RU2535291C1 - Ice liquid heater - Google Patents
Ice liquid heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535291C1 RU2535291C1 RU2013147147/06A RU2013147147A RU2535291C1 RU 2535291 C1 RU2535291 C1 RU 2535291C1 RU 2013147147/06 A RU2013147147/06 A RU 2013147147/06A RU 2013147147 A RU2013147147 A RU 2013147147A RU 2535291 C1 RU2535291 C1 RU 2535291C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- coolant
- electric
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено в качестве вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для поддержания их двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, нагрева воздуха в кабинах и снабжения бортовой сети электроэнергией.The present invention relates to the field of heat power engineering and is intended as auxiliary heat power plants of vehicles for maintaining their internal combustion engines in a heated state, heating the air in the cabs and supplying the on-board network with electricity.
Известен жидкостный автономный подогреватель, выпускаемый преимущественно фирмами "Webasto" и "Eberspacher", содержащий топливный насос с топливопроводом, котел, включающий камеру сгорания с теплообменником, жидкостный насос, термостат, систему управления.A well-known liquid autonomous heater, mainly produced by Webasto and Eberspacher, comprising a fuel pump with a fuel line, a boiler including a combustion chamber with a heat exchanger, a liquid pump, a thermostat, and a control system.
К недостаткам жидкостного автономного подогревателя следует отнести значительное потребление электроэнергии от бортовой сети транспортного средства, что в результате длительной работы приводит к сильному разряду аккумуляторных батарей. В некоторых случаях разряд аккумуляторных батарей столь значительный, что невозможно осуществить запуск двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.The disadvantages of a liquid self-contained heater include significant energy consumption from the vehicle's on-board network, which, as a result of long-term operation, leads to a strong discharge of batteries. In some cases, the discharge of the batteries is so significant that it is impossible to start the internal combustion engine of the vehicle.
Известна теплоэнергетическая установка (выбранная за прототип), содержащая двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор, теплообменник утилизатор теплоты отработанных газов, смесительное устройство с электронагревателем, жидкостный насос с электроприводом, обратный клапан, вентили, гидролинии [Патент РФ №2421626, МПК F02G 5/02].Known heat power plant (selected for the prototype), containing an internal combustion engine, an electric generator, a heat exchanger, a waste gas heat exchanger, a mixing device with an electric heater, an electric fluid pump, a non-return valve, valves, and hydraulic lines [RF Patent No. 2421626, IPC F02G 5/02] .
Указанная теплоэнергетическая установка в своей структуре имеет сложную разветвленную гидравлическую сеть с двумя кранами для управления потоками охлаждающей жидкости, а также смесительное устройство с электронагревателями. Все вышеуказанные конструктивные особенности приводят к следующим недостаткам:The specified heat power plant in its structure has a complex branched hydraulic network with two valves for controlling the flow of coolant, as well as a mixing device with electric heaters. All of the above design features lead to the following disadvantages:
1) к увеличению габаритов теплоэнергетической установки вследствие более значительных размеров теплообменника утилизатора отработанных газов, который работает с частичным потоком охлаждающей жидкости;1) to increase the dimensions of the heat power plant due to the larger dimensions of the heat exchanger of the exhaust gas utilizer, which works with a partial flow of coolant;
2) сложности управления потоком охлаждающей жидкости, для чего требуется наличие двух вентилей2) the difficulty of controlling the flow of coolant, which requires two valves
3) движению охлаждающей жидкости через все элементы теплоэнергетической установки при работе двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.3) the movement of the coolant through all the elements of the heat power plant during operation of the internal combustion engine of the vehicle.
Из всего вышесказанного следует, что известные системы подогрева двигателей внутреннего сгорания транспортных средств имеют ряд недостатков, снижающих их эффективность и удобство применения.From the foregoing, it follows that the known heating systems of internal combustion engines of vehicles have a number of disadvantages that reduce their efficiency and ease of use.
Задачей данного изобретения является создание жидкостного подогревателя двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, имеющего простую конструкцию, более высокую тепловую эффективность, малые габариты и электронезависимость от аккумуляторных батарей транспортного средства.The objective of the invention is to provide a liquid heater for an internal combustion engine of a vehicle having a simple structure, higher thermal efficiency, small dimensions and electrical independence of vehicle batteries.
Жидкостный подогреватель транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор, теплообменник утилизатор теплоты отработанных газов, магистраль отработанных газов, гидролинии, жидкостный насос с электроприводом, обратный клапан, емкость с электронагревателем, рекуперативный теплообменник для охлаждения охлаждающей жидкости с электровентилятором, трехходовые краны с сервоприводом, при этом жидкостный насос с электроприводом при помощи гидролиний, по которым движется охлаждающая жидкость, последовательно соединен с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, в которую встроена емкость с электронагревателями и теплообменником-утилизатором теплоты отработанных газов, который соединен при помощи гидролинии с первым трехходовым краном с сервоприводом, установленным после обратного клапана на гидролинии, подводящей охлаждающую жидкость из двигателя внутреннего сгорания транспортного средства к гидролиниям радиатора отопителя транспортного средства и рекуперативного теплообменника охладителя охлаждающей жидкости с электровентилятором, второй трехходовой кран с сервоприводом установлен перед жидкостным насосом с электроприводом и соединяет отводящую и подводящую охлаждающую жидкость гидролинии с двигателем внутреннего сгорания транспортного средства, также по магистрали отработанных газов отработанные газы двигателя внутреннего сгорания подводятся к теплообменнику утилизатору их теплоты.The vehicle’s liquid heater contains an internal combustion engine, an electric generator, an exhaust gas heat exchanger, an exhaust gas line, hydraulic lines, an electric fluid pump, a non-return valve, a tank with an electric heater, a regenerative heat exchanger for cooling the cooling liquid with an electric fan, three-way valves with a servo drive, this is an electrically driven liquid pump with the help of hydraulic lines along which the coolant moves, the follower о is connected to the cooling system of the internal combustion engine, in which a tank with electric heaters and a heat exchanger-utilizer of heat of exhaust gases is built-in, which is connected via a hydraulic line to the first three-way valve with a servo-drive installed after the non-return valve on the hydraulic line supplying coolant from the internal combustion engine of the transport means for the radiator lines of the vehicle heater and the recuperative heat exchanger of the coolant cooler with electric with a fan, a second three-way valve with a servo drive is installed in front of the electric fluid pump and connects the exhaust and supply coolant of the hydraulic line to the vehicle’s internal combustion engine, and the exhaust gases of the internal combustion engine are supplied to the heat exchanger by their heat exchanger along the exhaust gas line.
На фиг.1 изображена схема жидкостного подогревателя двигателя внутреннего сгорания.Figure 1 shows a diagram of a liquid heater of an internal combustion engine.
Жидкостный подогреватель двигателя внутреннего сгорания содержит двигатель внутреннего сгорания 1, соединенный с электрогенератором 17, емкость с электронагревателями 2, теплообменник утилизатор теплоты отработанных газов 3, обратный клапан 4, трехходовые краны с сервоприводами 5 и 8, рекуперативный теплообменник охладитель охлаждающей жидкости с электровентилятором 6, жидкостный насос с электроприводом 7, магистраль отработанных газов 9, гидролинии 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16.The liquid heater of an internal combustion engine contains an internal combustion engine 1 connected to an electric generator 17, a container with electric heaters 2, a heat exchanger, an exhaust gas heat exchanger 3, a check valve 4, three-way valves with servos 5 and 8, a recuperative heat exchanger, a coolant cooler with an electric fan 6, liquid electric pump 7, exhaust gas line 9, hydraulic lines 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16.
Жидкостный подогреватель двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.The liquid heater of the internal combustion engine operates as follows.
При работе двигателя внутреннего сгорания 1 (фиг.1) электрогенератор 17 вырабатывает электроэнергию, которая предназначена для потребителей бортовой электросистемы транспортного средства (в первую очередь для зарядки его аккумуляторных батарей, питания жидкостного насоса с электроприводом 7, нагрева охлаждающей жидкости в емкости с электронагревателями 2). Жидкостный насос с электроприводом 7 подает охлаждающую жидкость к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1, в которую встроена емкость с электронагревателями 2. Поток охлаждающей жидкости, проходя через полости системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1, нагревается и поступает в емкость с электронагревателями 2. В емкости с электронагревателями 2 установлены трубчатые электронагреватели, которые можно подключать к электросети, как все сразу, так и по отдельности. Работой емкости с электронагревателями 2 управляет автоматическая система управления, которая включает их во время режима интенсивного прогрева двигателя внутреннего сгорания транспортного средства (на фиг. не показан) или во время предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания 1. В емкости с электронагревателями 2 поток охлаждающей жидкости дополнительно нагревается и направляется к теплообменнику-утилизатору теплоты отработанных газов 3. В свою очередь по магистрали отработанных газов 15 к теплообменнику утилизатору теплоты отработанных газов 3 подводится от двигателя внутреннего сгорания 1 отработанный газ. Утилизировав теплоту отработанных газов поток охлаждающей жидкости нагревается до конечной температуры в циркуляционном цикле и направляется к трехходовому крану 5 с сервоприводом. Трехходовой кран с сервоприводом 5 установлен на гидролинии 12 после обратного клапана 4, предотвращающего возврат охлаждающей жидкости на вход циркуляционного насоса с электроприводом 7. Работой трехходового крана с сервоприводом 5 управляет автоматическая система управления. В случае превышения температуры охлаждающей жидкости выше 90°C автоматическая система управления дает управляющий сигнал на трехходовой кран с сервоприводом 5 таким образом, что поток охлаждающей жидкости направляется по гидролинии 16 к теплообменнику охладителю охлаждающей жидкости с элетровентилятором, где ее теплота рассеивается в окружающий воздух. После теплообменника охладителя охлаждающей жидкости ее поток по гидролинии 16 подводится в гидролинию 13. Во всех остальных случаях трехходовой кран с сервоприводом 5 направляет поток охлаждающей жидкости по гидролинии 10 к радиатору отопителю транспортного средства (на фиг. не показан), а затем по гидролинии 11 отводится от него в гидролинию 13. Если температура окружающего воздуха выше 0°C, трехходовой кран с сервоприводом 8 перекрывает верхнюю часть гидролинии 14. В этом случае поток охлаждающей жидкости направляется по нижней части гидролинии 14 к жидкостному насосу с электроприводом 7. Таким образом, не допускается поступление потока охлаждающей жидкости в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по гидролинии 13. При температуре окружающего воздуха ниже 0°C, а также в случаях, когда требуется принудительный прогрев двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, автоматическая система управления перекрывает при помощи трехходового крана с сервоприводом 8 нижнюю часть гидролинии 14. В этом случае поток охлаждающей жидкости по гидролинии 13 поступает к двигателю внутреннего сгорания транспортного средства. При прогреве охлаждающей жидкости в двигателе внутреннего сгорания транспортного средства до 40°C трехходовой кран с сервоприводом 8 перекрывает верхнюю часть гидролинии 14, а нижнюю открывает. В результате поток охлаждающей жидкости начинает поступать только к жидкостному насосу с электроприводом 7, а прогрев двигателя внутреннего сгорания транспортного средства прекращается. Прогрев двигателя транспортного средства вновь возобновляется только при падении температуры охлаждающей жидкости в нем до 35°C путем перекрытия трехходовым краном с сервоприводом 8 верхней ветки гидролинии 14 и открытия ее нижней части.When the internal combustion engine 1 (Fig. 1), the electric generator 17 generates electricity, which is intended for consumers of the vehicle's electrical system (primarily to charge its batteries, power the liquid pump with electric 7, heat the coolant in a tank with electric heaters 2) . The electric fluid pump 7 delivers coolant to the cooling system of the internal combustion engine 1, in which a container with electric heaters 2 is built in. The flow of coolant passing through the cavities of the cooling system of the internal combustion engine 1 is heated and enters the tank with electric heaters 2. In the tank with electric heaters 2 installed tubular electric heaters that can be connected to the mains, both all at once, and separately. The operation of the tank with electric heaters 2 is controlled by an automatic control system that turns them on during intensive heating of the vehicle’s internal combustion engine (not shown in FIG.) Or during preheating of the internal combustion engine 1. In the tank with electric heaters 2, the coolant flow is additionally heated and goes to the heat exchanger-heat exchanger of the exhaust gas 3. In turn, along the exhaust gas line 15 to the heat exchanger the heat exchanger exhaust gas 3 fed from the internal combustion engine 1, the exhaust gas. Having utilized the heat of the exhaust gases, the coolant stream is heated to a final temperature in the circulation cycle and is sent to a three-way valve 5 with a servo drive. A three-way valve with servo 5 is installed on the hydraulic line 12 after the check valve 4, which prevents the return of coolant to the inlet of the electric circulation pump 7. The operation of the three-way valve with servo 5 is controlled by an automatic control system. If the temperature of the coolant exceeds 90 ° C, the automatic control system gives a control signal to the three-way valve with servo drive 5 so that the flow of coolant is directed via hydraulic line 16 to the heat exchanger of the coolant cooler with an electric fan, where its heat is dissipated into the surrounding air. After the heat exchanger of the coolant cooler, its flow through the hydraulic line 16 is fed into the hydraulic line 13. In all other cases, a three-way valve with a servo-drive 5 directs the flow of the cooling liquid through the hydraulic line 10 to the radiator of the vehicle heater (not shown), and then is diverted through the hydraulic line 11 from it to the hydraulic line 13. If the ambient temperature is higher than 0 ° C, a three-way valve with a servo actuator 8 blocks the upper part of the hydraulic line 14. In this case, the coolant flow is directed along the lower part of the hydraulic 14 to the electrically driven liquid pump 7. Thus, the flow of coolant into the cooling system of the internal combustion engine of the vehicle is not allowed via hydraulic line 13. At an ambient temperature below 0 ° C, as well as in cases where forced heating of the internal engine is required combustion vehicle, the automatic control system blocks with the help of a three-way valve with a servo drive 8 the lower part of the hydraulic line 14. In this case, the flow of coolant through the hydraulic inii 13 is supplied to the motor vehicle's internal combustion engine. When the coolant is warmed up in the vehicle’s internal combustion engine to 40 ° C, a three-way valve with servo drive 8 closes the upper part of the hydraulic line 14 and opens the lower one. As a result, the flow of coolant begins to flow only to the liquid pump with electric drive 7, and the heating of the internal combustion engine of the vehicle stops. Vehicle engine warming up again only resumes when the coolant temperature drops to 35 ° C by blocking the upper branch of hydraulic line 14 with a three-way valve with servo 8 and opening its lower part.
Во время работы двигателя транспортного средства в зависимости от температуры охлаждающей жидкости трехходовой кран с сервоприводом 8 может обеспечит движение его охлаждающей жидкости как через жидкостный подогреватель двигателя внутреннего сгорания по верхней части гидролинии 14, так и минуя его по гидролинии 12, обратный клапан 4, трехходовой кран с сервоприводом 5 к гидролинии 10 и далее к радиатору отопителю транспортного средства.During operation of the vehicle’s engine, depending on the temperature of the coolant, a three-way valve with a servo drive 8 can provide movement of its coolant both through the liquid heater of the internal combustion engine along the upper part of the hydraulic line 14, and bypassing it along the hydraulic line 12, check valve 4, three-way valve with a servo-drive 5 to the hydraulic line 10 and further to the radiator of the vehicle heater.
Заявленный жидкостный подогреватель двигателя внутреннего сгорания может быть использован в качестве вспомогательной энергетической установки на большегрузном автотранспорте, сельскохозяйственных машинах, строительно-дорожных машинах, тепловозах для производства тепловой и электрической энергии. Применение ее позволит повысить эффективность системы предпускового подогрева транспортного средства путем прогрева его охлаждающей жидкости и моторного масла, обеспечить его тепловой и электрической энергией во время длительных стоянок в холодное время года, а также расширить сервисные возможности при эксплуатации в любых климатических условиях.The claimed liquid heater of the internal combustion engine can be used as an auxiliary power unit for heavy vehicles, agricultural machinery, road construction vehicles, diesel locomotives for the production of thermal and electric energy. Its use will increase the efficiency of the vehicle’s pre-heating system by heating its coolant and engine oil, provide it with thermal and electric energy during long-term parking in the cold season, and also expand service capabilities during operation in any climatic conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147147/06A RU2535291C1 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Ice liquid heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147147/06A RU2535291C1 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Ice liquid heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2535291C1 true RU2535291C1 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=53285885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013147147/06A RU2535291C1 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Ice liquid heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535291C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758020C1 (en) * | 2021-01-11 | 2021-10-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Cogeneration plant |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2463858A1 (en) * | 1979-08-17 | 1981-02-27 | Jardinier Jean | Waste heat recovery system for heat engines - uses exhaust gases to drive turbine to circulate working fluid and drive heat pump compressor |
US4657290A (en) * | 1984-10-03 | 1987-04-14 | Linden Craig L | Co-generation plant module system |
SU1386738A1 (en) * | 1986-06-23 | 1988-04-07 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Geothermal power plant |
SU1399496A1 (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-30 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Device for facilitating the starting of internal combustion engine |
RU2421626C1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Heat power plant |
-
2013
- 2013-10-22 RU RU2013147147/06A patent/RU2535291C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2463858A1 (en) * | 1979-08-17 | 1981-02-27 | Jardinier Jean | Waste heat recovery system for heat engines - uses exhaust gases to drive turbine to circulate working fluid and drive heat pump compressor |
US4657290A (en) * | 1984-10-03 | 1987-04-14 | Linden Craig L | Co-generation plant module system |
SU1386738A1 (en) * | 1986-06-23 | 1988-04-07 | Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского | Geothermal power plant |
SU1399496A1 (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-30 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Device for facilitating the starting of internal combustion engine |
RU2421626C1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Heat power plant |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758020C1 (en) * | 2021-01-11 | 2021-10-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Cogeneration plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8739531B2 (en) | Hybrid power plant with waste heat recovery system | |
US8646262B2 (en) | Unit for recovering and converting the thermal energy of the exhaust gases of an internal combustion engine of a vehicle | |
CN101302958B (en) | Cooling device of internal combustion engine | |
CN103154488A (en) | Apparatus for utilizing waste heat from internal combustion engine | |
CN203809098U (en) | Bus engine energy-saving cooling system | |
EP2886820A1 (en) | System of recycling exhaust heat from internal combustion engine | |
CN101970824A (en) | Thermal management for improved engine operation | |
CN106252781A (en) | Traction battery thermal management algorithm and system | |
CN106837440A (en) | A kind of reheat-type organic Rankine cycle engine residual neat recovering system and control method | |
CN101214785A (en) | Water heating type warm-air device for intelligent automobile | |
CN102278230B (en) | Motor vehicle oil tank plastic pipe screen heater and diesel motor vehicle using same | |
RU2535291C1 (en) | Ice liquid heater | |
CN106284457B (en) | A kind of land leveller ultralow temperature activation system | |
RU2421626C1 (en) | Heat power plant | |
CN201723338U (en) | Vehicle diesel heating system | |
CN101353993B (en) | Intelligent heat exchange system of diesel | |
RU69929U1 (en) | DEVICE FOR MAINTAINING INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEMS IN HEATED AND FAILURE-FREE STARTING CONDITION | |
CN205841046U (en) | Fuel-firing preheating system | |
CN206144696U (en) | Car cold -starting running device | |
CN201148115Y (en) | Intelligent automobile water heating type air heater | |
CN112302780B (en) | Cooling system of marine diesel engine | |
RU127823U1 (en) | LIQUID COOLING SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND HEATING OF THE VEHICLE | |
CN103603753A (en) | Preheating system for diesel automobiles | |
CN102748187A (en) | Low-temperature cold start system of engine | |
CN201884180U (en) | Engine coolant heating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171023 |