1、2005年第10期信息技術(shù)中圖分類號(hào)中圖分類號(hào):TM910.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào)文章編號(hào):10092552(2005)10010702汽車尾氣余熱發(fā)電的原理與實(shí)現(xiàn)汽車尾氣余熱發(fā)電的原理與實(shí)現(xiàn)趙剛1李富2朱建良1(1.哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院哈爾濱1500402.哈爾濱市市郊農(nóng)電局哈爾濱150076)摘要:利用斯特林循環(huán)原理設(shè)計(jì)了一種汽車尾氣余熱發(fā)電裝置不僅可以有效的利用廢熱節(jié)省能源提高效率同時(shí)有利于減少熱污染和環(huán)境

2、保護(hù)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:汽車尾氣余熱發(fā)電效率PrinciplePrincipleimplementationimplementationofofpowerpowergenerationgenerationusingusingtailtailgasgaswastewasteheatheatofofcarcarZHAOGang1LIFu2yu2ZHUJian2liang1(1.ElectricalElectrical2.HarbinHarbin

3、AgriculturalAgriculturalElectricityElectricityBureauBureauofofCityCitySuburbSuburbHarbinHarbin150076China)China)AbstractAbstract:Thereismuchwasteheatinthetailgasofthecar.UsingStirlingcycletheythispaperdesignsawasteheatpo

4、wergenerationset.Itcanutilizethewasteheateffectivelysavetheenergysourceincreasetheefficiencyalsoreducetheheatpollutionprotecttheenvironment.KeyKeywdswds:tailgasofcarwasteheatpowergenerationefficiency0引言隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展汽車越來越普及

5、。但是汽車燃油熱量僅有三分之一成為有效能量(作為動(dòng)力)其余三分之二則是通過冷卻水或排氣方式排入大氣如何將這些熱量加以利用是人們普遍關(guān)注的問題。利用汽車尾氣余熱發(fā)電就是有效利用這些熱量的一個(gè)合理的途徑。1汽車余熱發(fā)電的工作原理汽車尾氣余熱發(fā)電是通過斯特林循環(huán)過程完成的其基本工作原理為:工質(zhì)從高溫?zé)嵩?汽車廢氣)吸收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)上述過程。在每次循環(huán)過程中工質(zhì)吸收的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而工質(zhì)做功過程中通過

6、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。2汽車余熱發(fā)電的熱機(jī)模型在汽車尾氣余熱發(fā)電系統(tǒng)中熱機(jī)可以考慮多種熱力循環(huán)和工質(zhì)。包括朗肯(Rankine)循環(huán)、布蘭熱和冷卻交替加熱的氣體達(dá)到相同的溫度和體積。斯特林機(jī)通常配置有一個(gè)高效換熱器用于回收氣體做功后的余熱并預(yù)熱待加熱氣體。圖2所示為斯特林循環(huán)的四個(gè)基本過程。1～2定溫壓縮過程:配氣活塞停留在上止點(diǎn)附近動(dòng)力活塞從它的下止點(diǎn)向上壓縮工質(zhì)工質(zhì)流經(jīng)冷卻器時(shí)將壓縮產(chǎn)生的熱量散掉當(dāng)動(dòng)

7、力活塞到達(dá)它的上止點(diǎn)時(shí)壓縮過程結(jié)束。2～3定容回?zé)徇^程:動(dòng)力活塞仍停留在它的上止點(diǎn)附近配氣活塞下行迫使冷腔內(nèi)的工質(zhì)經(jīng)回?zé)崞髁魅肱錃饣钊戏降臒崆坏蜏毓べ|(zhì)流經(jīng)回?zé)崞鲌D2斯特林循環(huán)過程時(shí)吸收熱量使溫度升高。3～4定溫膨脹過程:配氣活塞繼續(xù)下行工質(zhì)經(jīng)加熱器加熱在熱腔中膨脹推動(dòng)動(dòng)力活塞向下并對外做功。4～5定容儲(chǔ)熱過程:動(dòng)力活塞保持在下止點(diǎn)附近配氣活塞上行工質(zhì)從熱腔經(jīng)回?zé)崞鞣祷乩淝换責(zé)崞魑展べ|(zhì)的熱量工質(zhì)溫度下降至冷腔溫度。綜上所述在一個(gè)完整的

8、斯特林循環(huán)中氣體對外所做的功為高溫膨脹過程所做的功與低溫壓縮過程所做的功的差。而這些功最終通過推動(dòng)直線發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能。5結(jié)束語本文結(jié)合斯特林循環(huán)過程提出了一種汽車尾氣余熱的合理利用方法并利用斯特林熱機(jī)模型制作了一套車載汽車尾氣余熱發(fā)電裝置。此裝置具有如下特點(diǎn):(1)體積小、質(zhì)量輕、汽車攜帶方便。(2)轉(zhuǎn)換效率高熱電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)40%。(3)無污染。斯特林循環(huán)過程是一個(gè)內(nèi)可逆循環(huán)工質(zhì)可以往復(fù)流動(dòng)利用不會(huì)泄漏。(4)此裝置發(fā)出的電能不

9、穩(wěn)定電流小、電壓低不能直接利用需要經(jīng)過特殊電路設(shè)計(jì)才能利用。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn):[1]吳丹妮1斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)分析和計(jì)算[J].湛江海洋大學(xué)學(xué)報(bào)199717(2).[2]顧根香金東寒閻王廷1斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的研究[J].內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)200018(3).[3]林比宏1太陽能空間斯特林熱機(jī)性能的優(yōu)化分析[J].泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué))200220(4).[4]侯欣賓袁修干崔海亭1國外空間太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展及建議[J].太陽能學(xué)報(bào)