CN102061970A - 一种利用车辆尾气发电的方法 - Google Patents

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张敏
芦柯京
卫继新
袁嘉丽
董庆丽
王凝岚
姜红霞
赵迎丰
靳霏
王艳琴
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Abstract

一种利用车辆尾气发电的方法，该系统包括循环工质、高压工质泵、蒸汽发生器、发动机、尾气、发电机、冷凝器、回流罐。循环工质在高压工质泵的驱动下通过蒸汽发生器与发动机排放的尾气进行热交换，获取热量后进入涡轮，驱动涡轮旋转，带动发电机发电；做功后的工质经冷凝器凝结后，流回回流罐储存，完成一次工作循环。本发明利用沸点低、潜热小的做功低沸点循环工质，可以充分吸收尾气余热的热量，获得较高的蒸汽压力和较大的压力差，进一步提高能量的回收利用率，提高涡轮对能量的吸功转化，驱动高速发电机发出更多的电。同时大大降低排气温度和噪音，提升整车综合性能。

Description

一种利用车辆尾气发电的方法
技术领域
本发明涉及一种车辆发电方法，具体涉及一种利用车辆尾气发电的方法。
背景技术
现今技术，在大型发电机组上利用水蒸气作为工质，把高温、高压废气能量转换为动力进行发电的热能动力发电技术，曾得到过较好的应用，可回收约10％的燃料燃烧能量。虽然车辆发动机尾气能量很大，约占到燃料燃烧发热量的1/3以上，但由于尾气余热属于中、低温低品位能量，利用水蒸气作为工质回收尾气余热能量的热能动力发电系统回收利用率偏低，这将直接导致回收系统体积、质量庞大。也有研究人员考虑直接利用尾气动能驱动涡轮带动发动机发电，但由于排气压力有限，直接对涡轮做功，能源利用率相对较低，而且发动机排气时可能产生反向压力，影响其运行，从而不适合车辆使用。
发明内容
本发明为了提高尾气能量回收效率和发电做功能力，利用一种沸点低、潜热小的高压工质回收发动机尾气能量进行发电，可以提高尾气能量回收效率，减小系统体积、重量，适应于车辆上应用。
本发明提供的一种利用车辆尾气发电的方法，所述方法的系统包括车辆发动机4，其改进之处在于：与车辆尾气5进行热交换的循环工质1；依次连接的推动循环工质1的泵2、回流罐8、冷凝器7、发电机6和蒸汽发生器3。
本发明提供的第1优选方案的利用车辆尾气发电的方法，其改进之处在于：
所述循环工质1与车辆发动机4排放的尾气5进行热交换，获取热量，变成驱动涡轮旋转的蒸汽工质，带动发电机6发电；做功后的工质流回回流罐8储存。
本发明提供的第2优选方案的利用车辆尾气发电的方法，其改进之处在于：所述循环工质1在泵2的驱动下通过蒸汽发生器3与车辆发动机4排放的尾气5进行热交换。
本发明提供的第3优选方案的利用车辆尾气发电的方法，其改进之处在于：做功后的工质经冷凝器7凝结后，流回回流罐8储存。
本发明提供的第4优选方案的利用车辆尾气发电的方法，其改进之处在于：所述发电机6为涡轮发电机。
本发明提供的第5优选方案的利用车辆尾气发电的方法，其改进之处在于：所述泵2为4.5Mpa的高压工质泵。
本发明提供的另一优选方案的利用车辆尾气发电的方法，其改进之处在于：所述的循环工质1为R134a。
与现有技术比，本发明的有益效果为：
沸点低、潜热小的做功循环工质，可以充分吸收尾气余热的热量，获得较高的蒸汽压力和较大的压力差，进一步提高能量的回收利用率，提高涡轮对能量的吸功转化，驱动高速发电机发出更多的电。同时大大降低排气温度和噪音，提升整车综合性能。
同传统水蒸气动力发电系统比较：本发明循环工质汽化潜热小，可充分地吸收尾气余热的热量，从而提高了换热效率；沸点低，可以获得足够高的压力、温度蒸气，做功能力更强，从而动力回收率更高。
附图说明
图1本发明提供的原理图
具体实施方式
具体实施方式一
一种利用车辆尾气发电的装置及其使用方法，所述方法的系统包括低沸点循环工质1、高压工质泵2、蒸汽发生器3、发动机4、尾气5、发电机6、冷凝器7、回流罐8，其特征在于：所述循环工质1、高压工质泵2、回流罐8、冷凝器7、发电机6和蒸汽发生器3依次连接，发动机4、尾气5和蒸汽发生器3依次连接；
本发明利用尾气余热进行发电的原理图如图1，原理如下：低沸点循环工质1在高压工质泵2的驱动下通过蒸汽发生器3与发动机4排放的尾气5进行热交换，获取热量后进入涡轮驱动涡轮旋转，带动发电机6发电；做功后的工质经冷凝器7凝结后，流回回流罐8储存，完成一次工作循环。
具体实施方式二
本例是基于具体实施方式一所述的一种利用车辆尾气发电的方法，其与具体实施方式一的不同之处在于如果发动机的排气背压很大，可以考虑在蒸汽发生器3后加产生负压的设备。

Claims (7)

1.一种利用车辆尾气发电的方法，所述方法的系统包括车辆发动机(4)，其特征在于：与车辆尾气(5)进行热交换的循环工质(1)；依次连接的推动循环工质(1)的泵(2)、回流罐(8)、冷凝器(7)、发电机(6)和蒸汽发生器(3)。
2.如权利要求1所述的利用车辆尾气发电的方法，其特征在于：
所述循环工质(1)与车辆发动机(4)排放的尾气(5)进行热交换，获取热量，变成驱动涡轮旋转的蒸汽工质，带动发电机(6)发电；做功后的工质流回回流罐(8)储存。
3.如权利要求1所述的利用车辆尾气发电的方法，其特征在于：所述循环工质(1)在泵(2)的驱动下通过蒸汽发生器(3)与车辆发动机(4)排放的尾气(5)进行热交换。
4.如权利要求1所述的利用车辆尾气发电的方法，其特征在于：做功后的工质经冷凝器(7)凝结后，流回回流罐(8)储存。
5.如权利要求1所述的利用车辆尾气发电的方法，其特征在于：所述发电机(6)为涡轮发电机。
6.如权利要求1所述的利用车辆尾气发电的方法，其特征在于：所述泵(2)为4.5Mpa的高压工质泵。
7.如权利要求1或2所述的利用车辆尾气发电的装置及其使用方法，其特征在于：所述的循环工质(1)为R134a。
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