рекуператор, 10-насос хладагента, 11-охлаждающий контур двигателя, 12-передатчик тепла системы охлаждения двигателя, 13-насос рабочей среды, 14-вентили.
Взяв за основу Scania Irizar Century, можно провести некоторые расчеты. В данном автобусе стоит 6-ти цилиндровый, 4-х тактовый, 11-ти литровый двигатель Scania DC11 03 340 Euro. Одним из преимуществ этого двигателя является система рециркуляции выхлопных газов EGR – снижает уровень выброса оксидов азота с помощью охлаждения и повторного использования некоторого количества отработавших газов. Такая система обеспечивает увеличенную эффективность топлива без добавления примесей. А также снижает выбросы. Максимально допустимая полезная мощность двигателя внутреннего сгорания Nmax=250кВт или 340 лошадиных сил, однако средняя мощность, вырабатываемая двигателем, намного ниже. Ее можно определить из среднего объемного расхода топлива, который составляет m=25 л/100 км.
Рис. 1.3. 11-ти литровый двигатель, 340 л.с.
Скорость для загородного режима: u=80 км/ч;
Тогда время, за которое автомобиль проходит 100 км составит:
t=1 час 15 минут = 75*60= 4500 сек.
Плотность дизельного топлива составляет: ρ=820 кг/м3
В таком случае массовый секундный расход составит:
M(сек)=25*0.82/4500=4 г/сек.
При сжигании 1 кг дизельного топлива выделяется тепло (теплотворная способность):
r=42.7 МДж/кг;
Получается, что средняя выделяемая тепловая мощность равна:
Q=4*42.7*1000=170.8 кВт.
КПД двигателя, по данным разработчиков ,составляет: ηдвс=41%.
Тогда мощность, которая используется на привод автомобиля, равна:
N=170.8*1000*0.41=70 кВт.
Получается, что оставшаяся мощность составляет 100.8 кВт. Из рис. 1.4. следует, что на трение расходуется Qтр= 10 кВт. Потери тепла через систему охлаждения составляют : Qохл=170.8*1000*0.3=51.24 кВт.
Рис.1.4. Структура потерь в ДВС
Таким образом мы можем использовать то тепло которое просто вылетает в выхлопную трубу и направить эту энергию на работу автомобильного кондиционера.
Запуская фреоновый цикл, мы получаем дополнительную электрическую мощность и тем самым повышаем КПД нашей системы. На основе программы, разработанной для гелиоустановки, были проведены расчеты по определению эффективности фреоновой энергетической установки, использующей те 51.24 кВт тепловой мощности, которая в первоначальной схеме Scania Irizar Cenruty просто рассеивается с выхлопными газами. Высокая температура газов, выходящих из ДВС, позволяет использовать фреон при температуре 180◦C,соответствующая степень расширения была выбрана равной 10. Полученные результаты отображены на Рис.1.5.-1.8.Был получен коэффициент полезного действия фреоновой энергетической установки равный ηфр=10.9%.Суммарный КПД гибридной энергетической установки, в таком случае составит:
Он оказывается равен 
. Данный КПД находится на уровне КПД
лучших конденсационных тепловых электростанций.
Рис.1.5. Зависимость температуры паров фреона в турбине от степени расширения
Рис.1.6. Зависимость давления в турбине от степени расширения
Рис.1.7. Зависимость массы паров фреона в ротационной турбине от степени расширения
Рис.1.8. Зависимость массового паросодержания в ротационной турбине от степени расширения
Однако, еще более интересные результаты могут быть получены если использовать те 100.8 кВт тепловой мощности, которая в первоначальной схеме Scania Irizar Cenruty просто рассеивается с выхлопными газами и в системе охлаждения. Высокая температура газов, выходящих из ДВС, позволяет использовать фреон при температуре 180◦C,соответствующая степень расширения была выбрана равной 10. Полученные результаты отображены на Рис.1.5.-1.8.Был получен коэффициент полезного действия фреоновой энергетической установки равный ηфр=10.9%.Суммарный КПД гибридной энергетической установки, в таком случае составит:
Он оказывается равен 
.
Во втором случае сброс тепла будет производиться через отдельный
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
