基于廢氣循環(huán)和增壓空氣制冷器熱量的重型載貨車循環(huán)效率和熱量利用率提高

廢氣熱量回收是重型載貨車柴油機(jī)應(yīng)用的節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)動機(jī)在不同的工作條件下，排放到大氣中的能量在30%～40%之間，所以利用從廢氣中回收熱量對柴油機(jī)降低排放是相當(dāng)可觀的。對于重型載貨車柴油機(jī)最適合也是技術(shù)前景最好的方案之一就是采用朗肯循環(huán)。

介紹了未來減少發(fā)動機(jī)排放的解決方案，研究了在柴油機(jī)上應(yīng)用朗肯循環(huán)使熱量利用率提高后帶來的一些問題。以熱動力學(xué)原理為基礎(chǔ)建立了理論仿真模型，模型由3個(gè)子系統(tǒng)模型組成：柴油發(fā)動機(jī)熱動力學(xué)模型、朗肯循環(huán)熱動力學(xué)模型和廢氣熱量冷卻器模型，分別采用了兩種熱量轉(zhuǎn)化媒介：水（蒸汽）和有機(jī)液體。為了縮小這套系統(tǒng)的規(guī)模，研究利用包括廢氣熱量在內(nèi)的其它能量，比如通過增壓空氣制冷器和廢氣再循環(huán)技術(shù)回收渦輪增壓的熱量，通過模型仿真研究了這兩套系統(tǒng)的能量回收能力。仿真結(jié)果對比了發(fā)動機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速、載荷和溫度下基于朗肯循環(huán)的能量回收率。為了獲得一個(gè)完整的能量回收系統(tǒng)應(yīng)用前景的估計(jì)，分析了這套系統(tǒng)的性價(jià)比。一套額定能量回收功率為30kW的朗肯循環(huán)系統(tǒng)價(jià)格大約為15000美元，按照重型載貨車15年的使用期限，則加裝這套能量回收系統(tǒng)的柴油發(fā)動機(jī)可以節(jié)省資金，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

刊名：Energy Conversion and Management（英）

刊期：2012年第3期

作者：Dimitrios T. Hountalas et al

編譯：吳玉杰