CN109915242B - 废热回收系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种废热回收系统。该系统包括：支管，其具有分支流路，该分支流路形成为与排放废气的废气源连接。阀至少部分地打开或闭合分支流路以选择性地将废气引入至少一个分支流路中。附加地，热电模块经由选择性地使用通过分支流路中的指定分支流路的废气的废热来进行热电发电。

Description

废热回收系统

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2017年12月12日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0170439号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种废热回收系统，并且更具体地，涉及一种提供改进且更紧凑的结构的废热回收系统。

背景技术

一般而言，将从车辆的发动机排出的废气的废热视为不必要的热量，换言之，废热具有较低利用价值并被排放到空气中。废气的废热是大量的能量，占燃料总热值的约30％，并且在利用价值方面逐渐增加。因此，近来已经使用了各种类型的废热回收装置，例如能够使用废气的废热加热车辆内部的加热器、能够使用废气的废热预热冷却剂或油的预热器以及能够使用废气的废热进行热电发电的热电模块。

通常，废热回收装置在驱动温度或持续温度方面具有互不相同的温度特性。因此，为了有效地回收废气的废热，已经将各种类型的废热回收装置安装在车辆内。然而，通常，由于还没有开发出将各种类型的废热回收装置彼此集成在一起的废热回收系统，所以废热回收装置在车辆的总体积中占据的比例过大，并且用于安装废热回收装置的部件(例如，切换废气的流路所需的阀)的数量急剧增加。

发明内容

本公开致力于解决现有技术中出现的上述问题，同时保持现有技术所实现的优点的完整性。本公开的一方面提供一种废热回收系统，其经改进以具有更紧凑的结构。本公开的另一方面提供一种废热回收系统，其经改进以基于车辆的环境条件(例如，行驶时间或行驶状况)选择性地改变废热回收方式。本公开要解决的技术问题不限于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。

根据本公开的一方面，一种废热回收系统可以包括：支管，其具有分支流路，所述分支流路形成为与排放废气的废气源连接；阀，其配置为至少部分地打开或闭合分支流路以选择性地将废气引入至少一个分支流路中；以及热电模块，其配置为通过选择性地使用通过分支流路中的指定分支流路的废气的废热来进行热电发电。

特别地，支管可以进一步包括：外壁，其具有形成在外壁中的废气流路；和隔板，其将废气流路划分成分支流路。热电模块可以与外壁的指定位置联接以接收通过指定分支流路的废气的废热。分支流路包括分别与废气源连接的入口，并且阀可以配置为选择性地打开至少一个分支流路的入口，同时选择性地闭合分支流路中除所述至少一个分支流路以外的剩余分支流路。

附加地，阀可以包括：盖板，其设置为选择性地覆盖剩余分支流路的入口以闭合入口。分支流路可以从支管的中心部分径向布置，并且盖板具有扇形形状。阀可以进一步包括：驱动电动机，其配置为绕支管的中心部分枢转地驱动盖板。分支流路可以具有第一分支流路和第二分支流路，并且热电模块可以配置为使用通过第一分支流路的废气的废热来进行热电发电。

此外，废热回收系统可以包括：冷却流体管道，冷却流体通过该管道，并且冷却流体管道可以包括设置为使得热电模块和冷却流体彼此交换热量的第一区段。冷却流体管道可以进一步包括设置成使得通过第二分支流路的废气和冷却流体彼此交换热量的第二区段。废热回收系统可以进一步包括：控制器，其配置为操作阀。特别地，控制器可以配置为当冷却流体的温度低于预定参考预热温度时，闭合第一分支流路，同时打开第二分支流路。

另外，控制器可以配置为当冷却流体的温度等于或高于预定参考预热温度时，打开第一分支流路，同时闭合第二分支流路。控制器可以配置为当冷却流体的温度等于或高于预定的第一模式切换温度且低于预定参考预热温度时，操作阀以部分地打开第一分支流路和第二分支流路。此外，控制器可以配置为当冷却流体的温度接近预定参考预热温度时，操作阀以逐渐增加第一入口的打开率，同时逐渐减小第二入口的打开率。

分支流路可以进一步包括第三分支流路，并且控制器可以配置为当热电模块的温度等于或高于预定参考发电极限温度时，打开第三流路，同时闭合第一分支流路和第二分支流路。附加地，控制器可以配置为当热电模块的温度等于或高于预定参考发电极限温度且等于或低于第二模式切换温度时，操作阀以部分地打开第一分支流路和第三分支流路，同时第一分支流路的剩余部分、第三分支流路的剩余部分以及第二分支流路闭合。

控制器可以进一步配置为当热电模块的温度接近第二模式切换温度时，操作阀以逐渐减小第一入口的打开率，同时逐渐增加第三入口的打开率。第一分支流路、第二分支流路和第三分支流路可以从支管的中心部分径向布置。

附图说明

结合附图，根据以下详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加显而易见：

图1是根据本公开的示例性实施例的废热回收系统的正视图；

图2是根据本公开的示例性实施例的图1所示的废热回收系统的平面图；

图3是根据本公开的示例性实施例的图1所示的支管的正视图；

图4是根据本公开的示例性实施例的图1所示的支管的后视图；以及

图5至图8是示出根据本公开的示例性实施例的使用图1所示的废热回收系统回收废热的方式的视图。

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多功能车(SUV)、客车、货车、各种商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源自石油以外的资源的燃料)。

虽然示例性实施例描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应该理解的是，示例性过程也可以由一个或多个模块执行。附加地，可以理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置为存储模块，并且处理器具体配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。

本文使用的术语仅用于说明特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。如在本文使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指明。要进一步理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

非特别说明或从上下文明显可见，本文所使用的词语“约”应理解为在本领域的正常容差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为所述数值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非上下文明确指示，否则本文提供的所有数值均可由词语“约”修饰。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。在以下描述中，即使元件在不同的附图中示出，相同的附图标记也用于表示相同的元件。此外，在本公开的实施例的以下描述中，将排除对于公知的特征或功能的详细描述以免不必要地模糊本公开的要旨。

在根据本公开的实施例的元件的以下描述中，可以使用词语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”。这些词语仅用于区分一个元件与另一个元件，并且相关元件的固有特征、顺序或次序等不受这些词语的限制。此外，除非另外定义，否则这里使用的包括技术或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。在通常使用的词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义。

图1是根据本公开的示例性实施例的废热回收系统的正视图，图2是图1所示的废热回收系统的平面图，图3是图1所示的支管的正视图，以及图4是图1所示的支管的后视图。

参照图1至图4，根据本公开的示例性实施例的废热回收系统1可以包括：支管10，其中形成有多个分支流路11、12和13，并与排出废气E的废气源连接；阀，配置为打开或闭合分支流路11、12和13以选择性地将废气E引入分支流路11、12和13中的至少一个中；热电模块30，配置为使用废气E的废热来进行热电发电；冷却构件40，配置为使冷却流体C通过冷却构件40；以及热交换器50，配置为将废气E的废热传递至热电模块30或冷却构件40。使废热回收系统1能够回收废气E的废热的废气源的种类没有特别限制。例如，废气源可以是车辆的发动机。下文中，以废气源为车辆的发动机的情况为例，对本公开进行说明。

如图2所示，支管10可以安装在排气管70的中间路径上，该排气管用于将由车辆的发动机产生的废气E排出车辆。通过排气管70的废气E可以通过支管10排出车辆。分支流路11、12和13可以形成在支管10内部。例如，如图3所示，第一分支流路11到第三分支通路13可以形成在支管10内部。第一分支流路11到第三分支流路13中的每一个都配置为使得沿排气管70流动的废气E通过相关分支流路。

例如，如图3和图4所示，第一分支流路11可以包括：第一入口11a，形成在第一分支流路11的第一端部中，用于将沿排气管70流动的废气E引入第一分支流路11中；和第一出口11b，形成在第一分支流路11的第二端部(例如，与第一端相反的一端)中，用于将通过第一分支流路11的废气E再次引入排气管70中。例如，如图3和图4所示，第二分支流路12可以包括：第二入口12a，形成在第二分支流路12的第一端部中，用于将沿排气管70流动的废气E引入第二分支流路12中；和第二出口12b，形成在第二分支流路12的第二端部(例如，与第一端相反的一端)中，用于将通过第二分支流路12的废气E再次引入排气管70中。

例如，如图3和图4所示，第三分支流路13可以包括：第三入口13a，形成在第三分支流路13的第一端部中，用于将沿排气管70流动的废气E引入第三分支流路13中；和第三出口13b，形成在第三分支流路13的第二端部(例如，与第一端相反的一端)中，用于将通过第三分支流路13的废气E再次引入排气管70中。在支管10内部形成分支流路11、12和13的方式在空间上不受限制。例如，如图3和图4所示，支管10可以包括其中形成有废气流路的外壁14以及划分外壁14的废气流路以形成分支流路11、12和13的隔板15。

如图2和图3所示，外壁14具有其中形成有废气流路的管道的形状。外壁14可以具有多边形截面形状。例如，如图3所示，外壁14可以具有第一外壁14a至第六外壁14f，其布置成使得外壁14具有正六边形截面形状。隔板15可以设置在外壁14内侧，以将外壁14的废气流路分成分支流路11、12和13。例如，如图3所示，隔板15可以包括设置在外壁14内侧的第一隔板15a至第三隔板15c，以将外壁14的废气流路分成第一分支流路11至第三分支流路13。

如图3所示，第一隔板15a至第三隔板15c可以从支管10的中心部分18径向布置。然后，第一分支流路11至第三分支流路13可以从支管10的中心部分18径向布置，以将第三分支流路13置于第一分支流路11和第二分支流路12之间。

另外，第一隔板15a至第三隔板15c可以相对于彼此以约120°的角度径向布置，使得第一分支流路11至第三分支流路13具有相同的截面面积。因此，第一分支流路11可以形成为由第一外壁14a、第二外壁14b、第一隔板15a和第三隔板15c围绕。另外，第二分支流路12可以形成为由第三外壁14c、第四外壁14d、第一隔板15a和第二隔板15b围绕。第三分支流路13可以形成为由第五外壁14e、第六外壁14f、第二隔板15b和第三隔板15c围绕。

此外，分支流路11、12和13的入口11a、12a和13a以及出口11b、12b和13b可以形成为具有弯曲形状。因此，第一壁16可以形成为穿过支管10的第一端部，以将第一入口11a至第三入口13a的形状彼此组合以形成圆形形状。对应于第一壁16，如图4所示，第二壁17可以形成为穿过支管10的第二端部(例如，与第一端相反的一端)，以将第一出口11b至第三出口13b的形状彼此组合以形成圆形形状。

阀20可以配置为选择性地打开或闭合分支流路11、12和13，以选择性地将沿排气管70流动的废气E引入分支流路11、12和13中的至少一个中。阀20的结构没有特别地限制。例如，如图1所示，阀20可以包括：盖板22，其设置为选择性地覆盖入口11a、12a和13a中的一些，使得一些入口能够闭合；和驱动电动机24，配置为枢转地驱动盖板22。特别地，盖板22可以具有扇形形状。例如，如图1所示，盖板22可以具有扇形形状，该扇形形状具有与分支流路11、12和13的入口11a、12a和13a中的两个对应的面积以覆盖两个入口。换句话说，盖板22可以具有以约240°的角度展开的扇形形状，以同时覆盖入口11a、12a和13a中的两个。

如图1和图3所示，盖板22可以可枢转地安装在支管10的第一端部上，以使盖板22的中心部分与支管10的中心部分对准。如图1所示，驱动电动机24可以轴向联接至盖板22的中心部分，以可枢转地驱动盖板22。驱动电动机24可以设置成使盖板22沿正向或反向方向转动至完全打开入口11a、12a和13a中的任何一个，同时完全闭合入口11a、12a和13a中剩余的两个，或者部分地打开入口11a、12a和13a中的两个，同时完全闭合入口11a、12a和13a中剩余的一个。然后，沿排气管70流动的废气E可以通过入口11a、12a和13a中由盖板22打开的至少一个入口而选择性地引入分支流路11、12和13中的至少一个中。

此外，热电模块30可以配置为通过由于热电装置两端之间的温度差而产生电动势的塞贝克效应来进行热电发电。热电模块30可以包括：热电装置(未示出)，每个热电装置均可以配置为使用两端之间的温度差进行热电发电；和电极(未示出)，其将热电装置彼此连接或者与外部电气装置连接。由于热电模块30具有与通常的热电模块相同的结构，所以将省略热电模块30的结构细节。

热电模块30可以配置为使用通过分支流路11、12和13中的指定分支流路的废气E的废热来进行热电发电。例如，热电模块30可以安装为使用通过第一分支流路11的废气E的废热来进行热电发电。因此，如图1所示，热电模块30可以安放在第一热交换器52上，使得每个热电装置的第一端与将要描述的第一热交换器52热接触。然后，通过第一分支流路11的废气E的废热可以通过第一热交换器52传递到热电装置的第一端。

安装的热电模块30的数量没有特别地限制。例如，如图1所示，可以安装一对热电模块30，并将热电装置的第一端安放在第一热交换器52中的一个上。热电模块30可以配置为使用通过第一分支流路11的废气E作为热源来进行热电发电。使用热电模块30进行热电发电的细节将在下文中进行描述。

此外，尽管将热电模块30描述为热电装置的第一端与第一热交换器52热接触，但是本公开不限于此。换句话说，热电模块30可以安放在第一外壁14a和第二外壁14b中的至少一个上，使得热电装置的第一端与第一外壁14a和第二外壁14b中的至少一个热接触。

附加地，冷却构件40可以作为配置成使用废气E的废热来加热冷却流体C的预热器操作，或者作为冷源操作以使用热电模块30进行热电发电。因此，如图2所示，冷却构件40可以包括：冷却流体管道42，冷却流体C通过该冷却流体管道；和冷却套44，用于使冷却流体管道42与热电模块30或将要描述的第二热交换器54热接触。

冷却流体管道42可以与外部冷却流体供应源(未示出)连接，以使从外部冷却流体供应源供应的冷却流体C沿指定路径通过冷却流体管道42。冷却流体C的种类没有特别地限制。例如，冷却流体C可以是在发动机内循环的冷却剂。如图1和图2所示，冷却流体管道42可以具有：第一区段42a，设置为与热电模块30交换热量；和第二区段42b，设置为与第二热交换器54交换热量。

附加地，第一区段42a和第二区段42b可以彼此串联连接，以使来自冷却流体供应源的冷却流体C顺序通过第一区段42a和第二区段42b并且再次重新输送至冷却流体供应源。特别地，第一区段42a和第二区段42b可以以如下方式设置，即第二区段42b与第一区段42a相比设置在上游位置处，以在冷却流体C首先在第二区段42b中被加热的情况下，使冷却流体C进入第一区段42a，但是本公开不限于此。

如图2所示，冷却套44可以包括：第一冷却套44a，使冷却流体管道42的第一区段42a与热电模块30热接触；和第二冷却套44b，使冷却流体管道42的第二区段42b与第二热交换器54接触。如图1和图2所示，第一冷却套44a可以形成为使得冷却流体管道42的第一区段42a埋入第一冷却套44a中并且可以安放在热电模块30上以与热电装置的相反端热接触。安装的第一冷却套44a的数量没有特别地限制。例如，如图1所示，一对第一冷却套44a中的每一个都可以安放在任何一个热电模块30上。

第一冷却套44a可以使冷却流体管道42的第一区段42a与设置在热电模块30中的热电装置的相反端接触。因此，热电装置的相反端可以由通过冷却流体管道42的第一区段42a的冷却流体C冷却，以具有比热电装置的第一端的温度低的温度。因此，热电模块30可以配置为使用由通过第一分支流路11的废气E和通过冷却流体管道42的冷却流体C形成的热电装置两端之间的温度差来进行热电发电，从而回收通过第一分支流路11的废气E的废热。

如图1和图2所示，第二冷却套44b可以形成为使得冷却流体管道42的第二区段42b埋入第二冷却套44b中并且可以安放在第二热交换器54上以与下文将要描述的第二热交换器54热接触。安装的第二冷却套44b的数量没有特别地限制。例如，如图1所示，一对第二冷却套44b中的每一个都可以安放在任何一个第二热交换器54上。

第二冷却套44b可以使冷却流体管道42的第二区段42b与第二热交换器54热接触。然后，通过第二分支流路12的废气E的废热可以通过第二热交换器54、第二冷却套44b和冷却流体管道42的第二区段42b传递至通过冷却流体管道42的第二区段42b的冷却流体C。因此，通过冷却流体管道42的第二区段42b的冷却流体C可以由通过第二分支流路12的废气E加热。由于使用废气E的废热加热的冷却流体C被冷却构件40用作热电模块30的冷源，所以与单独提供热电模块30的冷源的情况相比，废热回收系统1的体积、重量和安装成本可以进一步降低。

此外，热交换器50可以配置为将通过第一分支流路11的废气E的废热传递至热电模块30，或者将通过第二流路12的废气E的废热传递至冷却构件40。例如，如图1所示，热交换器50可以包括置于支管10的外壁14与热电模块30之间的第一热交换器52和置于支管10的外壁14与冷却构件40的第二冷却套44b之间的第二热交换器54。

如图3所示，一对第一热交换器52可以安装为置于第一外壁14a与一个热电模块30之间以及第二外壁14b与另一热电模块30之间。第一热交换器52中的每一个都可以包括换热片52a，其穿过第一外壁14a或第二外壁14b插入第一分支流路11中。因此，每个第一热交换器52均可以配置为使用换热片52a吸收通过第一分支流路11的废气E的废热，并且可以配置为将废热传递至设置在热电模块30中的热电装置的第一端。

如图3所示，一对第二热交换器54可以安装为置于第三外壁14c与一个第二冷却套44b之间以及第四外壁14d与另一第二冷却套44b之间。第二热交换器54中的每一个都可以包括换热片54a，其穿过第三外壁14c或第四外壁14d插入第二分支流路12中。因此，第二热交换器54中的每一个均可以配置为使用换热片54a吸收通过第二分支流路12的废气E的废热。由第二热交换器54吸收的废气E的废热可以通过第二冷却套44b和冷却流体管道42的第二区段42b传递至通过冷却流体管道42的第二区段42b的冷却流体C。

图5至图8是示出使用图1所示的废热回收系统回收废热的方式的视图。在下文中，将参照图5至图8描述使用废热回收系统1回收废热的方式。

首先，参照图5，废热回收系统1的控制器60可以配置为当通过冷却流体管道42的冷却流体C的温度低于预定参考预热温度(例如，冷却流体预热模式)时，操作阀20以闭合第一入口11a和第三入口13a，同时打开第二入口12a。随后沿排气管70流动的废气E可以在通过第二入口12a被选择性地引入第二分支流路12中之后，通过第二出口12b重新输送至排气管70。在冷却流体预热模式下，通过冷却流体管道42的第二区段42b的冷却流体C可以由通过第二分支流路12的废气E加热。

参考预热温度没有特别地限制。例如，当通过冷却流体管道42的冷却流体C是冷却剂时，可以将适合于操作发动机的冷却流体C的温度确定为参考预热温度。尽管优选由安装在冷却流体管道42中的温度传感器(未示出)感测通过冷却流体管道42的冷却流体C的温度，但是本公开不限于此。

此外，在冷却流体预热模式下，当如在发动机的冷启动下，冷却流体C的温度低于参考预热温度时，可以使用通过第二分支流路12的废气E的废热加热冷却流体C，以使冷却流体C的温度升高至参考预热温度，从而回收废气E的废热。

参照图1，当通过冷却流体管道42的冷却流体C的温度等于或高于指定参考预热温度时，控制器60可以配置为操作阀20以打开第一入口11a，同时闭合第二入口12a和第三入口13a(热电发电模式)。然后，沿排气管70流动的废气E可以在通过第一入口11a被选择性地引入第一分支流路11中之后，通过第一出口11b重新输送至排气管70。在热电发电模式下，可以使用由废气E和冷却流体C产生的热电装置两端之间的温度差来进行热电发电，以将废气E的废热以能量形式回收，从而提高废气E的废热的回收率。

此外，参照图6，控制器60可以配置为当热电模块30的温度等于或高于预定参考发电极限温度(旁路模式)时，操作阀20以打开第三入口13a，同时闭合第一入口11a和第二入口12a。然后，沿排气管70流动的废气E可以在通过第三入口13a被选择性地引入第三分支流路13中之后，通过第三出口13b重新输送至排气管70。第三分支流路13可以与热电模块30和冷却流体管道42热隔离。因此，在旁路模式下，废气E的废热可以通过第三分支流路13重新传递至排气管70，而不会被热电模块30和冷却流体C损耗。

参考发电极限温度没有特别地限制。例如，可以将由于较高的热量导致对设置在热电模块30中的热电装置或其他部件造成热损害的热电模块30的温度可以设定为参考发电极限温度。参考发电极限温度可以根据例如热电装置材料的环境条件而变化。虽然热电模块30的温度可以由安装在热电模块30中的温度传感器(未示出)来感测，但是本公开不限于此。另外，热电模块30的温度可以是配置为接收废气E的废热的热电装置的第一端的温度，但是本公开不限于此。在旁路模式下，可以防止设置在热电模块30中的热电装置或其他部件由于较高的热量而被损坏。

同时，当通过冷却流体管道42的冷却剂的温度达到参考预热温度时，开始使用热电模块30进行热电发电，但是本公开不限于此。例如，参照图7，控制器60可以配置为当通过冷却流体管道42的冷却流体C的温度等于或高于预定的第一模式切换温度且低于参考预热温度(例如，第一混合模式)时，操作阀20以部分地打开第一入口11a和第二入口12a，同时第一入口11a的剩余部分、第二入口12a的剩余部分以及第三入口13a的全部闭合。

此外，沿排气管70流动的废气E可以划分成两个部分，即，通过第一入口11a和第二入口12a引入第一分支流路11和第二分支流路12中的部分，以及通过第一出口11b和第二出口12b重新输送至排气管70的部分。在第一混合模式下，可以使用通过第一分支流路11的废气E的废热来进行热电发电，同时冷却流体C由通过第二分支流路12的废气E的废热加热。

第一模式切换温度没有特别地限制。例如，在冷却流体C的温度升高至参考预热温度的近似值的情况下，第一模式切换温度可以设定为当仅使用第二热交换器54的潜热以及比在冷却流体预热模式下使用的废热低的废热来确定冷却流体C的温度升高至参考温度时产生的冷却流体C的温度。

特别地，第一入口11a的打开率和第二入口12a的打开率没有特别地限制。例如，控制器60可以配置为当冷却流体C的温度接近参考预热温度时，操作阀20以逐渐增加第一入口11a的打开率，同时逐渐减小第二入口12a的打开率。在第一混合模式下，由于热电发电的开始时间提前，所以可以进一步提高废气E的废热的回收率。

此外，尽管当热电模块30的温度达到参考发电极限温度时，使用热电模块30进行的热电发电终止，但是本公开不限于此。例如，参照图8，控制器60可以配置为当热电模块30的温度等于或高于参考发电极限温度并且低于第二模式切换温度(例如，第二混合模式)时，操作阀20以部分地打开第一入口11a并部分地打开第三入口13a，同时第一入口11a的剩余部分、第三入口13a的剩余部分和第二入口12a的全部闭合。换句话说，第一入口11a和第三入口13a部分地打开，而第二入口12a保持在闭合位置。然后，沿排气管70流动的废气E可以被划分成两个部分，即，通过第一入口11a和第三入口13a引入第一分支流路11和第三分支流路13中的部分，以及通过第一出口11b和第三出口13b重新输送至排气管70的部分。在第二混合模式下，可以使用废气E的任何部分的废热来进行热电发电，而废气E的其他部分通过而不回收废热。

第二模式切换温度没有特别地限制。例如，第二模式切换温度可以设定为当仅使用比热电发电模式下使用的废热低的废气E的废热进行热电发电时，被确定为对设置在热电模块30中的热电装置或其他部件不产生热损害的热电模块30的温度。

第一入口11a的打开率和第三入口13a的打开率没有特别地限制。例如，控制器60可以配置为当热电模块30的温度接近第二模式切换温度时，操作阀20以逐渐减小第一入口11a的打开率，同时逐渐增加第三入口13a的打开率。在第二混合模式下，由于热电发电的终止时间延迟，所以可以进一步提高废气E的废热的回收率。

如上所述，废热回收系统可以配置为使用阀20打开或闭合每个分支流路11、12和13，以不同地改变回收废气E的废热的方式。根据废热回收系统1，回收废热的方式可以根据例如车辆行驶时间和行驶状况的环境条件而改变，从而使废气E的废热回收率最大化。

另外，因为分别联接至彼此不同的废热回收装置(例如，热电模块30和冷却构件40)的分支流路11、12和13可以在单个支管10内部彼此一体地形成，所以废热回收系统1可以配置为通过使用单个阀20打开或闭合分支流路11、12和13来调整回收排热的方式。因此，在废热回收系统1中，可以设置一体结构，使得多个废热回收装置彼此集成，并且可以减少废气E的流路之间切换所需的阀的数量和安装其他废热回收装置所需的部件的数量。在废热回收系统1中，废热回收系统1的结构以更紧凑的尺寸实现，从而减小废热回收系统1的体积、重量和安装成本，并且提高车辆的燃料效率。

如上所述，本公开涉及一种废热回收系统并且具有以下效果。

首先，本公开可以通过根据例如车辆行驶时间或行驶状况的环境条件而不同地改变回收废热的方式，从而使废气的废热回收率最大化。

其次，本公开可以减小废热回收系统的体积、重量和安装成本，并且可以提高车辆的燃料效率，这是因为废热回收系统通过将多个废热回收装置彼此集成而实现为更紧凑的结构。

以上，虽然已经参照示例性实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，而是在不脱离在所附权利要求中声称的本公开的精神和范围的情况下，可以由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和改变。因此，本公开的示例性实施例并非旨在限制本公开的技术精神，而是仅出于说明目的。本公开的保护范围应由所附权利要求限定，并且其所有等同物应被解释为包括在本公开的范围内。

附图中的符号说明

1：废热回收系统

10：支管

11：第一分支流路

11a：第一入口

12：第二分支流路

12a：第二入口

13：第三分支流路

13a：第三入口

14：外壁

14a：第一外壁

14b：第二外壁

14c：第三外壁

14d：第四外壁

14e：第五外壁

14f：第六外壁

15：隔板

15a：第一隔板

15b：第二隔板

15c：第三隔板

16：第一壁

17：第二壁

18：中心部分

20：阀

22：盖板

24：驱动电动机

30：热电模块

40：冷却构件

42：冷却流体管道

42a：第一区段

42b：第二区段

44：冷却套

44a：第一冷却套

44b：第二冷却套

50：热交换器

52：第一热交换器

52a：换热片

54：第二热交换器

54a：换热片

60：控制器

70：排气管

E：废气

C：冷却流体

Claims (11)

1.一种废热回收系统，包括：

支管，具有分支流路，所述分支流路形成为与排放废气的废气源连接；

阀，配置为至少部分地打开或闭合所述分支流路，以选择性地将废气引入所述分支流路中的至少一个中；

热电模块，配置为经由选择性地使用通过所述分支流路中的指定分支流路的废气的废热来进行热电发电；

冷却流体管道，冷却流体通过所述冷却流体管道；以及

控制器，配置为操作所述阀，

其中，所述分支流路包括：

分别与所述废气源连接的入口；

第一分支流路；和

第二分支流路，

其中，所述阀选择性地打开所述分支流路中的至少一个的入口，同时选择性地闭合所述分支流路中的剩余分支流路，

其中，所述阀包括：盖板，设置为选择性地覆盖所述剩余分支流路的入口以闭合该入口，

其中，所述分支流路从所述支管的中心部分径向布置，

其中，所述盖板具有扇形形状，并且

其中，安装所述热电模块以使用通过所述第一分支流路的废气的废热来进行热电发电，

其中，所述冷却流体管道包括：

第一区段，设置为使得所述热电模块和所述冷却流体彼此交换热量；和

第二区段，设置为使得通过所述第二分支流路的废气和所述冷却流体彼此交换热量，并且

其中，所述控制器配置为当所述冷却流体的温度等于或高于预定的第一模式切换温度且低于所述预定参考预热温度时，操作所述阀以部分地打开所述第一分支流路和所述第二分支流路。

2.如权利要求1所述的废热回收系统，其中，所述支管还包括：

外壁，具有形成在所述外壁中的废气流路；和

隔板，将所述废气流路划分成所述分支流路。

3.如权利要求2所述的废热回收系统，其中，所述热电模块联接至所述外壁的指定位置，以接收通过所述指定分支流路的废气的废热。

4.如权利要求1所述的废热回收系统，其中，所述阀还包括：

驱动电动机，配置为绕所述支管的中心部分枢转地驱动所述盖板。

5.如权利要求1所述的废热回收系统，

其中，所述控制器配置为当所述冷却流体的温度低于所述预定参考预热温度时，操作所述阀以闭合所述第一分支流路，同时打开所述第二分支流路。

6.如权利要求5所述的废热回收系统，其中，所述控制器配置为当所述冷却流体的温度等于或高于所述预定参考预热温度时，操作所述阀以打开所述第一分支流路，同时闭合所述第二分支流路。

7.如权利要求1所述的废热回收系统，其中，所述控制器配置为当所述冷却流体的温度接近所述预定参考预热温度时，操作所述阀以增加第一入口的打开率，同时减小第二入口的打开率。

8.如权利要求6所述的废热回收系统，其中，所述分支流路还包括第三分支流路，并且其中，所述控制器配置为当所述热电模块的温度等于或高于预定参考发电极限温度时，操作所述阀以打开所述第三分支流路，同时闭合所述第一分支流路和所述第二分支流路。

9.如权利要求8所述的废热回收系统，其中，所述控制器配置为当所述热电模块的温度等于或高于所述预定参考发电极限温度且等于或低于第二模式切换温度时，操作所述阀以部分地打开所述第一分支流路和所述第三分支流路，同时闭合所述第二分支流路。

10.如权利要求9所述的废热回收系统，其中，所述控制器配置为当所述热电模块的温度接近所述第二模式切换温度时，操作所述阀以减小第一入口的打开率，同时增加第三入口的打开率。

11.如权利要求8所述的废热回收系统，其中，所述第一分支流路、所述第二分支流路和所述第三分支流路从所述支管的中心部分径向布置。

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