热回收装置和发动机总成的制作方法

本实用新型涉及热量回收领域，特别涉及一种热回收装置和发动机总成。

背景技术：

传统中，发动机(例如，内燃机)的做功效率一般只有30％～40％，约30％～40％的能量随着排气以热量的形式耗散，导致能量的大量浪费。随着汽车油耗和排放法规的不断升级，整车能源管理和热管理的越来越重要。若将排气中的废热回收，将极大提升整车的燃料利用率，降低车辆的整体排放。并且，车辆通常由发动机带动发电机发电，为整车用电器件提供电能，增加了发动机的负荷，且造成燃油消耗的增加，影响车辆动力性能。

因此，希望有一种热回收装置能够克服或者至少减轻现有技术的上述缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种热回收装置，以回收利用废热。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种热回收装置，所述热回收装置包括温差发电部、冷却部和导热部，所述温差发电部包括连接于所述冷却部的冷端和连接于所述导热部的热端，所述导热部能够将待回收的热量传递至所述热端。

进一步的，所述温差发电部包括发电单元以及连接于所述发电单元的正极和负极，所述发电单元包括依次串联的P型半导体和N型半导体，所述正极连接于所述P型半导体的首端，所述负极连接于所述N型半导体的尾端。

进一步的，所述P型半导体和所述N型半导体形成为的板状件，所述发电单元包括多个所述P型半导体和多个所述N型半导体，各个所述P型半导体和各个所述N型半导体沿所述P型半导体的厚度方向依次交叉布置并组合形成为长方体结构。

进一步的，沿所述P型半导体的宽度方向，所述冷端和所述热端分别位于所述发电单元的两端处，相邻的所述P型半导体和所述N型半导体通过设置于其端部处的铜片相互连接。

进一步的，所述导热部形成为导热陶瓷片，所述导热陶瓷片至少部分的覆盖所述热端。

进一步的，所述冷却部包括冷却腔室以及连通所述冷却腔室的冷却液入口和冷却液出口，其中，所述冷却腔室至少部分的覆盖所述冷端。

进一步的，所述热回收装置包括以下三种技术方案中的一种或多种：

所述冷却腔室形成为U型腔室，所述冷却液入口和所述冷却液出口分别位于所述U形腔室的两端处；

所述冷却腔室内设置有多个换热肋片；

所述冷却腔室内设置有温度感测件，所述温度感测件邻近所述冷却液出口布置。

相对于现有技术，本实用新型所述的热回收装置具有以下优势：

本实用新型所述的热回收装置可设置于任意适当的需要回收热量的地方，温差发电部利用温差发电原理进行发电，利用废热进行发电，并向外输出电能，实现废热回收利用，减少能源浪费，有助于环保，并且可以通过导热件将散发热量的设备表面的热量带走，有助于设备冷却。

本实用新型的另一目的在于提出一种发动机总成，以回收利用发动机产生的废热。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机总成，所述发动机总成设置有发动机、散热器和根据上文所述的热回收装置，所述导热部安装于所述发动机的排气管。

进一步的，所述发动机总成包括控制单元和三通阀，所述三通阀包括连接于所述冷却部的冷却液出口的第一接口、连接于所述发动机的第二接口和连接于所述散热器的第三接口，所述控制单元能够根据所述发动机的工作状态和所述冷却部内的冷却液的温度控制所述三通阀。

进一步的，所述控制单元能够根据所述发动机的工作状态和所述冷却液的温度控制所述散热器；和/或所述发动机总成还包括用于控制所述冷却液出口的流量的流量控制件，所述控制单元能够根据所述冷却部内的冷却液的温度控制所述流量控制件。

所述发动机总成与上述热回收装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本实用新型的一种实施方式所述的热回收装置的示意图；

图2为图1所示的热回收装置的正视图；

图3为图2所示的热回收装置的侧视图；

图4为图2所示的热回收装置沿剖面线A-A的剖视图；

图5为根据本实用新型的一种实施方式的发动机总成的示意图。

附图标记说明：

1-排气管，2-温差发电部，21-正极，22-负极，23-铜片，24-P型半导体，25-N型半导体，3-冷却部，31-冷却液入口，32-冷却液出口，33-冷却腔室，34-换热肋片，35-温度感测件，4-导热部，5-安装座，6-散热器，7-发动机，8-三通阀，81-第一接口，82-第二接口，83-第三接口，9-电子水泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

根据本实用新型的一个方面，提供一种热回收装置，参见图1，所述热回收装置包括温差发电部2、冷却部3和导热部4，温差发电部2包括连接于冷却部3的冷端和连接于导热部4的热端，导热部4能够将待回收的热量传递至所述热端。

上述热回收装置可设置于任意适当的需要回收热量的地方，温差发电部2利用温差发电原理进行发电，利用废热进行发电，并向外输出电能，实现废热回收利用，减少能源浪费，有助于环保，并且可以通过导热件4将散发热量的设备表面的热量带走，有助于设备冷却。

温差发电部2的冷端和热端之间的温差可根据实际情况进行适当的选择，例如，在应用于车辆中时，由于车辆上的用电器件所需电压为12V，优选为冷端和热端之间的温差大于200摄氏度，以提供满足需求的电能。

温差发电部2的结构可根据实际情况选择任意适当的结构，能够利用温差发电即可。优选地，温差发电部2包括发电单元以及连接于所述发电单元的正极21和负极22，所述发电单元包括依次串联的P型半导体24和N型半导体25，正极21连接于P型半导体24的首端，负极22连接于N型半导体25的尾端，结构简单，稳定性高。

进一步优选地，参见图2，P型半导体24和N型半导体25形成为的板状件，所述发电单元包括多个P型半导体24和多个N型半导体25，各个P型半导体24和各个N型半导体25沿P型半导体24的厚度方向依次交叉布置并组合形成为长方体结构。多个P型半导体24和N型半导体25能够提高发电单元的发电能力，其具体数量可根据应用工况所需的电压进行选择，且形成为板状件的P型半导体24和N型半导体25交叉层叠布置也使得发电单元的结构更加紧凑，减小热回收装置所需的布置空间。

优选地，沿P型半导体24的宽度方向，所述冷端和所述热端分别位于所述发电单元的两端处，相邻的P型半导体24和N型半导体25通过设置于其端部处的铜片23相互连接。减小热回收装置的厚度，便于其布置，相邻的P型半导体24和N型半导体25通过设置于其端部处的铜片23，铜片23既能够导电，还能够导热，减少热量损失。

导热部4的结构和材质可根据实际需要进行适当的选择，优选地，导热部4形成为导热陶瓷片，所述导热陶瓷片至少部分的覆盖所述热端，导热陶瓷片表面温度均匀，能够为温差发电部2的热端提供稳定的高温条件。

优选地，冷却部3包括冷却腔室33以及连通冷却腔室33的冷却液入口31和冷却液出口32，其中，冷却腔室33至少部分的覆盖所述冷端。通过冷却部3的冷却腔室33内的冷却液的循环流动将热量不断带走，为温差发电部2的冷端提供稳定的低温条件。

优选地，冷却腔室33形成为U型腔室，冷却液入口31和冷却液出口32分别位于所述U形腔室的两端处，延长流体液的流通路径，改善冷却效果。进一步优选地，冷却腔室33内设置有多个换热肋片34，增大换热面积，进一步改善冷却效果。

优选地，冷却腔室33内设置有温度感测件35，温度感测件35邻近冷却液出口32布置，实时检测冷却液的温度，并根据冷却液的温度相应调整冷却液的温度、流量、流速等参数，以使得温差发电部2的冷端保持稳定的低温状态。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种发动机总成，所述发动机总成设置有发动机7、散热器6和根据上文所述的热回收装置，导热部4安装于发动机7的排气管1，温差发电部2能够利用发动机7多排出的高温气体的热量进行发电，并将电能输出到车辆上的用电器件，避免能量损失，降低发动机7的负载，节约燃油。

优选地，在排气管1上设置有安装座5，以便于热回收装置的安装布置。

优选地，所述发动机总成包括控制单元和三通阀8，三通阀8包括连接于冷却部3的冷却液出口32的第一接口81、连接于发动机7的第二接口82和连接于散热器6的第三接口83，所述控制单元能够根据发动机7的工作状态和冷却部3内的冷却液的温度控制三通阀8，散热器6能够对冷却部3内循环流动的冷却液进行冷却，且冷却部3内的冷却液可同于发动机启动阶段的暖机，使得废热得到进一步利用。

具体地，控制单元根据发动机7的工作状态和冷却部3内的冷却液的温度控制三通阀8，具体如下：

当发动机7处于冷启动阶段，发动机7水温低，通过温度感测件35感测冷却部3内的冷却液的温度，若高于发动机7的水温，则第一接口81和第二接口82导通，排气余热用来给发动机7加热，加快暖机速度；

当发动机7处于正常工作阶段，第一接口81和第三接口83导通，根据温差发电部2的冷端的温度需求，调整散热器6的运行效率、冷却液流量等参数，为温差发电部2的冷端提供稳定的温度环境。

由于在使用过程中，发动机7的工作状态不同所散发出来的废热的热量也不同，且环境温度也会对散热需求产生影响，优选地，所述控制单元能够根据发动机7的工作状态和所述冷却液的温度控制散热器6，例如，增加风扇占空比等，以提高冷却效率，避免冷却液温度过高，影响冷却效果。

进一步优选地，所述发动机总成还包括用于控制冷却液出口32的流量的流量控制件，所述控制单元能够根据冷却部3内的冷却液的温度控制所述流量控制件，以根据冷却液的温度灵活调整冷却液的流量，使得冷却部3能够为温差发电部2提供温度的温度条件，减小电压波动。参见图5，在图示实施方式中，通过电子水泵9控制冷却液的流量，将水泵与流量控制件集成在一起，简化发动机总成的结构，在需要的情况下，也可单独设置水泵和控制阀等适当的流量控制件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。