система жидкостного охлаждения тепловой машины

Формула изобретения

Система жидкостного охлаждения тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащая контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий сообщенные между собой при помощи верхнего и нижнего трубопроводов циркуляционный насос, рубашку охлаждения машины, радиатор, первый термостат с перепускным трубопроводом, утилизационный теплообменник, второй термостат с перепускным трубопроводом, отличающийся тем, что утилизационный теплообменник подключен к контуру циркуляции жидкости последовательно с радиатором и расположен между двумя термостатами, один из которых отрегулирован на открытие при меньшей температуре охлаждающей жидкости, а другой, установленный перед радиатором, отрегулирован на открытие при соответствующей максимально допустимой температуре охлаждающей жидкости на выходе из тепловой машины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и, в частности к системам охлаждения тепловых машин, например двигателей внутреннего сгорания, для повышения эффективности от утилизации тепла охлаждающей жидкости.

Известна система жидкостного охлаждения тепловой машины (1) схема которой приведена на фиг. 1.

Система содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий сообщенные между собой при помощи трубопроводов 1 и 2, соответственно рубашку охлаждения тепловой машины 3, циркуляционный насос 4 и радиатор 5 с перепускным трубопроводом 6, термостат 7, установленный в трубопроводе 1 в месте подключения к нему трубопровода 6, утилизационный теплообменник 8, подключенный к контуру циркуляции параллельно радиатору 5 и термостат 9, установленный в трубопроводе 1 между радиатором и термостатом 7 в месте подключения к трубопроводу теплообменника 8.

Известная система охлаждения (1) тоже предусматривает утилизацию тепла охлаждающей жидкости и по достигаемому результату она близка к предлагаемой системе охлаждения и поэтому она принимается в качестве прототипа заявляемой системе.

Недостатками известной системы (1), принятой в качестве прототипа, являются, во-первых то, что при открытии второго термостата поз. 9 (фиг. 1) циркуляция охлаждающей жидкости начинается через радиатор 5, а циркуляция охлаждающей жидкости через утилизационный теплообменник 8 уменьшается, значит уменьшается и величина отдачи тепла, и в результате может вообще прекратиться и весь расход охлаждающей жидкости будет циркулировать через радиатор 5.

Увеличение расхода охлаждающей жидкости через утилизационный теплообменник 8 будет иметь место по истечению некоторого времени, а именно, когда охлаждающая жидкость будет охлаждена в радиаторе 5 и, пройдя через тепловую машину 3, воздействуя на термостат 9, после чего он (термостат 9) начнет перепускать охлаждающую жидкость через утилизационный теплообменник 8.

Во-вторых, при снижении расхода охлаждающей жидкости через утилизационный теплообменник 8 (фиг. 1) снижается его эффективность теплоотдачи из-за уменьшения скорости потока через него.

Увеличение же эффективности теплоотдачи может быть достигнуто с восстановлением расхода (скорости) охлаждающей жидкости через утилизационный теплообменник 8, а это требует определенного времени для того, чтобы наступил тепловой баланс между отводом от тепловой машины тепла и соответствующим отводом тепла в радиаторе 5, и при этом термостат 9 займет определенное положение.

На основании вышеизложенного можно кратко сформулировать недостатки известной системы, а именно: отсутствие постоянного теплоотвода в утилизационном теплообменнике 8, снижение его эффективности и увеличение энерционности при изменении расхода охлаждающей жидкости через утилизационный теплообменник 8 при перераспределении потоков охлаждающей жидкости термостатом 9.

Целью изобретения является повышение эффективности утилизации тепла охлаждающей жидкости тепловой машины, например двигателей внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в системе жидкостного охлаждения тепловой машины, преимущественно двигателей внутреннего сгорания, утилизационный теплообменник подключен к контуру циркуляции охлаждающей жидкости последовательно радиатору и расположен между двумя термостатами, один из которых отрегулирован на открытие при температуре охлаждающей жидкости минимально допустимой, для приема нагрузки, а другой, установленный перед радиатором, отрегулирован на открытие, при соответствующей максимально допустимой температуре охлаждающей жидкости на выходе из тепловой машины.

Отличительными признаками предлагаемой системы охлаждения тепловой машины является то, что утилизационный теплообменник 8 (фиг. 2) установлен последовательно радиатору 5.

На фиг. 2 представлена предлагаемая система охлаждения тепловой машины.

Система содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий сообщенные между собой при помощи трубопроводов 1 и 2 соответственно рубашку охлаждения тепловой машины 3, циркуляционный насос 4 и радиатор 5 с перепускным трубопроводом 6, термостат 7, установленный в трубопроводе 1 в месте подключения к нему трубопровода 6, утилизационный теплообменник 8, подключенный к контуру циркуляции последовательно радиатору 5, и термостат 9, установленный в трубопроводе 1 между радиатором 5 и утилизационным теплообменником 8, с перепускным трубопроводом 10.

Предлагаемая система жидкостного охлаждения тепловой машины работает следующим образом.

После запуска тепловой машины 3 охлаждающая жидкость поступает на термостат 7, откуда она направляется по обводному трубопроводу 6 на всасывание водяного насоса 4, нагнетающий патрубок которого соединен с тепловой машиной 3.

После прогрева, когда температура охлаждающей жидкости достигнет максимально допустимой величины для принятия нагрузки (например, 45-50^oC) термостат 7 открывает подачу охлаждающей жидкости на утилизационный теплообменник 8 и далее на термостат 9, после которого охлаждающая жидкость по трубопроводу 10 подается на всасывание водяного насоса 4, нагнетающий патрубок которого соединен с тепловой машиной 3.

В утилизационном теплообменнике 8 начинается отбор (утилизация) тепла от охлаждающей жидкости, которое в свою очередь направляется потребителю (например, на обогрев помещения). При достижении максимально допустимой температуры охлаждающей жидкости на выходе из тепловой машины (например, 92. ..95^oC) начинает открываться термостат 9, и часть охлаждающей жидкости будет подаваться на радиатор 5 для охлаждения и далее подается на всасывание водяного насоса 4. При подаче охлаждающей жидкости на радиатор 5 также продолжается отбор тепла от охлаждающей жидкости в утилизационном теплообменнике 8, а учитывая, что вся охлаждающая жидкость проходит через утилизационный теплообменник 8 и только потом она разделяется, часть из которой по трубопроводу 10, а часть через радиатор 5, но эффективность (скорость охлаждающей жидкости) утилизационного теплообменника 8 остается прежней. Возможен вариант, когда при уменьшении потребления тепла из утилизационного теплообменника 8 большая часть или вся охлаждающая жидкость тогда проходит через радиатор 5. В варианте же, когда тепла потребителю из утилизационного теплообменника 8 достаточно, то расход охлаждающей жидкости на радиатор 5 закрыт, и охлаждающая жидкость проходит на всасывание водяного насоса 4 по трубопроводу 10. Тем самым обеспечивается постоянство подвода тепла потребителю из утилизационного теплообменника 8 и эффективность его работы, что очень важно, когда утилизированное тепло идет на отопление помещения.

Изложенное позволяет сделать вывод, что предложенная система жидкостного охлаждения тепловой машины позволяет увеличить эффективность утилизации тепла охлаждающей жидкости по сравнению с известной системой.

В результате использования этого изобретения на предприятии ЗАО "Волжский дизель им. Маминых", например на дизеле 6ЧН 21/21, создается положительный эффект путем теплоснабжения машинного отделения за счет тепла охлаждающей жидкости.