发动机余热制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种发动机余热制冷系统，包括排气汽化器、蒸汽涡轮、压气机和制冷涡轮，所述排气汽化器的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气汽化器的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮的工质入口连通，所述蒸汽涡轮的工质出口经冷凝冷却器与液体加压泵的液体入口连通，所述液体加压泵的液体出口与所述排气汽化器的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮对所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷涡轮的工质入口连通，所述制冷涡轮的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。本发明专利技术所公开的发动机余热制冷系统结构简单、成本低、效率高。

【技术实现步骤摘要】
发动机余热制冷系统
本专利技术涉及制冷领域，特别是一种发动机余热制冷系统。
技术介绍
利用发动机余热是一种变相提高发动机能源利用率的有效途径，目前有利用发动机的余热进行吸收式制冷、引射式制冷、发电、发电再制冷或进行动力耦合的技术，这些方案都相对复杂。冷热电三连供是有效提高发动机能源利用率的重要途径，在冷热电连供方案中供热和供电都是成熟技术，如果能够专利技术一种有效且结构简单的系统利用发动机的余热进行制冷将具有重大意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了如下技术方案：方案1：一种发动机余热制冷系统，包括排气汽化器、蒸汽涡轮、压气机和制冷涡轮，所述排气汽化器的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气汽化器的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮的工质入口连通，所述蒸汽涡轮的工质出口经冷凝冷却器与液体加压泵的液体入口连通，所述液体加压泵的液体出口和所述排气汽化器的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮对所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷涡轮的工质入口连通，所述制冷涡轮的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。方案2：在方案1的基础上，所述发动机余热制冷系统还包括发动机冷却水道汽化分离器，所述发动机冷却水道汽化分离器的液体出口经循环加压泵与发动机冷却水道的入口连通，所述发动机冷却水道的出口经节流控制阀或经节流结构与所述发动机冷却水道汽化分离器的高温流体入口连通，所述发动机冷却水道汽化分离器的气体出口与附属蒸汽涡轮的工质入口连通，所述附属蒸汽涡轮的工质出口经附属冷凝冷却器与附属液体加压泵的液体入口连通，所述附属加压泵的液体出口与所述发动机冷却水道汽化分离器的液体入口连通或与所述发动机冷却水道连通，所述附属蒸汽涡轮对附属压气机输出动力，所述附属压气机的压缩气体出口经附属排热器与附属制冷涡轮的工质入口连通，所述附属制冷涡轮的工质出口经附属吸热器与所述附属压气机的待压气体入口连通。方案3：在方案1或方案2的基础上，在所述蒸汽涡轮的工质出口和所述冷凝冷却器之间的连通通道上设回热器，所述液体加压泵的液体出口与所述回热器的被加热流体通道的工质入口连通，所述回热器的被加热流体通道的工质出口与所述排气汽化器的被加热流体通道的工质入口连通。方案4：一种发动机余热制冷系统，包括排气汽化器、蒸汽涡轮、压气机和制冷涡轮，所述排气汽化器的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气汽化器的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮的工质入口连通，所述蒸汽涡轮的工质出口经冷凝冷却器与发动机冷却水道的工质入口连通，所述发动机冷却水道的工质出口经液体加压泵与所述排气汽化器的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮对所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷涡轮的工质入口连通，所述制冷涡轮的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。方案5：本专利技术中，在上述所有技术方案中，都可以选择性地将所述压气机和所述制冷涡轮所构成的循环中的工质设为设为二氧化碳、氟利昂134A或设为氨气。方案6：本专利技术中，在上述所有技术方案中，都可以选择性地使所述制冷涡轮对外输出动力。方案7：本专利技术中，在上述所有技术方案中，都可以选择性地将所述蒸汽涡轮、所述压气机和所述制冷涡轮共轴设置。方案8：在方案7的基础上，所述蒸汽涡轮、所述压气机和所述制冷涡轮的共同动力轴对外输出动力。方案9：在上述所有包括所述附属压气机的方案中的任一方案的基础上，所述附属压气机和所述附属制冷涡轮所构成的循环中的工质设为二氧化碳、氟利昂134A或设为氨气。方案10：本专利技术中，在上述所有设有所述附属制冷涡轮的结构中，都可以选择性地使所述附属制冷涡轮对外输出动力。方案11：在上述所有包括所述附属压气机的方案中的任一方案的基础上，所述附属蒸汽涡轮、所述附属压气机和所述附属制冷涡轮共轴设置。方案12：在方案11的基础上，所述附属蒸汽涡轮、所述附属压气机和所述附属制冷涡轮的共同动力轴对外输出动力。方案13：一种发动机余热制冷系统，包括排气热交换器、热涡轮、热压气机、压气机和制冷涡轮，所述排气热交换器的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气热交换器的被加热流体通道的工质出口与所述热涡轮的工质入口连通，所述热涡轮的工质出口经冷却器与所述热压气机的工质入口连通，所述热压气机的工质出口与所述排气热交换器的被加热流体通道的工质入口连通，所述热涡轮对所述热压气机和所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷涡轮的工质入口连通，所述制冷涡轮的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。方案14：在方案13的基础上，所述热涡轮和所述热压气机所构成的循环系统内的循环工质设为惰性气体。方案15：在方案13或方案14的基础上，所述压气机和所述制冷涡轮所构成的循环系统内的循环工质设为二氧化碳、氟利昂134A或设为氨气。方案16：在方案13至方案15中任一方案的基础上，在所述热涡轮的工质出口和所述冷却器之间的连通通道上设回热器，所述热压气机的工质出口经所述回热器的被加热流体通道与所述排气热交换器的被加热流体通道的工质入口连通。方案17：一种发动机余热制冷系统，包括发动机余热汽化器、蒸汽涡轮、压气机和制冷膨胀单元，所述发动机余热汽化器的加热流体通道与发动机余热流体通道连通，所述发动机余热汽化器的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮的工质入口连通，所述蒸汽涡轮的工质出口经冷凝冷却器与液体加压泵的液体入口连通，所述液体加压泵的液体出口与所述发动机余热汽化器的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮对所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷膨胀单元的工质入口连通，所述制冷膨胀单元的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。方案18：一种发动机余热制冷系统，包括发动机余热汽化器、蒸汽涡轮、压气机和制冷膨胀单元，所述发动机余热汽化器的加热流体通道设为发动机冷却水道，所述发动机余热汽化器的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮的工质入口连通，所述蒸汽涡轮的工质出口经冷凝冷却器与液体加压泵的液体入口连通，所述液体加压泵的液体出口与所述发动机余热汽化器的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮对所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷膨胀单元的工质入口连通，所述制冷膨胀单元的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。方案19：一种发动机余热制冷系统，包括发动机余热汽化器、蒸汽涡轮、压气机和制冷膨胀单元，所述发动机余热汽化器的被加热流体通道设为与发动机冷却水道连通的排气汽化器的被加热流体通道，所述发动机余热汽化器的加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮的工质入口连通，所述蒸汽涡轮的工质出口经冷凝冷却器与液体加压泵的液体入口连通，所述液体加压泵的液体出口与所述发动机冷却水道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮对所述压气机输出动力，所述压气机的压缩气体出口经排热器与所述制冷膨胀单元的工质入口连通，所述制冷膨胀单元的工质出口经吸热器与所述压气机的待压气体入口连通。方案20：一种发动机余热制冷系统，包括发动机余热加热器、动力涡轮、制冷循环压气机和制冷膨胀单元，所述发动机余热加热器的加热流体通道与发动机余热流体通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机余热制冷系统，包括排气汽化器（1）、蒸汽涡轮（2）、压气机（3）和制冷涡轮（4），其特征在于：所述排气汽化器（1）的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气汽化器（1）的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮（2）的工质入口连通，所述蒸汽涡轮（2）的工质出口经冷凝冷却器（5）与液体加压泵（6）的液体入口连通，所述液体加压泵（6）的液体出口与所述排气汽化器（1）的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮（2）对所述压气机（3）输出动力，所述压气机（3）的压缩气体出口经排热器（7）与所述制冷涡轮（4）的工质入口连通，所述制冷涡轮（4）的工质出口经吸热器（8）与所述压气机（3）的待压气体入口连通。

【技术特征摘要】
2012.12.04 CN 201210511909.4;2012.12.05 CN 20121051.一种发动机余热制冷系统，包括排气汽化器(1)、蒸汽涡轮(2)、压气机(3)和制冷涡轮(4)，其特征在于：所述排气汽化器(1)的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气汽化器(1)的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮(2)的工质入口连通，所述蒸汽涡轮(2)的工质出口经冷凝冷却器(5)与液体加压泵(6)的液体入口连通，所述液体加压泵(6)的液体出口与所述排气汽化器(1)的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮(2)对所述压气机(3)输出动力，所述压气机(3)的压缩气体出口经排热器(7)与所述制冷涡轮(4)的工质入口连通，所述制冷涡轮(4)的工质出口经吸热器(8)与所述压气机(3)的待压气体入口连通，所述蒸汽涡轮(2)、所述压气机(3)和所述制冷涡轮(4)共轴设置。2.如权利要求1所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述发动机余热制冷系统设为内燃机余热制冷系统，所述发动机的排气道设为内燃机的排气道。3.如权利要求1所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述发动机余热制冷系统还包括发动机冷却水道汽化分离器(9)，所述发动机冷却水道汽化分离器(9)的液体出口经循环加压泵(61)与发动机冷却水道的入口连通，所述发动机冷却水道的出口经节流控制阀(10)或经节流结构与所述发动机冷却水道汽化分离器(9)的高温流体入口连通，所述发动机冷却水道汽化分离器(9)的气体出口与附属蒸汽涡轮(21)的工质入口连通，所述附属蒸汽涡轮(21)的工质出口经附属冷凝冷却器(51)与附属液体加压泵(62)的液体入口连通，所述附属液体加压泵(62)的液体出口与所述发动机冷却水道汽化分离器(9)的液体入口连通或与所述发动机冷却水道连通，所述附属蒸汽涡轮(21)对附属压气机(31)输出动力，所述附属压气机(31)的压缩气体出口经附属排热器(71)与附属制冷涡轮(41)的工质入口连通，所述附属制冷涡轮(41)的工质出口经附属吸热器(81)与所述附属压气机(31)的待压气体入口连通。4.如权利要求3所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述发动机余热制冷系统设为内燃机余热制冷系统，所述发动机的排气道设为内燃机的排气道,所述发动机冷却水道汽化分离器(9)设为内燃机冷却水道汽化分离器，所述发动机冷却水道设为内燃机冷却水道。5.如权利要求1至4中任一项所述发动机余热制冷系统，其特征在于：在所述蒸汽涡轮(2)的工质出口和所述冷凝冷却器(5)之间的连通通道上设回热器(11)，所述液体加压泵(6)的液体出口与所述回热器(11)的被加热流体通道的工质入口连通，所述回热器(11)的被加热流体通道的工质出口与所述排气汽化器(1)的被加热流体通道的工质入口连通。6.一种发动机余热制冷系统，包括排气汽化器(1)、蒸汽涡轮(2)、压气机(3)和制冷涡轮(4)，其特征在于：所述排气汽化器(1)的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气汽化器(1)的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮(2)的工质入口连通，所述蒸汽涡轮(2)的工质出口经冷凝冷却器(5)与发动机冷却水道的工质入口连通，所述发动机冷却水道的工质出口经液体加压泵(6)与所述排气汽化器(1)的被加热流体通道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮(2)对所述压气机(3)输出动力，所述压气机(3)的压缩气体出口经排热器(7)与所述制冷涡轮(4)的工质入口连通，所述制冷涡轮(4)的工质出口经吸热器(8)与所述压气机(3)的待压气体入口连通。7.如权利要求6所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述发动机余热制冷系统设为内燃机余热制冷系统，所述发动机的排气道设为内燃机的排气道，所述发动机冷却水道设为内燃机冷却水道。8.如权利要求1至4、6和7中任一项所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述压气机(3)和所述制冷涡轮(4)所构成的循环中的工质设为二氧化碳、氟利昂134A或设为氨气。9.如权利要求1至4、6和7中任一项所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述制冷涡轮(4)对外输出动力。10.如权利要求6和7中任一项所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述蒸汽涡轮(2)、所述压气机(3)和所述制冷涡轮(4)共轴设置。11.如权利要求10所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述蒸汽涡轮(2)、所述压气机(3)和所述制冷涡轮(4)的共同动力轴对外输出动力。12.如权利要求3或4所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述附属压气机(31)和所述附属制冷涡轮(41)所构成的循环中的工质设为二氧化碳、氟利昂134A或设为氨气。13.如权利要求3或4所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述附属制冷涡轮(41)对外输出动力。14.如权利要求3或4所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述附属蒸汽涡轮(21)、所述附属压气机(31)和所述附属制冷涡轮(41)共轴设置。15.如权利要求14所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述附属蒸汽涡轮(21)、所述附属压气机(31)和所述附属制冷涡轮(41)的共同动力轴对外输出动力。16.一种发动机余热制冷系统，包括排气热交换器(111)、热涡轮(211)、热压气机(311)、压气机(3)和制冷涡轮(4)，其特征在于：所述排气热交换器(111)的加热流体通道与发动机的排气道连通，所述排气热交换器(111)的被加热流体通道的工质出口与所述热涡轮(211)的工质入口连通，所述热涡轮(211)的工质出口经冷却器(511)与所述热压气机(311)的工质入口连通，所述热压气机(311)的工质出口与所述排气热交换器(111)的被加热流体通道的工质入口连通，所述热涡轮(211)对所述热压气机(311)和所述压气机(3)输出动力，所述压气机(3)的压缩气体出口经排热器(7)与所述制冷涡轮(4)的工质入口连通，所述制冷涡轮(4)的工质出口经吸热器(8)与所述压气机(3)的待压气体入口连通。17.如权利要求16所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述发动机余热制冷系统设为内燃机余热制冷系统，所述发动机的排气道设为内燃机的排气道。18.如权利要求16或17所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述热涡轮(211)和所述热压气机(311)所构成的循环系统内的循环工质设为惰性气体。19.如权利要求16或17所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述压气机(3)和所述制冷涡轮(4)所构成的循环系统内的循环工质设为二氧化碳、氟利昂134A或设为氨气。20.如权利要求16或17所述发动机余热制冷系统，其特征在于：在所述热涡轮(211)的工质出口和所述冷却器(511)之间的连通通道上设回热器(11)，所述热压气机(311)的工质出口经所述回热器(11)的被加热流体通道与所述排气热交换器(111)的被加热流体通道的工质入口连通。21.一种发动机余热制冷系统，包括发动机余热汽化器(112)、蒸汽涡轮(2)、压气机(3)和制冷膨胀单元(12)，其特征在于：所述发动机余热汽化器(112)的被加热流体通道设为与发动机冷却水道连通的排气汽化器(1)的被加热流体通道，所述发动机余热汽化器(112)的被加热流体通道的工质出口与所述蒸汽涡轮(2)的工质入口连通，所述蒸汽涡轮(2)的工质出口经冷凝冷却器(5)与液体加压泵(6)的液体入口连通，所述液体加压泵(6)的液体出口与所述发动机冷却水道的工质入口连通，所述蒸汽涡轮(2)对所述压气机(3)输出动力，所述压气机(3)的压缩气体出口经排热器(7)与所述制冷膨胀单元(12)的工质入口连通，所述制冷膨胀单元(12)的工质出口经吸热器(8)与所述压气机(3)的待压气体入口连通。22.如权利要求21所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述制冷膨胀单元(12)设为制冷涡轮(4)、节流膨胀器(14)或设为喷管(15)。23.如权利要求21或22所述发动机余热制冷系统，其特征在于：所述发动机余热制冷系统设为内燃机余热制冷系统，所述发动机余热汽化器(112)设为内燃机余热汽化器，所述发动机冷却水道设为内燃机冷却水道。24.一种发动机余热制冷系统，包括发动机余热加热器(113)、动力涡轮(22)、制冷循环压气机(312)和制冷膨胀单元(12)，其特征在于：所述发动机余热加热器(113)的加热流体通道与发动机余热流体通道连通，所述发动机余热加热器(113)...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳北彪，
申请(专利权)人：摩尔动力北京技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11