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一种 发动机尾气余热利用的换热系统与装置

阅读：133发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，属制冷技术领域。针对发动机尾气余热温度高，目前没有得到有效利用，且随着电动车等新能源汽车的推广、减少电能消耗等多方面的应用背景，开发一种新型的尾气余热换热系统与装置，具体有两种方案，方案一与方案二的区别在于三个发生器的连接顺序发生变化，其余部分结构与连接都一致，该尾气余热换热系统与装置由发生器一、发生器二、发生器三、第一压力控制阀、第二压力控制阀、第三单向阀、冷凝器、第二减压阀、节流阀、蒸发器、第二单向阀、吸收器、水泵、水槽、溶液泵、第一单向阀、第一减压阀、手阀组成，由发动机尾气余热驱动，可在节约汽车能源消耗的同时实现车用空调制冷效果。，下面是一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其特征在于：所述发动机尾气余热利用的换热系统与装置有两种实施方案，方案一和方案二都包含有一次发生器、二次发生器、三次发生器(1)、第三单向阀(16)、冷凝器(15)、节流阀(14)、蒸发器(12)、第二单向阀(11)、吸收器(10)通过管道顺序连通构成的制冷剂循环回路；溶液循环回路由三次发生器一(1)出液口C(31)、冷凝器(15)、第二减压阀(13)、吸收器(10)、溶液泵(7)、第一单向阀(4)、第一减压阀(5)、手阀(6)、发生器二(2)、发生器三(3)、发生器一(1)进液口C(28)通过管道连通构成，由溶液泵(7)和第一单向阀(4)顺序连通的第一回流通路以及由第一减压阀(5)和手阀(6)顺序连通的第二回流通路构成两条回流通路，溶液循环回路由溶液泵(7)提供循环动力；由水槽(8)、水泵(9)、吸收器(10)通过管道顺序连通构成的冷却水循环回路；所述方案一与方案二的区别在于汽车尾气换热装置在方案一中为一次发生器，在方案二中为二次发生器；发动机冷却水套换热装置在方案一中为二次发生器，在方案二中为一次发生器，除此之外，方案一与方案二的其余部分结构与组成都相同；
所述方案一中二次发生器和方案二中一次发生器均为发动机冷却水套换热装置，可代替发动机冷却水套对发动机进行冷却，同时以发动机余热为其驱动热源，其顶部设置出汽口B(26)，两侧设置有进液口B(25)与出液口B(24)；
所述方案一中一次发生器和方案二中二次发生器均为一卧式壳管式换热器改进装置，顶部设置有出汽口A(22)，底部设置有吸收剂与制冷剂混合溶液进液口A(20)与出液口A(19)，混合溶液走壳程，被管程中的尾气加热，蒸发出的制冷剂蒸汽通过顶部出汽口A流出，两侧分别设置有尾气进口(23)与尾气出口(21)；
所述三次发生器(1)呈柱状，三次发生器(1)内设置有一加热盘管，底部为盘管入口端进汽口A(27)，盘管上端为出汽口C(29)，盘管内通过过热制冷剂蒸汽为三次发生器(1)提供热源来加热其腔内的吸收剂与制冷剂的混合溶液，从而使得混合溶液中的制冷剂以蒸汽的形式蒸出，从顶部出汽口D(30)流出，三次发生器(1)两侧分别设置有进液口C(28)与出液口C(31)；
所述制冷剂循环回路采用混合溶液-R134a组成的液体工质对，混合溶液对R134a有强烈的吸收能力，并且其与R134a的沸点相差很大，混合溶液在高浓度情况下工作时不会产生结晶现象；该混合溶液-R134a工质对无毒、高浓度不爆炸，对吸收式机组的金属材料无腐蚀作用，其化学稳定性和热稳定性较好，工作压力高于大气压，系统无需保持真空度且不受不凝性气体的影响；混合溶液-R134a工质对对吸收式制冷装置对运行环境要求低，可适应复杂多变的发动机运行环境，非常适合用于发动机余热资源回收利用装置。
2.根据权利要求1所述的一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其特征在于：所述方案一与方案二的区别在于方案一中发生器二(2)作为二次发生器，发生器三(3)作为一次发生器；方案二中发生器三(3)作为二次发生器，发生器二(2)作为一次发生器，除此之外，方案一与方案二的其余部分结构与组成都相同；所述发生器二(2)为发动机冷却水套换热装置；所述发生器三(3)为一卧式壳管式换热器改进装置。
3.根据权利要求2所述的一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其特征在于：所述方案一包括发生器三(3)作为一次发生器，其为一尾气壳管式换热装置，壳体上设有出汽口A(22)、进液口A(20)以及与二次发生器相连的出液口A(19)，通过发动机尾气加热，壳体两侧分别为发动机尾气进口(23)和尾气出口(21)；所述发生器二(2)作为二次发生器，其为一发动机冷却水套换热装置，其代替发动机冷却水套，顶部设置出汽口B(26)，两侧设置有与一次发生器出液口A(19)通过管道连通的进液口B(25)以及与三次发生器(1)相连的出液口B(24)；所述发生器一(1)作为三次发生器(1)，其呈柱状，腔体中设置有加热盘管，盘管下端为与一次发生器出汽口A(22)通过管道连通的进汽口A(27)，上端为出汽口C(29)，盘管中流通制冷剂蒸汽来加热腔体中的混合溶液，三次发生器(1)顶端设置有出汽口D(30)，其侧面通有与二次发生器出液口B(24)通过管道连通的进液口C(28)以及出液口C(31)；所述吸收器(10)呈柱状，内部从上到下依次为吸收剂喷射装置(35)和立式降膜吸收器(34)，降膜器下端设置有进汽口B(37)，吸收器底部设置有出液口D(32)；装置中设有水槽(8)、水泵(9)，其与吸收器中的立式降膜吸收器(34)通过管道连通构成冷却水循环回路，由水泵提供冷却水循环动力；三次发生器(1)的出液口C(31)、冷凝器(15)、第二减压阀(13)、吸收器(10)、溶液泵(7)、第一单向阀(4)、两条首尾连通的回流通路、一次发生器、二次发生器、三次发生器(1)进液口C(28)通过管道顺序连通构成溶液循环回路，由溶液泵(7)提供循环动力，吸收剂为有机分子与离子液体的混合溶液；三次发生器(1)的出汽口C(29)、出汽口D(30)与二次发生器的出汽口B(26)通过管道连通为一个总的出汽口，其与第三单向阀(16)、冷凝器(15)、节流阀(14)、蒸发器(12)、第二单向阀(11)、吸收器的进汽口B(37)通过管道顺序连通构成制冷剂循环回路，制冷剂为R134a；所述方案一中在二次发生器的出汽口B(26)和三次发生器(1)的出汽口D(30)处分别设置有第一压力控制阀(17)和第二压力控制阀(18)，压力控制器控制与各自连通的发生器中的压力状况，当发生器中压力达到设定压力时，压力控制器打开使得制冷剂蒸汽通过，当发生器中压力低于设定压力时，压力控制器关闭使得通路断开，以此来保证发生器中压力稳定，从而保持系统正常运行；所述方案一中的立式降膜吸收器(34)安装于吸收器(10)内部通过侧壁的循环水入口(33)和循环水出口(36)与水泵(9)和水(8)槽连通；所述节流阀(14)采用毛细管、膨胀阀或其他节流装置；所述冷凝器(15)采用双通道的板翅式换热器、管翅式换热器或其他类型的双通道换热器，吸收剂和制冷剂分别在两条通道中冷却与冷凝；所述蒸发器(12)为管翅式换热器或其他类型的换热器，制冷剂在蒸发器中吸收环境温度蒸发实现制冷效果。
4.根据权利要求1所述的一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其特征在于：所述方案二的发生器二(2)作为一次发生器，其为一发动机冷却水套换热装置，由发动机余热加热，顶部设置出汽口B(26)，两侧分别设置有进液口B(25)以及与二次发生器通过管道连通的出液口B(24)；所述发生器三(3)作为二次发生器，其为一尾气换热装置，顶部设置有出汽口A(22)，底部设置有与一次发生器出液口B(24)通过管道连通的进液口A(20)以及与三次发生器(1)通过管道连通的出液口A(19)，两侧分别为尾气进口(23)与尾气出口(21)，通过尾气加热提供能量；所述发生器一(1)作为三次发生器(1)，其呈柱状，腔体中设置有盘管，盘管下端为与一次发生器出汽口B(26)通过管道连通的进汽口A(27)，盘管上端为出汽口C(29)，盘管中流通有过热制冷剂蒸汽，为三次发生器(1)提供能量，三次发生器(1)顶部设置有出汽口D(30)，侧面分别设置有与二次发生器出液口A(19)通过管道连通的进液口C(28)以及出液口C(31)；方案二中的吸收器(10)结构、冷却水循环回路结构以及溶液循环回路结构与方案一相同；三次发生器(1)的出汽口C(29)、出汽口D(30)与二次发生器的出汽口A(22)通过管道连通为一个总的出汽口，其与第三单向阀(16)、冷凝器(15)、节流阀(14)、蒸发器(12)、第二单向阀(11)、吸收器的进汽口B(37)通过管道顺序连通构成制冷剂循环回路；所述方案二中在二次发生器的出汽口A(22)处设置有第一压力控制器(17)，在三次发生器(1)的出汽口D(30)出设置有第二压力控制器(18)；所述方案二中的溶液回流回路、节流阀(14)、冷凝器(15)以及蒸发器(12)的结构与形式均与方案一相同。
5.根据权利要求1所述的一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其特征在于：在溶液循环回路中，溶液在由吸收器(10)流到一次发生器的通路中，低压浓溶液经溶液泵(7)加压后泵入一次发生器，溶液泵(7)的运行频率与冷凝器(15)到吸收器(10)间的第二减压阀(13)的开度有着密切的关系；为了维持一次发生器与吸收器(10)间的正常工作压差，第二减压阀(13)的开度不能太大，而在此情况下溶液泵(7)就需要使用较高频率才能将吸收剂与制冷剂的混合溶液泵入一次发生器，但溶液泵(7)较高的频率会使得吸收器(10)中的混合溶液快速泵完，在吸收器(10)中发生空液的现象；为防止这一现象，故在吸收器出液口D(32)与一次发生器进液口A(20)(方案二为进液口B(25))之间设置一溶液回流回路，由溶液泵(7)与第一单向阀(4)通过管道顺序连通的第一回流通路和由第一减压阀(5)与手阀(6)通过管道顺序连通的第二回流通路首尾相连所组成，当混合溶液在经过第一单向阀(4)后，其中一部分经过第二回流通路重新与吸收器底部出液口D(32)中的溶液相混合，如此循环往复从而避免吸收器(10)出现空液现象。
6.根据权利要求1所述的一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其特征在于：所述溶液循环回路中的溶液回流回路由两条首尾连通的回流通路构成，两条回流通路分别为由溶液泵(7)、第一单向阀(4)顺序连通的第一回流通路，以及由第一减压阀(5)、手阀(6)顺序连通的第二回流通路，溶液循环回路由溶液泵(7)提供循环动力；在溶液循环过程中，为了防止吸收器出现空液的现象，当低压高浓度的混合溶液由吸收器出液口D(32)流出在进入一次发生器之前，要先通过一个溶液回流回路，低压高浓度的混合溶液在经过由溶液泵(7)和第一单向阀(4)组成第一回流通路后，其中一部分会经过由第一减压阀(5)和手阀(6)构成的第二回流通路重新与出液口D(32)流出的混合溶液相汇合，从而避免吸收器出现空液的现象。

说明书全文

一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发动机尾气余热利用装置，具体地说，是涉及一种利用发动机尾气余热和发动机汽缸余热的新型吸收式余热发生器和过热器，提高余热利用效率和余热利用吸收式制冷装置效率的系统与装置。

背景技术

[0002] 发动机燃烧室燃烧温度可高达1700～2500℃，直接与高温气体接触的汽缸盖、汽缸壁，以及排气管等都需要采取适当的冷却措施，且研究表明，随发动机排气管直接排放的热量占燃烧热量的30％以上，对其尾气余热加以开发和利用，对节能减排意义非凡，同时新能源汽车，以及其他新能源发动机等的推广和普及，均需要提高能源利用效率，而利用发动机汽缸余热和尾气余热的新型吸收式制冷空调系统就可以有效地利用余热资源，实现汽车空调系统的制冷空调效果，同时，还能够大幅度减少燃料的消耗和环境污染等负面效应。

[0003] 目前较为普遍的吸收式制冷机普遍采用溴化锂溶液或氨水溶液作为工质对，其对于工作环境的要求较高，且工作在负压状态，汽车运行环境复杂多变，较难满足其要求，使得汽车空调系统的可靠性大受影响，因此常规溶液不宜作为未来汽车空调吸收式制冷空调工作对。本发明研发的发动机尾气余热利用换热装置为新型新工质对微型车载吸收式制冷装置的关键设备之一，采用汽车空调通用的R134a作为制冷工质，环境友好，蒸发压力大约为4kgf/cm2,大大提高了系统的可靠性，且有利于提高新型吸收式制冷设备的制冷效率。

[0004] 而专利号为ZL200710026994.4公开文件号为CN100453927C发明专利说明书公开了一种利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置用的尾气换热器，该尾气换热器是在利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置的基础上，在其他热发生器的壳程汽液进出口外接有尾气换热器，为管壳式蒸汽发生器，在尾气换热器与余热发生器之间还接有汽液分离器，主要用于渔船上利用尾气余热的氨水吸收式制冷装置，以及其他发动机尾气余热的制冷装置。

[0005] 从上述公开文件中可以看出，该发明是利用发动机尾气余热的氨水吸收式制冷装置中的关键设备之一，通过该尾气换热器为余热发生器提供所需要的热源，也即是二次热源的利用，这样由于传热热阻等多方面影响，势必降低余热的利用效率，且使得系统结构异常复杂，不利于充分利用发动机的余热资源，也不能实现发动机尾气余热资源的多效利用，并使得系统结构复杂。

[0006] 另外，随着电动汽车等新能源汽车的推广应用，有效提高其单次充电行驶里程，减少其电能消耗，提高发动机和电动机的综合效率，都需要开发一种新型的尾气余热利用系统与装置。故本发明就采用新的思路、新的技术原理和新的结构形式，针对大量的发动机尾气余热资源未被有效利用这一重要背景，提出一种新型高效发动机尾气余热资源的有效利用方法和装置。

发明内容

[0007] 本发明需解决的技术问题是：针对发动机尾气余热温度高，且到目前为止均没有得到有效利用，而随着纯电动和混合动力等新能源汽车的推广，减少电能消耗、有效增加单位行驶里程等多方面的应用背景，开发一种新型的尾气余热换热系统与装置，可在节约汽车能源消耗的同时实现车用空调制冷效果，此外，还能减少燃料消耗产生的环境污染问题。

[0008] 本发明的技术方案为：一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其系统部件装配结构简单、易操作，可有效利用车载空间，实现分布式布置，可在实现车载空调制冷效果的同时节约汽车能耗。本发明由发生器一、发生器二、发生器三、第一压力控制器、第二压力控制器、第三单向阀、冷凝器、第二减压阀、节流阀、蒸发器、第二单向阀、吸收器、水泵、水槽、溶液泵、第一单向阀、第一减压阀、手阀以及管道等辅助装置组成，由发动机尾气余热和汽缸余热资源驱动。

[0009] 本发明具体有两种实施方案，方案一和方案二都包含有由发生器一、发生器二、发生器三、第三单向阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、第二单向阀、吸收器通过管道顺序连通构成的制冷剂循环回路；由发生器一、冷凝器、第二减压阀、吸收器、溶液泵、第一单向阀、第一减压阀、手阀、发生器二、发生器三通过管道顺序连通构成的溶液循环回路；由水槽、水泵、吸收器通过管道顺序连通构成的冷却水循环回路。方案一与方案二的区别在于：方案一中发生器二作为二次发生器，发生器三作为一次发生器；方案二中发生器三作为二次发生器，发生器二作为一次发生器。除此之外，方案一与方案二的其余部分结构与组成都相同，以下对两种方案进行具体介绍。

[0010] 方案一：所述发生器三作为一次发生器，其为一尾气壳管式换热装置，壳体上设有出汽口A、进液口A以及与二次发生器相连的出液口A，通过发动机尾气加热，壳体两侧分别为发动机尾气进口和尾气出口；所述发生器二作为二次发生器，其为一发动机冷却水套换热装置，代替发动机冷却水套，顶部设置出汽口B，两侧设置有与一次发生器出液口A通过管道连通的进液口B以及与三次发生器相连的出液口B；所述发生器一作为三次发生器，其呈柱状，腔体中设置有加热盘管，盘管下端为与一次发生器出汽口A通过管道连通的进汽口A，上端为出汽口C，盘管中流通制冷剂蒸汽来加热腔体中的混合溶液，三次发生器顶端设置有出汽口D，其侧面通有与二次发生器出液口B通过管道连通的进液口C以及出液口C；所述吸收器呈柱状，内部从上到下依次为吸收剂喷射装置和立式降膜吸收器，降膜器下端设置有进汽口B，吸收器底部设置有出液口D；装置中设有水槽、水泵，其与吸收器中的立式降膜吸收器通过管道连通构成冷却水循环回路，由水泵提供冷却水循环动力；三次发生器的出液口C、冷凝器、第二减压阀、吸收器、溶液泵、第一单向阀、第一减压阀、手阀、一次发生器、二次发生器、三次发生器进液口C通过管道顺序连通构成溶液循环回路，由溶液泵提供循环动力，吸收剂为有机分子与离子液体的混合溶液；三次发生器的出汽口C、出汽口D与二次发生器的出汽口B通过管道连通为一个总的出汽口，其与第三单向阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、第二单向阀、吸收器的进汽口B通过管道顺序连通构成制冷剂循环回路，制冷剂为R134a。

[0011] 所述方案一的溶液循环回路中设有溶液泵和第一单向阀通过管道顺序连通的第一回流通路，以及由第一减压阀和手阀通过管道顺序连通构成的第二回流通路，两条回流通路首尾连通构成了溶液回流回路。

[0012] 所述方案一中在二次发生器的出汽口B和三次发生器的出汽口D处分别设置有第一压力控制阀和第二压力控制阀，压力控制器控制与各自连通的发生器中的压力状况，当发生器中压力达到设定压力时，压力控制器打开使得制冷剂蒸汽通过，当发生器中压力低于设定压力时，压力控制器关闭使得通路断开，以此来保证发生器中压力稳定，从而保持系统正常运行。

[0013] 所述方案一中的立式降膜吸收器安装于吸收器内部通过侧壁的循环水入口和循环水出口与水泵和水槽连通。所述节流阀采用毛细管、膨胀阀或其他节流装置。所述冷凝器采用双通道的板翅式换热器、管翅式换热器或其他类型的双通道换热器，吸收剂和制冷剂分别在两条通道中冷却与冷凝。所述蒸发器为管翅式换热器或其他类型的换热器，制冷剂在蒸发器中吸收环境温度蒸发实现制冷效果。

[0014] 方案二：方案二与方案一的区别在于三个发生器的连接顺序发生变化，其余部分结构与连接都一致。所述发生器二作为一次发生器，其为一发动机冷却水套换热装置，由发动机余热加热，顶部设置出汽口B，两侧分别设置有进液口B以及与二次发生器通过管道连通的出液口B；所述发生器三作为二次发生器，其为一尾气换热装置，顶部设置有出汽口A，底部设置有与一次发生器出液口B通过管道连通的进液口A以及与三次发生器通过管道连通的出液口A，两侧分别为尾气进口与尾气出口，通过尾气加热提供能量；所述发生器一作为三次发生器，其呈柱状，腔体中设置有盘管，盘管下端为与一次发生器出汽口B通过管道连通的进汽口A，盘管上端为出汽口C，盘管中流通有过热制冷剂蒸汽，为三次发生器提供能量，三次发生器顶部设置有出汽口D，侧面分别设置有与二次发生器出液口A通过管道连通的进液口C以及出液口C；方案二中的吸收器结构、冷却水循环回路结构以及溶液循环回路结构与方案一相同；三次发生器的出汽口C、出汽口D与二次发生器的出汽口A通过管道连通为一个总的出汽口，其与第三单向阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、第二单向阀、吸收器的进汽口B通过管道顺序连通构成制冷剂循环回路。

[0015] 所述方案二中在二次发生器的出汽口A处设置有第一压力控制器，在三次发生器的出汽口D处设置有第二压力控制器。

[0016] 所述方案二中的溶液回流回路、节流阀、冷凝器以及蒸发器的结构与形式均与方案一相同。

[0017] 由上述技术方案可知，本发明采用有机分子与离子液体的混合溶液-R134a组成的液体工质对，有机分子与离子液体的混合溶液对R134a有强烈的吸收能力，并且其与R134a的沸点相差很大，混合溶液在高浓度情况下工作时不会产生结晶现象。该有机分子与离子液体的混合溶液-R134a工质对无毒、高浓度不爆炸，对吸收式机组的金属材料无腐蚀作用，其化学稳定性和热稳定性较好，工作压力高于大气压，系统无需保持真空度且不受不凝性气体的影响。有机分子与离子液体的混合溶液-R134a工质对对吸收式制冷装置对运行环境要求低，可适应复杂多变的发动机运行环境，非常适合用于发动机余热资源回收利用装置。

[0018] 在溶液循环回路中，溶液在由吸收器流到一次发生器的通路中，低压浓溶液经溶液泵加压后泵入一次发生器，溶液泵的运行频率与冷凝器到吸收器间的第二减压阀的开度有着密切的关系。为了维持一次发生器与吸收器间的正常工作压差，第二减压阀的开度不能太大，而在此情况下溶液泵就需要使用较高频率才能将吸收剂与制冷剂的混合溶液泵入一次发生器，但溶液泵较高的频率会使得吸收器中的混合溶液快速泵完，在吸收器中发生空液的现象。为防止这一现象，故在吸收器出液口D与一次发生器进液口A(方案二为进液口B)之间设置一溶液回流回路，由溶液泵与第一单向阀通过管道顺序连通的第一回流通路和由第一减压阀与手阀通过管道顺序连通的第二回流通路首尾相连所组成，当混合溶液在经过第一单向阀后，其中一部分经过第二回流通路重新与吸收器底部出液口D中的溶液相混合，如此循环往复从而避免吸收器出现空液现象。

[0019] 综上所述，本发明提供的发动机尾气余热利用的换热系统与装置，以发动机余热及汽车尾气余热为驱动热源，可有效回收利用车载余热，降低发动机能耗；该装置体积小、结构紧凑，三个发生器的装配结构简单、易操作，可有效利用车载空间，实现分布式布置，大大减小了装置本身的体积；本装置装配在汽车上时可代替汽车空调，节省用于汽车空调的油耗，达到节能的目的；本装置采用的有机分子与离子液体的混合溶液-R134a组成的液体工质对，该工质对对运行环境要求低，可在常压下安全运行，并且对设备无腐蚀作用。附图说明

[0020] 图1为本发明方案一提供的发动机尾气余热利用的换热系统与装置回路示意图。

[0021] 图2为本发明方案二提供的发动机尾气余热利用的换热系统与装置回路示意图。

[0022] 图3为方案一中一次发生器的结构示意图(方案二中为二次发生器)。

[0023] 图4为方案一中二次发生器的结构示意图(方案二中为一次发生器)。

[0024] 图5为三次发生器的结构示意图。

[0025] 图6为吸收器的结构示意图。

[0026] 其中，1-发生器一，2-发生器二，3-发生器三，4-第一单向阀，5-第一减压阀，6-手阀，7-溶液泵，8-水槽，9-水泵，10-吸收器，11-第二单向阀，12-蒸发器，13-第二减压阀，14-节流阀，15-冷凝器，16-第三单向阀，17-第一压力控制器，18-第二压力控制器，19-出液口A，20-进液口A，21-尾气出口，22-出汽口A，23-尾气进口，24-出液口B，25-进液口B，26-出汽口B，27-进汽口A，28-进液口C，29-出汽口C，30-出汽口D，31-出液口C，32-出液口D，33-循环水入口，34-立式降膜吸收器，35-吸收剂喷射装置，36-循环水出口，37-进汽口B。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细具体说明，本发明的内容不局限于以下实施例。

[0028] 本发明提供的发动机尾气余热利用的换热系统与装置，其结构如图1和图2所示，包括发生器一1、发生器二2、发生器三3、第一压力控制器17、第二压力控制器18、第三单向阀16、冷凝器15、第二减压阀13、节流阀14、蒸发器12、第二单向阀11、吸收器10、水泵9、水槽8、溶液泵7、第一单向阀4、第一减压阀5、手阀6，本实施例采用的节流装置14为毛细管，其规格为内径0.6～2.5mm，冷凝器为双通道板翅式换热器，蒸发器为管翅式换热器；

[0029] 所述发生器三3为一卧式壳管式换热器改进装置，其结构如图3所示，顶部设置有出汽口A22，底部设置有吸收剂与制冷剂混合溶液进液口A20与出液口A19，混合溶液走壳程，被管程中的尾气加热，蒸发出的制冷剂蒸汽通过顶部出汽口A流出，3两侧分别设置有尾气进口23与尾气出口21；

[0030] 所述发生器二2结构如图4所示，其为发动机冷却水套换热装置，可代替发动机冷却水套对发动机进行冷却，同时以发动机余热为其驱动热源，其顶部设置出汽口B26，两侧设置有进液口B25与出液口B24；

[0031] 所述发生器一1呈柱状，其结构如图5所示，其内设置有一加热盘管，底部为盘管入口端进汽口A27，盘管上端为出汽口C29，盘管内通过过热制冷剂蒸汽为发生器一1提供热源来加热其腔内的吸收剂与制冷剂的混合溶液，从而使得混合溶液中的制冷剂以蒸汽的形式蒸出，从顶部出汽口D30流出，其两侧分别设置有进液口C28与出液口C31；

[0032] 所述吸收器10呈柱状，其结构如图6所示，顶部设置有吸收剂喷射装置35，腔体中装配有立式降膜吸收器34，降膜器紧贴吸收器内侧壁，侧壁下端设有与降膜器连通的循环水入口33，上端设有与降膜器连通的循环水出口36，吸收器底部设置有出液口D32，靠近底部设置有进汽口B37，进汽口B直通到立式降膜吸收器正下方的位置。

[0033] 下面对本发明提供的发动机尾气余热利用的换热系统与装置的具体工作原理进行详细说明，参见附图1和附图2，本发明提供的发动机尾气余热利用的换热系统与装置中存在三个循环回路，分别为：

[0034] 1、溶液循环回路(图1和图2所示)，由发生器一1出液口C31、冷凝器15、第二减压阀13、吸收器10、溶液泵7、第一单向阀4、第一减压阀5、手阀6、发生器二2、发生器三3、发生器一进液口C28通过管道连通构成，由溶液泵7和第一单向阀4顺序连通的第一回流通路以及由第一减压阀5和手阀6顺序连通的第二回流通路共同构成两条首尾连通的回流通路，溶液循环回路由溶液泵7提供循环动力；溶液循环的具体过程为：

[0035] 方案一：发生器一1中高压低浓度的吸收剂和制冷剂混合溶液经过出液口C31后流入冷凝器15，在冷凝器15中冷凝后经第二减压阀13减压后经吸收剂喷射装置35喷射进入吸收器10，在立式降膜吸收器34中降膜吸收由降膜器底端上升的制冷剂蒸汽变为低压高浓度的混合溶液，此混合溶液经吸收器底端出液口D32流出经过溶液泵7加压后变为高压高浓度的混合溶液，之后再经第一单向阀4由进液口A20进入发生器三3，在发生器三3中经尾气加热蒸出一部分制冷剂蒸汽后从出液口A19流出通过管路经进液口B25流入发生器二2，在发生器二2中经发动机余热再次加热蒸出一部分制冷剂蒸汽后由出液口B24流出，通过管路由进液口C28进入发生器一1，在发生器一1中由发生器三3中蒸出的过热制冷剂蒸汽再次加热后变为高压低浓度的混合溶液，之后再从出液口C31流出从而完成整个溶液循环；

[0036] 方案二：发生器一1中高压低浓度的混合溶液经过出液口C31流出，通过管路流入冷凝器15冷凝，之后经第二减压阀13减压后从吸收器10顶端的吸收剂喷射装置35进入吸收器10，在吸收器中吸收制冷剂蒸汽变为低压高浓度混合溶液后从吸收器底端出液口D32流出经过溶液泵7加压变为高压高浓度的混合溶液，之后再经第一单向阀4由进液口B25进入发生器二2，在发生器二2中经发动机余热加热蒸出部分制冷剂蒸汽后从出液口B24流出，通过管路由进液口A20进入发生器三3，在发生器三3中由尾气加热再蒸出部分制冷剂蒸汽后由出液口A19流出通过管路从进液口C28进入发生器一1，从而完成溶液循环回路；

[0037] 在溶液循环过程中，为了防止吸收器出现空液的现象，当低压高浓度的混合溶液由吸收器出液口D32流出在进入一次发生器之前，要先通过一个溶液回流回路，低压高浓度的混合溶液在经过由溶液泵7和第一单向阀4组成第一回流通路后，其中一部分会经过由第一减压阀5和手阀6构成的第二回流通路重新与出液口D32流出的混合溶液相汇合，从而避免吸收器出现空液的现象；

[0038] 2、制冷剂循环回路，由发生器二2出汽口B26(方案二为发生器三3出汽口A22)、第一压力控制器17、发生器一出汽口C29、出汽口D30、第二压力控制器18、第三单向阀16、冷凝器15、节流阀14、蒸发器12、第二单向阀11、进汽口B37通过管道顺序连通构成，具体循环方式为：方案一中发生器二2中蒸出的制冷剂蒸汽通过出汽口B26(方案二中为发生器三3中的制冷剂蒸汽通过出汽口A22)后经过第一压力控制器17与发生器一1中由出汽口D30流出的经过第二压力控制器18的制冷剂蒸汽相混合后，再与由发生器三3出汽口A22(方案二中为由发生器二2出汽口B26)流出后经进汽口A27进入发生器一1加热其中混合溶液后从出汽口C29流出的制冷剂蒸汽相混合，成为一个总的制冷剂蒸汽支路后经第三单向阀16进入冷凝器冷凝变为制冷剂液体，之后再经节流阀14节流后进入蒸发器12，在蒸发器中吸收环境热量蒸发为制冷剂蒸汽，同时产生制冷效果，之后再经第二单向阀11由进汽口B37进入吸收器10，在吸收器10中被吸收剂降膜吸收后随混合溶液回到发生器中，从而完成制冷剂循环回路；

[0039] 3、冷却水循环回路，由水槽8、水泵9、立式降膜吸收器34通过管道连通构成，水槽8中的冷却水经水泵9加压后由循环水入口33泵入立式降膜吸收器34，在降膜器中吸收降膜吸收时所放出的热量，从而增大吸收效率，之后从循环水出口36流出立式降膜吸收器再回到水槽，完成冷却水循环回路。

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一种发动机尾气余热利用的换热系统与装置

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