【《尾气余热利用技术概述》1900字】

尾气余热利用技术概述目录TOC\o"1-3"\h\u24315尾气余热利用技术概述 1117691.1温差发电 188441.2朗肯循环 245081.3制冷 2188861.4车厢采暖 4目前，国内外对汽车尾气余热的利用主要分为废气发电、朗肯循环、空调制冷、车厢采暖等。1.1温差发电温差发电技术作为一种新兴的发电技术，具有环保绿色、结构简单、无噪音、质量轻、体积小、寿命长等优势。其工作原理主要是基于塞贝克效应将汽车排气热能转换为电能，转化后的电能可以直接用于供给汽车上其它用电设施，也可以存储在蓄电池中。图1-1塞贝克效应如图1-1所示为塞贝克效应原理图，其中A、B是两种不同材料的导体，其两个接触点之间存在温度差即T1≠T2，因此在回路中就产生电动势。其电动势的大小为（1.1）其中，、为电偶常数。1997年，董桂田[]通过对国产解放牌CA141型汽车进行余热温差发电的试验研究分析，指出利用余热温差发电技术来代替汽车系小功率发电机的可行性。徐立珍[]等人通过试验台对半导体温差发电器进行测试，在多方面评估后认为利用余热来温差发电在现实中的经济性以及可行性。但是目前由于受到材料以及机械应力、高温等外界因素的影响，使得温差发电效率较低且稳定性较差，想将其进行大规模的实际应用推广还需要一定的时间。1.2朗肯循环朗肯循环作为一种简单的蒸汽动力循环，其主要包括四个过程：等熵压缩、等压吸热、等熵膨胀、等压放热[]。利用朗肯循环可以将低品位的能量如汽车尾气余热，转化为高品位的机械能或电能。其系统结构图如图1-2所示，主要包括蒸发器、膨胀机、冷凝器和循环泵。其工作过程为工质水在蒸发器中与高温尾气进行换热后成过热蒸汽，随后进入膨胀机中绝热膨胀作功，从膨胀机中排出的乏气在冷凝器中冷凝为饱和水最后在循环泵中被压缩加压后再进入蒸发器中完成一个循环。日本的一色尚次[]设计出一种利用汽车尾气余热驱动的涡轮发电装置。该装置工作原理是将低沸点的氟利昂作为工质，从发动机尾气吸收热量使得液态的工质变为高压蒸汽，以此推动汽轮机做功，从而完成热能向机械能转换再转化为电能的过程。但是由于此装置对工质无法进行回收，其环保性有待提高。何茂刚[]针对汽车发动机各种排气余热的特点，提出了一种基于有机rankine循环和kalina循环耦合而成的热力循环系统，分别用于回收温度较高的发动机排气余热和润滑油余热以及回收较低温度的发动机冷却水余热。与传统余热回收热力系统相比，当采用环戊烷和R113为ORC工质时，该系统的整体效率分别为20.83%和16.51%。1.3制冷当下大多数汽车空调制冷采用的都是蒸汽压缩，需要由汽车发动机带动压缩机，会消耗9%左右的发动机动力。这种制冷方式会增加油耗，并且由于采用了氟利昂为制冷剂，还会带来一定的环保问题。利用汽车尾气余热制冷则成为一种较好的代替方案。其制冷方式主要有吸附式、吸收式、喷射式。（1）吸附式制冷吸附式制冷主要是利用固体吸附剂在不同温度和压力条件下对某种制冷剂具有不同吸附能力的性质，交替的吸附和解吸，代替了传统制冷系统中压缩机的作用。然而，此种制冷方式制冷效率很低，制冷量较少，对尾气余热利用率不高[]。（2）吸收式制冷图1-1吸收式制冷系统图如图1-1所示为吸收式制冷系统图。吸收式制冷系统则是由吸收器、发生器、蒸发器以及冷凝器组成，工质对则是两种沸点相差较大的溶液。通过对温度的控制，使制冷剂在发生器和吸收器中完成释放和吸收。制冷剂通过不断的循环引起压力的变化，从而代替压缩机。与吸附式制冷相比，此种制冷方式cop较高，但是也远低于蒸汽压缩式制冷。此外，由于制冷剂和吸收剂两个循环回路需要保持水平，但是汽车运行又常处于颠簸状态。因此，吸收式制冷空调系统在汽车上的实际应用仍然处在实验阶段。（3）喷射式制冷喷射式制冷系统则是由喷射器代替压缩机，系统结构图如图1-2所示。该系统由热能驱动，完成工质循环和热力循环。该系统结构简单，除循环泵之外无其它活动部件，可靠性较高。但是与其它制冷方式相比，其制冷效率较低。图1-2喷射式制冷系统图Wang[]通过对汽车余热驱动的喷射式制冷空调的深入研究分析，针对汽车在某些运行工况下制冷量不足的问题，提出了喷射/压缩耦合制冷的汽车余热驱动空调系统。结果显示出混合制冷能够使系统cop有至少35.2%的提高。1.4车厢采暖汽车的采暖方式一般由独立式和余热式。独立式采暖主要是利用燃料燃烧产生的热量集中给车厢供暖，此种采暖方式可以保证车辆在任何运行工况下都有足够的热量，多用在客车或高级轿车上[]。余热式采暖则更多的被小汽车所采用。根据不同的冷却介质又将其分为水暖式和风暖式。水暖式采暖是利用从发动机中流出的冷却水作为冷却介质，吸收高温尾气的热量再进入车厢内进行散热供暖。风暖式则是将外界空气作为冷却介质，在尾气换热器中与高温尾气进