尾气发电设计方案

1、尾气余热利用比较低；能量回收装置要抗震动和冲击；尾气余热回收装置不能影响发动机的正常工作性能。目前关于发动机尾气余热利用方式主要有以下几种： 废气涡轮增压就是借助废气中的一部分能量来提高内燃机的进气压力进而增加充气量，以改善发动机的动力性和经济性。目前相当多的汽车发动机都采用涡轮增压的方式。但是这种方式只能应用废气中的部分能量，而且存在很难与发动机的全工况进行匹配等一些问题。 发动机尾气余热利用发电主要有三种方法，即温差发电、废气涡轮发电以及氟龙透平发电。温差发电主要是利用温差发电材料进行发电，但是由于热电材料的能量转换率较低因而需要开发出转换率较高的热电转换材料。废气涡轮发电就是利用废气驱动

2、涡轮从而带动发电机发电，这种发电方式对发动机的性能有一定的影响要进一步研究。 目前利用发电机尾气余热制冷主要是吸收式制冷和吸附式制冷。吸收式制冷原理是以热能为动力来完成制冷循环的；吸附式制冷是利用某些固体物质在一定温度、压力下能吸附某种气体或水蒸汽，在另一种温度及压力下又能把它释放出来的特性来实现制冷。根据目前国内外关于发电机尾气余热利用的现状，提出了一种利用发电机尾气余热制暖以及发电的思路。 这个系统主要由尾气集热器、分流器、供暖器、循环泵以及控制系统组成，系统工作原理为：尾气集热器与原车排气管消声器并联，通过尾气集热器收集发动机尾气的余热，通过导热将热量传递给供暖器，而后通过供暖器给车厢供

3、暖，分流器主要是根据控制系统使得尾气主要经过尾气集热器或者原排气管，循环泵主要是给在管路中流动的导热剂提供动力。控制系统则是整个供暖系统的关键，主要控制供暖系统的运行，是连接整个供暖系统的电器元件，根据车厢内的温度控制分流器从而控制尾气经过排气管或者集热器。 这个系统可以取代原车的燃油加热器，尤其在北方地区更为实用，减少燃油的使用，可以增加车辆的续驶里程，提高了燃油的经济性，有效的提高了发动机效率。由于目前内燃机存在能量浪费的情况，拟从提高能源利用率的角度来提出尾气余热发电的思路，即可以利用涡卷热马达利用发动机尾气余热发电。发动机尾气余热利用技术简介尾气余热利用比较低；能量回收装置要抗震动和冲

4、击；尾气余热回收装置不能影响发动机的正常工作性能。目前关于发动机尾气余热利用方式主要有以下几种：废气涡轮增压就是借助废气中的一部分能量来提高内燃机的进气压力进而增加充气量，以改善发动机的动力性和经济性。目前相当多的汽车发动机都采用涡轮增压的方式。但是这种方式只能应用废气中的部分能量，而且存在很难与发动机的全工况进行匹配等一些问题。发动机尾气余热利用发电主要有三种方法，即温差发电、废气涡轮发电以及氟龙透平发电。温差发电主要是利用温差发电材料进行发电，但是由于热电材料的能量转换率较低因而需要开发出转换率较高的热电转换材料。废气涡轮发电就是利用废气驱动涡轮从而带动发电机发电，这种发电方式对发动机的性

5、能有一定的影响要进一步研究。目前利用发电机尾气余热制冷主要是吸收式制冷和吸附式制冷。吸收式制冷原理是以热能为动力来完成制冷循环的；吸附式制冷是利用某些固体物质在一定温度、压力下能吸附某种气体或水蒸汽，在另一种温度及压力下又能把它释放出来的特性来实现制冷。根据目前国内外关于发电机尾气余热利用的现状，提出了一种利用发电机尾气余热制暖以及发电的思路。这个系统主要由尾气集热器、分流器、供暖器、循环泵以及控制系统组成，系统工作原理为：尾气集热器与原车排气管消声器并联，通过尾气集热器收集发动机尾气的余热，通过导热将热量传递给供暖器，而后通过供暖器给车厢供暖，分流器主要是根据控制系统使得尾气主要经过尾气集热

6、器或者原排气管，循环泵主要是给在管路中流动的导热剂提供动力。控制系统则是整个供暖系统的关键，主要控制供暖系统的运行，是连接整个供暖系统的电器元件，根据车厢内的温度控制分流器从而控制尾气经过排气管或者集热器。这个系统可以取代原车的燃油加热器，尤其在北方地区更为实用，减少燃油的使用，可以增加车辆的续驶里程，提高了燃油的经济性，有效的提高了发动机效率。由于目前内燃机存在能量浪费的情况，拟从提高能源利用率的角度来提出尾气余热发电的思路，即可以利用涡卷热马达利用发动机尾气余热发电。涡卷热马达发电机是基于有机朗肯循环原理，利用低品味热能驱动有机朗肯循环发电的设备，跟涡卷压缩机工作过程正好相反，涡卷机构是目

7、前世界公认的低噪声、工作平稳性好、效率高、功重比大的动力机构。热马达是综合利用内燃机和涡卷机构的优点而设计的动力机构，选择了结构合理、活动部件少、工作平稳、功重比大的涡卷膨胀机作为动力输出装置，将燃料燃烧产生热能的过程与介质膨胀做功使热能转化为动能的过程分开处理，整机的工作特性属于直热式热机，不仅可以利用燃料燃烧作为热源，还可直接利用各种低品位废热作为热源，具有广阔的应用前景新能源的混合动力汽车发动机尾气储热、减排、发电系统简介：由工信部牵头制定的节能与新能源汽车产业规划征求意见稿的方案表明，（20112020年）中国将最终实现“插电式混合动力汽车”和纯电动汽车的产业化。我公司的科技攻关项目已

8、经改变这种“插电式混合动力汽车”的方向，在可再生能源、新能源的混合动力汽车发展技术中，我们又一次的走在了世界的前面。背景资料：国际油价再创新高油价或进入10元时代，国家发改委昨天再度上调成品油价，广东：97号油最高涨至8.54元/升，昆明汽柴油价93号汽油7.59元/升，目前中国油价首超过美国.日本核爆炸事件已给新能源汽车的发展来来了巨大的难题，将来的核电可能就要大打折扣啦，国际巨大的能源供给与新能源汽车的电力来源将主要依赖常规发电，这必然造成电力的相对紧张时，还要为新能源汽车到处设立大功率的充电站供电，特别是在每年高峰用电限电拉闸的非常时期，混合动力与纯电动汽车将发生与其他原有用电设施争抢电

9、源的想象，必将又会造成新一轮的电力能源的被动紧张趋势发生.另据2010年12月30日报道，美国普渡大学的研究人员最新研究的“新型热能装电能装置”称：未来可用汽车尾气发电。文章指出科学和环保是分不开的，科学研究发展在一定程度上造成了环境污染，也在一定程度解决了环境问题。为了解决汽车尾气对环境日益严重的污染问题，该大学的科学家正在研制一种全新的治理尾气的方法，将汽车所排放的尾气用来为汽车发电。请注意，这篇报道中该大学的科学家们只是“正在研制一种治理尾气方案，并利用这种排放尾气来为汽车发电”，就已获得美国政府140万美元的项目研发资金的支持，按今日外汇牌价6.5305计算，也就是914.27万元人民

10、币的资金支持。但他们的研究方案和我们早已攻克的项目原理根本就不是一样的。他们现在还在寻找，也可以说还没有头绪呢？下面请看该报道的刊登日期是：2010年12月30日，请再关注一下该报道的最后一句话目前研究团队正在（寻找）测试一种名为“方钴矿”的导热很差的金属的时候，该项目早已被我们研发成功并已申报了三项国家专利啦。经鉴定分析，我们已完成的方案与美国正在研究的方案相比：我们的产品储热减排发电的原理更先进、效率更显著、性能更稳定、成本造价更低廉且故障率特低。目前，全世界都在为节省石化能源的新能源混合动力汽车高额投资攻关，其中包括：沃尔沃v60型混合动力百公里油耗1.9升、奔驰s级混合动力百公里油耗2

11、.9升、保时捷918 spyder混合动力百公里油耗3升、新奥迪a6混合动力百公里油耗6.2升、比亚迪混合动力百公里油耗（据说是）3.16l升.可以看得出这些混合动力车的节能效果是非常显著的.但是，到目前为止，凡是混合动力汽车基本上都采用了油电混合型，而这种模式的混合动力汽车都跳不过实际行驶距离的限制，到了一定的几十公里行驶里程，就必须尴尬的提前寻找合适的电源充电站，并停车插电几小时，待补充满电能以后再继续进入下一个同样有限的行驶距离限制过程。要么就干脆放弃混合动力模式，仍恢复石化能源动力运行，造成实际油耗的恢复上升，及混合动力设置的空置。“混合动力汽车发动机尾气储热减排发电系统”项目，在攻克

12、了混合动力汽车有限的行驶距离限制的同时，系统在热发电器的热传导介质中增设了热相变材料模块。设有尾气集热和热发电模块的热发电系统，只要混合动力发动机运行排放尾气，系统就能大量吸收发动机排放出的尾气中的热能并发电。系统中增设的热相变材料模块可同时高倍储存已排放尾气中的热能，当混合动力的发动机与电机动力切换运行而停止提供尾气热能时，由热相变材料模块将已储存的高倍热能，在一定时间内（三小时左右）逐步释放提供给热发电器并延续发电，从而保证了系统有效时间内不间断的继续为蓄电池充。这一优选方案与其他控制系统配套，避免了混合动力系统两种动力频繁切换时造成的，系统频繁间歇充电对蓄电池的严重损害，更加有效、合理的

13、为车载蓄电池补充电能并节能减排。为了充分利用发动机的尾气热能，我们还开发了“新型混合动力发动机尾气储热减排暖通装置”，该项目已进入产品的中试阶段。为该项目服务的相关专利证书：混合动力汽车发动机尾气减排发电系统设计人：戚荣生 专利号：201120031275.3发明专利申请号：201110031330.3混合动力汽车发动机尾气储热减排发电暖通系统设计人：戚荣生申请号：201120109162.0涡扇式电动水泵设计人：戚荣生 专利号：zl201020289888.2据了解，发动机尾气的余热具有温度高、压强大、流速快的特点，因此尾气所含能量在浪费的热量中占主要部分。假如我们能将尾气中的热能转变为其他

14、可利用的能量形式，就可以有效提高能源的使用效率，在节约能源的同时减小了尾气污染。随着能源价格的上涨，如何利用汽车尾气中的能量，得到了人们越来越多的关注，已经有多家机构就相关领域进行了有益的尝试。利用汽车尾气的热能发电，首先面对的是技术上的难题。普渡大学的研发团队目前最大的挑战之一是寻找合适的热电材料，热电材料必须满足耐高温以及导热性差两个条件。北京理工大学机械与车辆学院马朝臣教授介绍说：“汽车尾气发电目前面临的一个很大的困难是如何提高实用中燃油的利用率。同时，如何降低生产过程中的成本，也是这项技术从理论研究迈向实际应用很重要的一步。”尽管面临着重重困难，尾气发电技术仍有着非常广阔的市场前景。据

15、相关媒体报道，目前最先进的热电组件的转换效率大概只有5%。若是使一辆雪佛兰越野车的燃油利用率提高5%，相当于每升燃油多跑0.43公里。而这项研究有望最终将汽车燃油利用率提高10%，高效的利用效率可以补偿安装设备带来的成本，经济效益前景良好同类课题研究水平概述国外研究现状： 从今年1月份开始，这个研发团队一直设法在汽车三元触媒转换器后安装一个由金属芯片构成的初始模型，该模型可以从温度高达700摄氏度的废气中收集热量。领导这项研究的普渡大学机械工程系教授徐先凡解释说，因为热能转化为电能的过程中会出现巨大的温差，而且只有使这种温差持续才能产生电流，所以这种金属必须能够经受住巨大的温差一面要接触高温气

16、体被加热，而另一面则必须保持低温。研发团队目前最大的挑战之一是寻找一种导热很差的金属，这样汽车尾气中的热量就不会从一面传到另一面了。通用汽车的研究者们目前正在测试一种名为“方钴矿”的金属，它是含有钴、砷化物、镍和铁的混合物，如再加进含铈的稀土元素合金，还可使这种方钴矿的导热性再次降低。 热电转化技术不仅可以为车辆提供电力，还可对家庭和发电场的废热进行回收利用，以及用于新型太阳能电池。美国国家科学基金和能源部已向该项目提供了总额达140万美元的资金支持。也就是说依据现在国外的技术来看，利用汽车的废热来发电的装置正在研发的过程中，还没有研发成功。 国外研究现状： 就国内的现状来讲，我国还没有致力于

17、专门的团队来研究汽车尾气发电的项目。 意义： 据了解，汽车发动机动力输出占燃油燃烧总热量的2542，其余以废热形式从冷却水和尾气等中排出。这不仅是一种能量的浪费，同时也会造成一定程度的大气热污染。发动机尾气的余热具有温度高、压强大、流速快的特点，因此尾气所含能量在浪费的热量中占主要部分。假如我们能将尾气中的热能转变为其他可利用的能量形式，就可以有效提高能源的使用效率，在节约能源的同时减小了尾气污染。事实上，这种想法并非天方夜谭。随着能源价格的上涨，如何利用汽车尾气中的能量，得到了人们越来越多的关注，已经有多家机构就相关领域进行了有益的尝试。尽管面临着重重困难，尾气发电技术仍有着非常广阔的市场前

18、景。 据相关媒体报道，目前最先进的热电组件的转换效率大概只有5%。若是使一辆雪佛兰越野车的燃油利用率提高5%，相当于每升燃油多跑0.43公里。而这项研究有望最终将汽车燃油利用率提高10%，高效的利用效率可以补偿安装设备带来的成本，经济效益前景良好。(收起)科普文章汽车余热的利用发表日期：2012-04-19打印大中小【关闭】社会经济的发展使能源消耗量急剧增加，能源供需矛盾日益突出，并造成了严重的环境问题。由于汽车保有量越来越大，汽车的能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高。汽车节能问题越来越受到各个国家的关注，成为当今世界汽车工业发展的主题。汽车发动机的实用效率一般为35%40%左右,约占燃

19、料发热量一半以上的能量被发动机循环冷却水及排气带走，不仅造成了能源的浪费而且带来了不良环境影响。因而，通过有效利用汽车废热是实现汽车节能，降低汽车能源消耗的一个有效途径。目前，国内外汽车余热利用技术从热源来看，有利用发动机冷却水余热和利用排气余热两种。从用途上来看，有废气涡轮增压、制冷空调、发电、采暖和改良燃料等方式。废气涡轮增压技术是借助废气中的部分能量来提高内燃机的进气压力进而增加充气量，以改善内燃机的动力性和经济性。废气涡轮增压是当前废气能量利用较为广泛的一种途径，但这种方法只能利用废气中的部分能量，且由于内燃机与涡轮增压装置联合工作时能量传递的特点，给增压内燃机的使用增加了一些强制附加

20、条件，造成使用不便。此外，这种装置在汽油机与小型柴油机上使用较少。目前，多在大型柴油机上使用，使用范围受到一定限制。利用废热制冷和驱动空调是一种有效利用汽车余热的方式。轿车空调一般要消耗8%-12%的轿车发动机动。这一方面增加了油耗，加大了废气排放量，加剧了空气的污染；另一方面易引起水箱过热，影响轿车动力性；同时，由于压缩式空调系统采用的制冷工质为氟利昂类化合物，导致温室效应加剧。因此，通过回收和利用发动机排气余热来驱动制冷系统，实现轿车空调是理想的节能方案，也是目前世界各国都在研究的课题。目前，提出的利用汽车废热方式主要有吸收式和吸附式两种。利用废气能量发电的方法基本有三种，分别为利用半导体温差发电、氟龙透平发电和废气涡轮发电。1、半导体温差发电。随着半导体材料及其加工技术的发展，金属导体热电转化效率逐渐提高，利用半导体温差发电在动力范畴有了应用的可能。资料表明，半导体温差发电材料的热电转化效率可达3.3%,甚至是7%。温差发电使排气温度降低导致排气压力减少，有助汽车噪声水平下降，可使汽车消音器的结构简化紧凑。同时温差发电本身是静态下能量转换，没有旋转