發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱利用技術(shù)

1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱利用技術(shù)2014.9環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組 背景介紹背景介紹 有關(guān)技術(shù)有關(guān)技術(shù) 效益分析效益分析 結(jié)論結(jié)論匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組背景介紹背景介紹 自自2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代世界性的能源危機(jī)發(fā)生以來(lái)，能年代世界性的能源危機(jī)發(fā)生以來(lái)，能源問(wèn)題受到世界各國(guó)普遍重視，各經(jīng)濟(jì)大國(guó)都致力搶源問(wèn)題受到世界各國(guó)普遍重視，各經(jīng)濟(jì)大國(guó)都致力搶占能源市場(chǎng)同時(shí)，對(duì)節(jié)能技術(shù)的重視程度也大大加強(qiáng)。占能源市場(chǎng)同時(shí)，對(duì)節(jié)能技術(shù)的重視程度也大大加強(qiáng)。 隨著人們生活水平的提高，汽車(chē)保有量越來(lái)越大，隨著人們生活水平的提高，汽車(chē)

2、保有量越來(lái)越大，汽車(chē)能源消耗在總能源消耗中所占的比例越來(lái)越高，汽車(chē)能源消耗在總能源消耗中所占的比例越來(lái)越高，汽車(chē)節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到各國(guó)關(guān)注。汽車(chē)節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到各國(guó)關(guān)注。環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組背景介紹背景介紹 調(diào)查研究表明，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出功率只占燃調(diào)查研究表明，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出功率只占燃油燃燒總熱量的油燃燒總熱量的30%-45%(30%-45%(柴油機(jī)柴油機(jī)) )或或20%-30%(20%-30%(汽油機(jī)汽油機(jī)) )。以余熱形式排出車(chē)外的能量占燃燒總能量的以余熱形式排出車(chē)外的能量占燃燒總能量的55%-55%-70%(70%(柴油機(jī)柴油機(jī)) )或或80%-7

3、0%(80%-70%(汽油機(jī)汽油機(jī)) )。表表1 1 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡表熱平衡表環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組 背景介紹背景介紹 有關(guān)技術(shù)有關(guān)技術(shù) 效益分析效益分析 結(jié)論結(jié)論匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組余熱利用技術(shù)余熱利用技術(shù) 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)余熱利用的技術(shù)，從熱源來(lái)看，有利國(guó)內(nèi)外汽車(chē)余熱利用的技術(shù)，從熱源來(lái)看，有利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水余熱和利用排氣余熱兩種，從用途上用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水余熱和利用排氣余熱兩種，從用途上來(lái)看，有制冷空調(diào)、發(fā)電、采暖、改良燃料、渦輪增來(lái)看，有制冷空調(diào)、發(fā)電、采暖、改良燃料、渦輪增壓、室內(nèi)濕度控制和空氣凈化等方式。

4、壓、室內(nèi)濕度控制和空氣凈化等方式。環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組u汽車(chē)空調(diào)中，占統(tǒng)治地位的是蒸汽壓縮式空調(diào)系統(tǒng)，汽車(chē)空調(diào)中，占統(tǒng)治地位的是蒸汽壓縮式空調(diào)系統(tǒng)，轎車(chē)空調(diào)一般要消耗轎車(chē)空調(diào)一般要消耗8-12%8-12%的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，增加油耗，的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，增加油耗，加大排放；另一方面易引起水箱過(guò)熱，影響轎車(chē)動(dòng)力性。加大排放；另一方面易引起水箱過(guò)熱，影響轎車(chē)動(dòng)力性。u為解決舒適性與制冷功耗之間的矛盾，回收和利用發(fā)為解決舒適性與制冷功耗之間的矛盾，回收和利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱驅(qū)動(dòng)汽車(chē)空調(diào)制冷，是理想的節(jié)能方案。動(dòng)機(jī)排氣余熱驅(qū)動(dòng)汽車(chē)空調(diào)制冷，是理想的節(jié)能方案。1.1.余熱制冷技術(shù)余熱制

5、冷技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組u汽車(chē)空調(diào)制冷技術(shù)主要有吸收式和吸附式兩種。汽車(chē)空調(diào)制冷技術(shù)主要有吸收式和吸附式兩種。u吸收式制冷采用液態(tài)工質(zhì)，吸收式制冷采用液態(tài)工質(zhì)，COPCOP值較大。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)值較大。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，不適用于顛簸、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的汽車(chē)。復(fù)雜、造價(jià)高，不適用于顛簸、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的汽車(chē)。u吸附式制冷采用固態(tài)工質(zhì)制冷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，吸附式制冷采用固態(tài)工質(zhì)制冷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，適用于顛簸、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的汽車(chē)。缺點(diǎn)是適用于顛簸、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的汽車(chē)。缺點(diǎn)是COPCOP值較低。值較低。1.1.余熱制冷技術(shù)余熱制冷技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)

6、目組發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，排氣閥門(mén)處的溫度大約為發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，排氣閥門(mén)處的溫度大約為400-500400-500。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為170kW(228170kW(228馬力馬力) )的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其能量分布為能量分布為: :全部燃燒熱全部燃燒熱600kW600kW；軸功輸出；軸功輸出170kW170kW；輻射、；輻射、冷卻換熱冷卻換熱230kW230kW；廢氣余熱；廢氣余熱200kW200kW。余熱制冷潛力巨大。余熱制冷潛力巨大。1.1.余熱制冷技術(shù)余熱制冷技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組利用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣余熱發(fā)電常用方法有半導(dǎo)體溫利用汽車(chē)發(fā)動(dòng)

7、機(jī)廢氣余熱發(fā)電常用方法有半導(dǎo)體溫差發(fā)電、斯特林循環(huán)發(fā)電。差發(fā)電、斯特林循環(huán)發(fā)電。2.2.余熱發(fā)電技術(shù)余熱發(fā)電技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組半導(dǎo)體溫差發(fā)電：半導(dǎo)體溫差發(fā)電：利用熱電材料的塞貝克效應(yīng)，將利用熱電材料的塞貝克效應(yīng)，將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。2.2.余熱發(fā)電技術(shù)余熱發(fā)電技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組斯特林循環(huán)發(fā)電：斯特林循環(huán)發(fā)電：工質(zhì)從高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)從高溫?zé)嵩? (汽車(chē)廢氣汽車(chē)廢氣) )吸收吸收熱量，膨脹做功，向低溫?zé)嵩捶艧岵⑹湛s，再次從熱量，膨脹做功，向低溫?zé)嵩捶艧岵⑹湛s，再次從熱源吸收熱量，循環(huán)上述過(guò)程。在每次循環(huán)過(guò)

8、程中，熱源吸收熱量，循環(huán)上述過(guò)程。在每次循環(huán)過(guò)程中，工質(zhì)吸收的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而工質(zhì)做功過(guò)程中工質(zhì)吸收的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而工質(zhì)做功過(guò)程中通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)直線發(fā)電機(jī)進(jìn)一步將機(jī)械通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)直線發(fā)電機(jī)進(jìn)一步將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。能轉(zhuǎn)化為電能。2.2.余熱發(fā)電技術(shù)余熱發(fā)電技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組氫燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用還沒(méi)有得到廣泛推廣，氫燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用還沒(méi)有得到廣泛推廣，氫燃料難以直接隨車(chē)儲(chǔ)存是主要制約因素。以甲醇?xì)淙剂想y以直接隨車(chē)儲(chǔ)存是主要制約因素。以甲醇代替氫氣隨車(chē)攜帶，并利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱將甲醇代替氫氣隨車(chē)攜帶，并利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余

9、熱將甲醇裂解為氫，將裂解的氫直接燃燒或者與汽油混合作裂解為氫，將裂解的氫直接燃燒或者與汽油混合作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，較好地解決了氫燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，較好地解決了氫燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的儲(chǔ)存、攜帶，使氫燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的推廣上的儲(chǔ)存、攜帶，使氫燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的推廣應(yīng)用成為可能。應(yīng)用成為可能。3.3.余熱制氫技術(shù)余熱制氫技術(shù)環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組甲醇催化熱解制氫原理：甲醇催化熱解制氫原理：3.3.余熱制氫技術(shù)余熱制氫技術(shù)上述反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氣，能上述反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氣，能使使汽油燃燒更徹底，節(jié)省燃汽油燃燒更徹底，節(jié)省燃料并改善了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放。甲醇作為可再生能源

10、，能料并改善了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放。甲醇作為可再生能源，能從植物秸桿等提取，可以緩解石油短缺危機(jī)。在原有的從植物秸桿等提取，可以緩解石油短缺危機(jī)。在原有的燃?xì)馊細(xì)馄?chē)上采用余熱制氫技術(shù)，改制費(fèi)用很少。汽車(chē)上采用余熱制氫技術(shù)，改制費(fèi)用很少。環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組 背景介紹背景介紹 有關(guān)技術(shù)有關(guān)技術(shù) 效益分析效益分析 結(jié)論結(jié)論匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組環(huán)控節(jié)能工業(yè)余熱利用項(xiàng)目組背景介紹背景介紹 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用潛力巨大，存在的問(wèn)題主要汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用潛力巨大，存在的問(wèn)題主要有：一是汽車(chē)余熱的品位較低，能量回收較困難；二有：一是汽車(chē)余熱的品位較低，能量回收較困難；二是余熱利用裝置要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，效率是余熱利用裝置要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，效率高；三是廢熱利用裝置