尾氣熱量利用系統100內各迴路的通斷進行控制，使蓄熱器3通過放熱通道32將儲存的熱量傳遞給散熱器2，從而使散熱器2散熱。當然，為了節省人力，也可以通過開關閥等控制裝置對系統100內各迴路的通斷進行控制，使蓄熱器3通過放熱通道32將儲存的熱量傳遞給散熱器2。下面以通過開關閥對系統100內各迴路的通斷進行控制，使蓄熱器3通過放熱通道32將儲存的熱量傳遞給散熱器2具體舉例說明。
如圖1所示，本發明發動機尾氣熱量利用系統100還包括第四開關閥40。第四開關閥40設置在放熱通道32的另一端322與壓縮裝置4的另一端32之間的管路上。
具體的，當需要蓄熱器3將存儲的熱量傳遞給散熱器2時，上述的第二開關閥20和第四開關閥40打開，第一開關閥10和第三開關閥30關閉。此時，在蓄熱器3的放熱通道32內換熱後的流體流經散熱器2，使散熱器2散熱。
前述的壓縮裝置4可以為泵或壓縮機。當壓縮裝置4為泵時，前述發動機尾氣熱量利用系統100內循環的流體介質可以為水。當壓縮裝置4為壓縮機時，前述發動機尾氣熱量利用系統100內循環的流體介質可以為空氣。其中，由於水的換熱效率較高，優選的，前述的壓縮裝置4選用泵，相應的，前述系統100內循環的流體介質為水。
上述的散熱器2的數量可以為一個、兩個或兩個以上。同樣的，蓄熱器3的數量也可以為一個、兩個或兩個以上。
上述的第一開關閥10和第四開關閥40可以選用兩位三通閥。
本發明的實施例還提供一種發動機尾氣熱量利用系統的控制方法，其使用上述任一種的發動機尾氣熱量利用系統100，使散熱器2散熱和/或使蓄熱器3蓄熱，從而可以對發動機尾氣的熱量進行合理利用，以避免能量浪費。
如圖1所示，在前述發動機尾氣熱量利用系統100包括第一開關閥10、第二開關閥20、第三開關閥30和第四開關閥40的示例中，可以通過調節第一開關閥10、第二開關閥20、第三開關閥30和第四開關閥40中的至少一個使散熱器2散熱和/或使蓄熱器3蓄熱。
具體的，如圖1所示，前述通過調節第一開關閥10、第二開關閥20、第三開關閥30和第四開關閥40中的至少一個使散熱器2散熱具體為：打開第一開關閥10和第二開關閥20，關閉第三開關閥30和第四開關閥40，使換熱器1內換熱後的流體流經散熱器2，從而使散熱器2散熱。或者，可以打開第二開關閥20和第四開關閥40，關閉第一開關閥10和第三開關閥30，使蓄熱器3內放熱通道32內換熱後的流體流經散熱器2，從而使散熱器2散熱。
如圖1所示，前述通過調節第一開關閥10、第二開關閥20、第三開關閥30和第四開關閥40中的至少一個使蓄熱器3蓄熱具體為：打開第一開關閥10和第三開關閥30，關閉第二開關閥20和第四開關閥40，使換熱器1內換熱後的流體流經蓄熱器3的蓄熱通道31，從而使蓄熱器3蓄熱。
如圖1所示，前述通過調節第一開關閥10、第二開關閥20、第三開關閥30和第四開關閥40中的至少一個使散熱器2散熱和使蓄熱器3蓄熱具體為：打開第一開關閥10、第二開關閥20和第三開關閥30，關閉第四開關閥40，使換熱器1內換熱後的流體一部分流經散熱器2，另一部分流經蓄熱器3的蓄熱通道31，從而使散熱器2散熱且蓄熱器3蓄熱。
下面介紹一下本發明的工作原理和優選實施例。
在第一應用場景中，可以將上述的散熱器2直接暴露在大氣中，當發動機排氣管的溫度較高時，可以通過散熱器2直接向空氣中散熱，以降低發動機排氣管的溫度。在第二應用場景中，可以將散熱器2安裝在汽車室內，當汽車室內的溫度較低時，可以通過散熱器2向汽車室內散熱，以提高汽車室內的溫度。在第三應用場景中，可以將散熱器2安裝於發動機的水腔內，以在冬天等低溫環境下對發動機水腔內的水加熱，從而當發動機水腔內的水循環時可以對整個發動機預熱。在第四應用場景中，可以將散熱器2套設在汽車的電瓶上，以在冬天等較冷的環境下通過散熱器2散發的熱量對電瓶預加熱。在第五應用場景中，可以將散熱器2安裝在汽車的油頂盒內，以對油頂盒內的機油加熱，使發動機在冬天等較冷的環境下更容易啟動。在第六應用場景中，可以將散熱器2安裝在汽車的燃油盒內，以對燃油盒內的燃油加熱，使發動機在冬天等較冷的環境下更容易啟動。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。