柴俊霖，田瑞，杨富斌，张红光



车用柴油机余热回收有机朗肯循环系统方案热经济性对比分析

柴俊霖1，田瑞1，杨富斌2，张红光2

（1内蒙古工业大学能源与动力工程学院，内蒙古呼和浩特 010051；2北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124）

为实现对车用柴油机余热能量的充分回收，针对简单有机朗肯循环系统和双有机朗肯循环系统进行对比分析研究。根据某车用六缸柴油机的台架试验结果，在研究其变工况下余热特性的基础上，建立两种有机朗肯循环系统的热力学模型和经济模型，并对两个系统的热经济性进行了对比分析。结果表明：在柴油机整个工况范围内，双有机朗肯循环系统的净输出功率、功率提升率和有效燃油消耗率改善度均优于简单有机朗肯循环系统，最大值分别为24.38 kW、8.71%和8.01%；双有机朗肯循环系统的单位能量产出成本为0.8089 CNY·(kW·h)−1，比简单有机朗肯循环系统低19.26%。

车用柴油机；余热回收；有机朗肯循环；系统方案；热经济性

引 言

汽车作为主要的交通工具，仍以消耗传统石油燃料为主。从目前车用发动机能量利用平衡来看，燃料燃烧总热量的约1/3用于动力输出，除摩擦、机械等消耗小部分能量外，其余大约一半的能量主要通过排气及冷却水以余热的形式损失[1]。而且根据国家统计局发布的数据显示，2015年末全国民用汽车保有量达到了17228万辆[2]，车用发动机能源浪费严重。因此，进行车用发动机余热回收利用对降低燃油消耗量、减少污染物排放、保障国家能源安全意义重大。……