[發(fā)明專(zhuān)利]用于廢熱回收系統(tǒng)的冷卻裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580061747.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107002514B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Z·卡多斯;O·哈爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 斯堪尼亞商用車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01K23/06
• 分類(lèi)號(hào): F01K23/06;F01K9/00;F02G5/04
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李隆濤

本發(fā)明涉及一種冷卻裝置。冷卻系統(tǒng)包括：第一冷卻回路，其包括第一散熱器(9)，其中循環(huán)的冷卻劑被冷卻至第一溫度(T₁)；第二冷卻回路，其包括第二散熱器(14)，循環(huán)的冷卻劑在該第二散熱器中被冷卻至低于第一溫度(T₁)的第二溫度(T₂)；以及第三冷卻回路，其包括第三散熱器(25)，冷卻劑在該第三散熱器中被冷卻至低于第二溫度(T₂)的第三溫度(T₃)。冷卻裝置包括：冷凝器入口管線(xiàn)(17)，其將冷卻劑從第二散熱器(14)引導(dǎo)到廢熱回收系統(tǒng)的冷凝器(19)，冷卻劑在冷凝器中冷卻廢熱回收系統(tǒng)的工作介質(zhì)；以及冷卻調(diào)節(jié)構(gòu)件(13、16、24、38)，利用冷卻調(diào)節(jié)構(gòu)件并借助第一冷卻回路中具有較高溫度(T₁)的冷卻劑和/或第三冷卻回路中具有較低溫度(T₂)的冷卻劑能夠調(diào)節(jié)第二冷卻回路中的流向冷凝器(19)的冷卻劑的溫度和/或流動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于廢熱回收系統(tǒng)的冷卻裝置。

背景技術(shù)

廢熱回收(WHR)系統(tǒng)能夠被用在車(chē)輛中，用以回收廢熱能并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電能。廢熱回收系統(tǒng)包括泵，泵對(duì)工作介質(zhì)加壓并使工作介質(zhì)在閉合回路中循環(huán)。回路包括一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器，工作介質(zhì)在蒸發(fā)器中被一個(gè)或多個(gè)熱源(例如來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)的廢氣)加熱并蒸發(fā)。受壓并受熱的氣態(tài)工作介質(zhì)被引導(dǎo)到膨脹器中并在膨脹器中膨脹。膨脹器產(chǎn)生機(jī)械能，該機(jī)械能能夠用于操作車(chē)輛或車(chē)輛上的設(shè)備。可選地，膨脹器連接至用于產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)。離開(kāi)膨脹器的工作介質(zhì)被引導(dǎo)到冷凝器中。工作介質(zhì)在冷凝器中冷卻至使工作介質(zhì)冷凝的溫度。液態(tài)工作介質(zhì)被重新引導(dǎo)到泵中，泵對(duì)工作介質(zhì)加壓。這樣，能夠借助廢熱回收系統(tǒng)回收例如來(lái)自車(chē)輛中的內(nèi)燃機(jī)的廢氣的廢熱能。因此，廢熱回收系統(tǒng)能夠降低車(chē)輛的燃料消耗量。

為了實(shí)現(xiàn)廢熱回收系統(tǒng)中的高熱效率，冷凝器中的工作介質(zhì)要冷卻至盡量低的冷凝溫度并且基本上沒(méi)有局部冷卻。因此，為了實(shí)現(xiàn)廢熱回收系統(tǒng)中的高熱效率，工作介質(zhì)必須以適當(dāng)?shù)睦鋮s效果進(jìn)行冷卻。然而，在不同的操作條件期間，冷凝器中的工作介質(zhì)的適當(dāng)冷卻效果例如隨著從例如廢氣供應(yīng)至蒸發(fā)器的熱效果而變化。由于從廢氣供應(yīng)來(lái)的熱能可能迅速地變化，所以難以持續(xù)地提供廢熱回收系統(tǒng)的適當(dāng)冷卻效果和高熱效率。

US 2013/0118423示出一種冷卻回路，該冷卻回路具有用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)冷卻劑。冷卻回路包括：冷卻管線(xiàn)，其中，冷卻劑冷卻廢熱回收系統(tǒng)的冷凝器中的工作介質(zhì)；以及旁路管線(xiàn)，其引導(dǎo)工作介質(zhì)繞過(guò)冷凝器。由在特定壓力下打開(kāi)的泄壓閥控制穿過(guò)旁路管線(xiàn)的冷卻劑流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種冷卻裝置，該冷卻裝置能夠以使得廢熱回收系統(tǒng)基本上持續(xù)地以高熱效率操作的方式提供廢熱回收系統(tǒng)的冷凝器中的工作介質(zhì)的冷卻效果。

上述目的利用根據(jù)下述的冷卻裝置實(shí)現(xiàn)。為了持續(xù)地保持廢熱回收系統(tǒng)中的高熱效率，需要在不同的操作條件期間調(diào)節(jié)冷凝器中的工作介質(zhì)的冷卻效果。冷卻裝置包括三條不同的冷卻回路，它們?cè)O(shè)置有三種不同溫度的冷卻劑。第二冷卻回路中的冷卻劑具有居中的冷卻劑溫度并被引導(dǎo)到冷凝器中。冷卻裝置包括控制單元，用以基本上持續(xù)地從傳感器接收與冷凝器中的工作介質(zhì)的冷卻相關(guān)的參數(shù)有關(guān)的信息。如果參數(shù)指示第二冷卻回路中的冷卻劑提供的冷凝器中的工作介質(zhì)的冷卻不足，則控制單元控制冷卻調(diào)節(jié)構(gòu)件，以使第二冷卻回路中的冷卻劑在它進(jìn)入冷凝器之前被第三冷卻回路中的冷卻劑冷卻至適當(dāng)?shù)母蜏囟取Ｈ绻麉?shù)指示第二冷卻回路中的冷卻劑提供的冷凝器中的工作介質(zhì)的冷卻過(guò)度，則控制單元控制冷卻調(diào)節(jié)構(gòu)件，以使第二冷卻回路中的冷卻劑在它進(jìn)入冷凝器之前被第一冷卻回路中的冷卻劑加熱至適當(dāng)?shù)母邷囟取Ｓ糜诟淖冞M(jìn)入冷凝器的冷卻劑的溫度的可選方案是調(diào)節(jié)進(jìn)入冷凝器的冷卻劑流。冷凝器中的工作介質(zhì)的冷卻效果與冷卻劑的溫度及流動(dòng)相關(guān)。借助上述冷卻調(diào)節(jié)構(gòu)件，能夠調(diào)節(jié)第二冷卻回路中的流向冷凝器的冷卻劑的溫度和/或流動(dòng)。能夠以迅速的方式對(duì)引導(dǎo)到冷凝器的冷卻劑的溫度和流動(dòng)進(jìn)行這種調(diào)節(jié)。結(jié)果，能夠在操作期間獲得廢熱回收系統(tǒng)的基本上持續(xù)的高熱效率。