一种利用汽车尾气余热稳定供暖的装置的制作方法

本实用新型涉及汽车节能领域，特别涉及一种利用汽车尾气余热稳定供暖的装置。

背景技术：

节能是汽车工业发展的三大主题之一，由于能源消耗的加剧，汽车节能问题备受人们的关注；目前全球约有1.08亿辆汽车，其中绝大部分是普通的燃油内燃机汽车，有关研究资料表明，燃油在发动机中燃烧产生的热量并没有全部变成动能，除去冷却水和摩擦等损失外，约30%~40%的能源以尾气余热的形式排放到大气中去，汽车燃料燃烧所发出的能量只有三分之一左右被有效利用，其它的能量被排放到大气中，不仅造成了能源的浪费，还带来了不良环境影响；据测定，汽车行驶中排放尾气的温度可达600℃以上，若对这部分热量进行合理回收利用可以大大节省汽车的油耗，同时达到节能减排、具有很好的社会和经济效益；同时，冬季车内需要取暖，目前缺乏一个能将尾气热量回收供暖并且结构简单合理的装置。

现有汽车排气系统包括排气歧管、排气管、催化转换器、消声器、排气尾管，据了解，汽车运行过程中发动机排出至排气歧管的温度是800~900度，经过催化转换器的温度是600~700度，到达排气尾管的温度有所下降基本上在30~120度；综合考虑现有排气系统结构的复杂程度、安装在汽车的位置、加装供热装置的难易程度、供暖温度等因素，在尽量不大幅度改变现有汽车排气系统的情况下，为现有排气系统安装供热装置需要综合考量；此外，供热时如何保证供热的稳定性、持续性也是本申请研究的重点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用汽车尾气余热稳定供暖的装置，在现有排气系统基础上，在尽量不大幅度改变现有汽车排气系统的情况下，加装供热装置；利用汽车尾气余热，持续稳定的为汽车内部供热。

本实用新型采用的技术方案如下：一种利用汽车尾气余热稳定供暖的装置,包括换热箱、热媒体、汽车的排气尾管、散热装置、相变蓄热材料、热水管、冷水管、循环泵、温度传感器、控制器；其特征在于：所述换热箱内填充热媒体，并设置喇叭口状的热水出口和冷水进口，热水出口处设置热水均流板，冷水进口处设置冷水均流板，热水均流板、冷水均流板上均匀设置通水孔；所述排气尾管可拆卸的安装在汽车排气系统的末端，穿过换热箱内部，位于热水均流板、冷水均流板之间，排气尾管外壁一周设置沿截面半径方向的翅片，翅片伸入热媒体中；所述散热装置包括散热箱，其内填充相变蓄热材料并安装S型管，S型管穿过散热箱，一端通过热水管连接热水出口，另一端通过冷水管连接冷水进口；所述循环泵设置在热水管上，其信号输入端连接控制器；所述换热箱内设置检测热媒体温度的温度传感器，其信号输出端连接控制器；所述控制器根据温度传感器发送的信号控制循环泵启动或关闭；所述散热装置设置在汽车内供暖。

优选的，所述换热箱内壁设有一层隔热保温层，避免换热箱内热量散失，且避免冬季箱体内热媒体冻结。

优选的，所述散热箱为扁平板状，其上表面为导热板，其余面为隔热保温板，铺设在汽车内座椅上或铺设在脚下，其导热板朝上。

优选的，所述换热箱上还设置排出换热箱内热媒体或补充热媒体的换水阀，方便排出长期使用的热媒体或者补充热媒体。

优选的，所述热媒体采用水。

本申请将换热箱安装在排气尾管处，具体原因如下：排气尾管位于排气系统末端，采用可拆卸的连接方式，如法兰连接，将排气尾管安装在排气系统末端，对其进行改造对原有排气系统影响不大，改造后可直接安装在现有排气系统上；此外，到达排气尾管的温度基本上在30~120度，可直接用于供热而不需要额外处理，若利用排气系统其他部位的余热，其温度太高，需进行降温处理才能用于供热；

具体工作时，汽车启动，温度传感器实时检测换热箱内热媒体的温度并发送信号给控制器，当温度高于设定温度，如30度，控制器控制循环泵启动，低于设定温度则不启动，避免较低温度热媒体循环无法供热同时浪费电能；循环泵启动后，热媒体经热水均流板从喇叭口状的热水出口进入热水管，热水均流板和喇叭口状的热水出口用于将循环泵的驱动力分散开，使热媒体整体均匀流动，避免整个换热箱的温度场分布不均匀，从而降低整体的换热效率，同时不均匀的温度场容易局部产生较大的过冷度和过热度，可能对其长期使用的稳定性产生影响；热媒体经热水管进入散热装置的S型管内，与相变蓄热材料发生热交换，相变蓄热材料存储热能，散热装置供热的同时存储热能，即使汽车不再运行，相变蓄热材料可以持续供热，延长了供热时间，且相变蓄热材料供热更加稳定，不会剧烈变化；汽车不再运行时，循环泵停止运行，热媒体停止循环，避免了相变蓄热材料存储热能被循环浪费；热媒体经冷水管流回换热箱，其中喇叭口状的冷水进口和冷水均流板作用是分散回流的、温度较低的热媒体，使其能够快速与排气尾管进行热交换，提高换热效率；此外，排气尾管上设置的翅片增大了换热面积，进一步提高了换热效率；通过上述循环实现利用汽车尾气余热，持续稳定的为汽车内部供热。

本实用新型的有益效果在于：在现有排气系统基础上，对排气系统尾端的排气尾管改造并加装换热箱，利用汽车尾气余热持续稳定的为汽车内部供热，节省汽车的油耗，同时达到节能减排作用，具有很好的社会和经济效益；此外，该装置换热效率高，整个换热箱的温度场分布均匀，长期使用的稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中A-A为截面图。

图3为本实用新型的热水均流板、冷水均流板示意图。

图4为本实用新型的散热箱示意图。

图中：换热箱1，热媒体2，排气尾管3，散热装置4，相变蓄热材料5，热水管6，冷水管7，循环泵8，温度传感器9，控制器10，热水出口1-1，冷水进口1-2，热水均流板1-3，冷水均流板1-4，通水孔1-5，换水阀1-6，翅片3-1，散热箱4-1，S型管4-2，导热板4-3。

具体实施方式

以下为本实用新型的较佳实施方式，但并不因此而限定本实用新型的保护范围。

一种利用汽车尾气余热稳定供暖的装置,包括换热箱1、热媒体2、汽车的排气尾管3、散热装置4、相变蓄热材料5、热水管6、冷水管7、循环泵8、温度传感器9、控制器10；所述换热箱1内填充热媒体2，并设置喇叭口状的热水出口1-1和冷水进口1-2，热水出口1-1处设置热水均流板1-3，冷水进口1-2处设置冷水均流板1-4，热水均流板1-3、冷水均流板1-4上均匀设置通水孔1-5；所述排气尾管3可拆卸的安装在汽车排气系统的末端，穿过换热箱1内部，位于热水均流板1-3、冷水均流板1-4之间，排气尾管3外壁一周设置沿截面半径方向的翅片3-1，翅片3-1伸入热媒体2中；所述散热装置4包括散热箱4-1，其内填充相变蓄热材料5并安装S型管4-2，S型管4-2穿过散热箱4-1，一端通过热水管6连接热水出口1-1，另一端通过冷水管7连接冷水进口1-2；所述循环泵8设置在热水管6上，其信号输入端连接控制器10；所述换热箱1内设置检测热媒体2温度的温度传感器9，其信号输出端连接控制器10；所述控制器10根据温度传感器9发送的信号控制循环泵8启动或关闭；所述散热装置4设置在汽车内供暖。

尽管参照前述实例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。