CN203223286U

CN203223286U - 一种温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统

Info

Publication number: CN203223286U
Application number: CN 201320124804
Authority: CN
Inventors: 余晨光; 王新予; 苏楚奇; 王占锐; 姚建辉; 周亮; 楚拯中
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2023-03-19

Abstract

一种汽车尾气温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统。该系统包括发动机水泵、发动机水套、温度传感器A、副水泵、副散热器、温差发电装置、温度传感器B、电磁阀、ECU、散热器和节温器；温度传感器A内置于发动机水套中，检测发动机水套内的水温；温度传感器B布置在温差发电装置热电模块的冷端，检测热电模块冷端的温度；ECU监测发动机水套内循环水和温差发电装置的热电模块冷端的温度，以此参数控制副水泵和电磁阀的动作，控制整个冷却水循环系统的循环模式。该系统实现了温差发电装置与发动机在冷却水循环系统良好的匹配；保障了温差发电装置正常的工作要求；简化了带有温差发电装置的冷却水循环系统的复杂程度；提高了能源利用率。

Description

一种温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统

技术领域

本实用新型涉及一种温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统，属于汽车冷却装置技术领域。其温差发电装置利用汽车尾气和冷却水系统的温差进行温差发电。

技术背景

发动机冷却系统的功用是将发动机受热部分的热量吸收，释放到空气中，使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，同时要防止发动机过热和冬季发动机过冷。

发动机的冷却系统包括风冷和水冷两种形式，由于水的比热容大，同等条件下吸收的热量多，现在轿车多用水冷系统，但是传统汽车配备的冷却水系统存在冷启动效率低下、循环水温度不易监测控制等弊端。

内燃机的热效率比较低，以及资源枯竭和能源危机的逐渐加剧，致使人们在努力寻找新动力源和动力系统。其解决方法之一是利用汽车的尾气余热进行温差发电，回收汽车尾气能量，提高了能源利用率。将温差发电装置加入到冷却水循环系统后，系统的散热要求提高，传统汽车的冷却水循环方式（大循环和小循环）不能满足这种带有温差发电装置的冷却水循环的要求，目前没有很好地解决温差发电装置和冷却水循环系统匹配的问题。

实用新型内容

本实用新型针对加入温差发电装置的汽车上，温差发电装置和发动机如何在冷却水循环中相匹配的问题，提出了一种温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统的新型冷却水循环方式。

本实用新型提出的一种温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统，包括发动机水泵、发动机水套、温度传感器A、副水泵、副散热器、温差发电装置、温度传感器B、电磁阀、ECU、散热器和节温器；温度传感器A内置于发动机水套中，温度传感器B布置在温差发电装置的热电模块的冷端，其中所述的发动机水套、节温器、发动机水泵串联为一路构成冷却水小循环；副散热器、温差发电装置、散热器、电磁阀、副水泵串联为一路构成补偿水循环；发动机水套、副散热器、温差发电装置、散热器、节温器、发动机水泵串联为一路构成冷却水新型大循环；ECU的输入接口分别与温度传感器A及温度传感器B的输出电路相连，ECU的输出接口分别与电磁阀及副水泵电路相连。

冷却水循环为：由发动机水泵、发动机水套、节温器构成小循环；由发动机水泵、发动机水套、副散热器、温差发电装置、散热器、节温器构成新型大循环；由副水泵、副散热器、温差发电装置、散热器、电磁阀构成补偿水循环。

本实用新型提出了新的串并联方式：在小循环和补偿水循环同时进行模式时，发动机水套、节温器、发动机水泵串联为一路，副散热器、温差发电装置、散热器、电磁阀、副水泵串联为一路，这两条回路单独工作；在新型大循环模式时，发动机水套、副散热器、温差发电装置、散热器、节温器、发动机水泵串联为一路；在新型大循环和补偿水循环同时进行模式时，发动机水套、副散热器、温差发电装置、散热器、节温器、发动机水泵串联为一路，副散热器、温差发电装置、散热器、电磁阀、副水泵串联为一路，这两条回路并联工作。

引入补偿水循环，其作用是：（1）在小循环和补偿水循环同时进行时，维持温差发电装置处的冷却水的流通。（2）在新型大循环和补偿水循环同时进行时，通过副水泵提供动力，增强强制水循环的能力；增加了副散热器，增加散热，降低循环水的温度，维持温差发电装置的热电模块冷端在设定温度。

本实用新型增加了内置于发动机水套的温度传感器A和内置于温差发电装置的温度传感器B,用于实时检测循环水路中发动机水套处和温差发电装置热电模块冷端的温度，有利于控制冷却水循环模式。

本实用新型在原有的发动机冷却水循环系统基础上，增加了一个副散热器、一个副水泵、一个电磁阀、一个温差发电装置，增强了泵水和散热能力，通过在不同阶段控制不同的冷却水循环方式，保证温差发电装置和发动机在冷却水循环中良好地匹配工作。

本实用新型增加了一个用于控制冷却水循环方式的ECU，该ECU通过监测发动机水套内循环水温度和温差发电装置热电模块冷端的温度，以此参数来控制副水泵和电磁阀的动作，快速、准确地控制冷却水循环模式。

附图说明

图1是本温差发电装置与发动机共用冷却水循环系统的结构示意图，

图中：1-发动机水泵、2-发动机水套、3-温度传感器A、4-副水泵、5-副散热器、6-温差发电装置、7-温度传感器B、8-电磁阀、9-ECU、10-散热器、11-节温器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细地描述。

如图1所示，本温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统主要由发动机水泵1、发动机水套2、温度传感器A 3、副水泵4、副散热器5、温差发电装置6、温度传感器B 7、电磁阀8、ECU 9、散热器10和节温器11组成；温度传感器A内置于发动机水套中，温度传感器B，布置在温差发电装置的热电模块的冷端，其中所述的发动机水套、节温器、发动机水泵串联为一路构成冷却水小循环；副散热器、温差发电装置、散热器、电磁阀、副水泵串联为一路构成补偿水循环；发动机水套、副散热器、温差发电装置、散热器、节温器、发动机水泵串联为一路构成冷却水新型大循环；ECU的输入接口分别与温度传感器A及温度传感器B的输出电路相连，ECU的输出接口分别与电磁阀及副水泵电路相连。

更详细地，温度传感器A内置于发动机水套2中，用于检测发动机水套内循环水的温度，并把信号传递给ECU 9；温度传感器B布置在温差发电装置6的热电模块的冷端，用于检测热电模块冷端的温度，并将信号传递给ECU 9。

ECU 9监测温度传感器A 和温度传感器B的温度，并控制副水泵4及电磁阀8的动作，具体表现为：当发动机冷启动时，ECU 9监测到温度传感器A温度低于发动机正常工作温度时，节温器11关闭与散热器相连接的水路，ECU 9控制电磁阀8接通、副水泵4工作，系统同时进行小循环和补偿水循环模式；当发动机经过预热后，ECU 9监测到温度传感器A温度在发动机设定的正常工作温度区间且温度传感器B的温度在温差发电装置6的热电模块冷端的设定温度时，节温器11接通与散热器连接的水路，关闭与发动机水套2连接的水路，ECU 9控制电磁阀8断开、副水泵4停止工作，系统只进行新型大循环；当ECU 9监测到温度传感器A温度高于发动机设定的正常工作温度区间或者温度传感器B 的温度高于热电模块冷端设定的温度时，ECU 9控制电磁阀8接通、副水泵4工作，增强散热，维持热电模块温度在设定值,系统此时同时进行新型大循环和补偿水循环；当ECU 9监测到温度传感器A温度回到发动机设定的正常工作温度区间且温度传感器B的温度回到热电模块冷端设定的温度时，ECU 9控制电磁阀8断开、副水泵4停止工作，系统此时重新进行新型大循环。

在新型大循环这一回路中，散热器10和副散热器5串联在一起工作，这样布置能增强系统的散热能力，能有效地遏制发动机过热的趋势；在补偿水循环这一回路中，同样散热器10和副散热器5串联在一起工作，增强了流经温差发电装置6的循环水的温度，保证热电模块冷端的温度，有利于提高发电功率。

Claims

1.一种温差发电装置与发动机共用的冷却水循环系统，其特征在于：该系统包括发动机水泵（1）、发动机水套（2）、温度传感器A（3）、副水泵（4）、副散热器（5）、温差发电装置（6）、温度传感器B（7）、电磁阀（8）、ECU（9）、散热器（10）和节温器（11）；温度传感器A（3）内置于发动机水套（2）中，温度传感器B（7），布置在温差发电装置（6）的热电模块的冷端，其中所述的发动机水套、节温器、发动机水泵串联为一路构成冷却水小循环；副散热器、温差发电装置、散热器、电磁阀、副水泵串联为一路构成补偿水循环；发动机水套、副散热器、温差发电装置、散热器、节温器、发动机水泵串联为一路构成冷却水新型大循环；ECU（9）的输入接口分别与温度传感器A及温度传感器B的输出电路相连，ECU（9）的输出接口分别与电磁阀及副水泵电路相连。