一种汽车尾气余热回收利用装置的制作方法

本实用新型属于汽车尾气余热回收利用技术领域，具体涉及一种汽车尾气余热回收利用装置。

背景技术：

目前许多大型公共建筑制冷能耗惊人，部分建筑可达到200kW/m²，并且建筑内用户往往需要使用热水，能源消耗严重。同时，随着我国经济快速发展，城市化水平越来越高，人均汽车保有量也随之增长，城市市区车流量大，停车场随处可见，我们知道，汽车在行驶时将产生大量废热，若是能够将这些废热集中收集并合理利用，既能减少汽车尾气废热直接排向周围环境，还能节约能源，符合当今世界节能减排的时代主题，而我们正好可以利用汽车停放的时间，提取汽车行驶时产生并蓄存的热量，将其集中蓄存起来，用来满足周边建筑对能量的需求。目前还没有一种汽车余热利用方案将市区车流量大且停车场多的特点与周边建筑对能源的需求联系起来，大多都是回收余热后用以满足汽车对热的需求或通过制冷循环满足汽车的用冷需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种汽车尾气余热回收利用装置，其可将汽车尾气中的大量废热蓄存起来，并在汽车停车场等场所集中提取热量并集中蓄存在末端相变蓄热池中，一定程度上满足周边建筑对能量的需求，节约能源的同时还能减少高温尾气直接排向周围环境造成的热污染。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案来实现：

一种汽车尾气余热回收利用装置，包括车载相变蓄热装置、集水器、末端相变蓄热池和分水器；其中，

车载相变蓄热装置包括保护外壳以及设置在保护外壳内的相变蓄热单元，保护外壳上设置有换热工质入口、换热工质出口、汽车尾气入口和汽车尾气出口；

车载相变蓄热装置的换热工质出口与集水器进液口相连，集水器出口与末端相变蓄热池连接，末端相变蓄热池出口与分水器入口相连，分水器出口与车载相变蓄热装置换热工质入口连接。

本实用新型进一步的改进在于，还包括集水器进口温控阀，车载相变蓄热装置的换热工质出口经集水器进口温控阀与集水器进液口相连。

本实用新型进一步的改进在于，还包括循环水泵，集水器出口经循环水泵与末端相变蓄热池连接。

本实用新型进一步的改进在于，车载相变蓄热装置的保护外壳内壁上还设置有保温层。

本实用新型进一步的改进在于，相变蓄热单元包括相变蓄热单元外壳、开孔泡沫金属和汽车尾气管道，开孔泡沫金属填充于相变蓄热单元外壳内部，汽车尾气管道贯穿于相变蓄热单元外壳和开孔泡沫金属，汽车尾气管道的两端分别为汽车尾气入口和汽车尾气出口。

本实用新型进一步的改进在于，车载相变蓄热装置内包括若干个相互平行的相变蓄热单元，相邻两个相变蓄热单元之间留有通道。

本实用新型进一步的改进在于，每个相变蓄热单元内的汽车尾气管道均采用蛇形盘管形式布置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的汽车尾气余热回收利用装置，采用相变蓄热技术，将余热回收过程和利用过程分离，汽车运行时先将热量蓄存起来并在停车场等汽车集中驻留的区域提取热量加以利用，克服了传统的汽车余热回收后仅能供汽车本身使用的局限性，拓宽了汽车余热利用的方式以及应用领域。且由于汽车尾气余热量大大超出汽车本身的需求量，导致仅有少部分余热能被利用而大部分还是被排向周围环境，而本实用新型能极大地提高汽车尾气余热的利用率，做到真正的高效回收尾气余热。

具体来说，本实用新型提供的汽车尾气余热回收利用装置，提取热量时，换热流体从换热工质入口进入车载相变蓄热装置，液位不断升高至最高处从出口流出，充分与相变蓄热单元接触，且高温汽车尾气从汽车尾气入口进入，经汽车尾气管道蜿蜒向下，高温尾气在上部温度开始下降，流到下部区域接触低温流体，使其温度进一步下降后经汽车尾气出口排出。

此外，本实用新型通过集水器集中回收分散于车载相变蓄热装置中的余热，可实现汽车余热在其他领域的集中利用。

进一步，本实用新型提供的汽车尾气余热回收利用装置，采用温控阀控制余热提取过程，在车载相变蓄热装置出口温度过低时自动切断通路，防止末端相变蓄热池中的热量回流到温度过低的车载相变蓄热装置中。

进一步，本实用新型通过循环水泵制取生活热水或通过溴化锂吸收式制冷循环进行制冷，一定程度上满足周边建筑的生活热水和用冷需求。

进一步，本实用新型包括若干个相变蓄热单元，通过增减相变蓄热单元个数即可调整该车载相变蓄热装置的蓄热能力以及体积大小，可供不同车型选择。

进一步，本实用新型提供的汽车尾气余热回收利用装置，汽车尾气管束采用蛇形盘管形式，使尾气在相变换热装置内有充分换热时间，并且相变蓄热单元内的尾气管束外填充开孔泡沫金属以及相变材料，极大地提高了尾气与相变材料的换热效率，同时，在提取热量时，由于开孔泡沫金属的存在，也使热量提取效率大大增加。

附图说明

图1为汽车尾气余热回收利用系统连接图；

图2为相变蓄热罐外观示意图；

图3为相变蓄热罐主视图；

图4为相变蓄热罐左视图。

图中：1为车载相变蓄热装置、2为集水器入口温控阀、3为集水器、4为循环水泵、5为末端相变蓄热池、6为分水器；

101为保护外壳、102为保温层、104为换热工质入口、105为换热工质出口、106为汽车尾气入口、107为汽车尾气出口；

103a为相变蓄热单元外壳、103b为开孔泡沫金属、103c为尾气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型的具体思路是：采用相变蓄能技术将汽车运行时尾气中携带的大量废热储存起来，在汽车停止运行时通过换热将蓄存的热量提取出来，集中蓄存在停车场等场所的末端相变蓄热池5中，用于在一定程度上满足停车场周围建筑的用能需求，其中车载相变蓄热装置1中包含若干个相变蓄热单元，相变蓄热单元之间留有换热工质流通通道，每个相变蓄热单元中设有蛇形盘管，蛇形盘管外填充开孔泡沫金属103b以及相变蓄热材料，使余热蓄存和提取过程都能有较高的换热效率，提高余热回收利用率。

由图1可知，本实用新型提供了一种汽车尾气余热回收利用装置，其具体结构为，包括车载相变蓄热装置1、集水器进口温控阀2、集水器3、循环水泵 4、末端相变蓄热池5以及分水器6。

由图2、图3及图4可知，车载相变蓄热装置1由保护外壳101、保温层102、相变蓄热单元组成，该车载相变蓄热装置1上设有与末端提取系统匹配的接口 104和105，还设有与汽车排气系统连接的接口106和107，车载相变蓄热装置 1的换热工质出口105经集水器进口温控阀2与集水器3进液口相连，集水器出口经循环水泵4与末端相变蓄热池5连接，末端相变蓄热池5出口与分水器6 入口相连，分水器6出口与车载相变蓄热装置1的换热工质入口104连接构成循环，其中，所述的相变蓄热单元包含相变蓄热单元外壳103a、开孔金属泡沫 103b、汽车尾气管道103c三个部分。

由图3可知，所述的车载相变蓄热装置1内包含若干个相互平行的相变蓄热单元，相变蓄热单元之间留有通道，各相变蓄热单元内的尾气管束均采用蛇形盘管形式，且蛇形盘管外侧填充开孔泡沫金属103b以及相变蓄热材料。

由图1可知该汽车尾气余热回收利用装置的使用方法为，在汽车运行时，汽车尾气流经车载相变蓄热装置1，将大量废热蓄存在车载相变蓄热装置1中，汽车进入停车场后，将其与末端余热提取系统连接，即将其换热工质出口105 与集水器进口温控阀2相连接，将其换热工质入口104与分水器6的出口相连接，构成图1所示的系统，通过换热工质的循环，不断将车载相变蓄热装置1 中的热量提取出来储存在末端相变蓄热池5中，其中采用集水器进口温控阀2 控制余热提取过程，在车载相变蓄热装置1出口温度过低时自动切断通路，防止相变蓄热池5中的热量回流到温度过低的车载相变蓄热装置1中。提取热量时，换热流体从下侧入口进入车载相变蓄热装置1，液位不断升高至最高处从出口流出，充分与相变蓄热单元接触，且高温汽车尾气从上方汽车尾气入口106 进入，经尾气管道103c蜿蜒向下，高温尾气在上部温度开始下降，流到下部区域接触低温流体，使其温度进一步下降后经出口排出。本实用新型中还设置了分水器6和集水器3集中回收分散于车载相变蓄热装置1中的余热，可实现汽车余热在其他领域的集中利用，如通过循环水泵4循环制取生活热水或通过溴化锂吸收式制冷循环进行制冷，一定程度上满足周边建筑的生活热水和用冷需求。

上述结合附图进行说明的具体内容只是示意性的，并非构成本实用新型保护范围的限制，所属领域的研究人员在本实用新型提供的汽车尾气余热回收利用装置的基础上，不需付出创造性劳动而做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围内。