小型设备回收

　　首先要指出的是，发动机废气能量利用早就已经是被研究烂了的东西，各大高校，研究机构乐此不疲的研究，但是到如今也没有什么像样的成果出来；其实真不是这东西有多么的难，而是投入产出比不划算，在汽车上应用的可行性不高。

　　1、关于废气能量大小：

　　说到废气，先让我们来估计一下废气的能量大小，在发动机中，废气和冷却水带走的能量大概占到燃料燃烧热量的60%左右。

　　在假设尾气为理想气体前提下，成分是氧气，氮气，二氧化碳，水蒸气的前提下（其他成分如未燃碳氢化合物，NOx等都是微量的），有如下图所示：

　　图来自文献：车用气动式废气能量回收系统的研究-杨冬

　　可见，排气能量还是很大的，都快要接近发动机输出功率了。

　　2、关于废气能量品质：

　　任何能量都由?（exergy）和火无组成，其中?表示能量中可以转化成有用功的最高份额，在环境下不能转化成有用功的那部分叫做火无（anergy）。

　　E=Ex+An

　　有些能量，如电能，机械能可以全部转化成热能，这类能量就是?（exergy），而有些能量如热能，却不能完全转化成电能，机械能，转化能力受到热力学第二定律的限制。

　　反应到发动机上，有些热能，如冷却水，能量很大，但是其与环境温度相差太小，因此属于低品质能量，可利用价值有限，热力学上称为废热，或者火无（anergy）。如果非要利用，可能需要一个体积庞大的回收装置。

　　那发动机废气的?值呢，?值的计算有一个公式，如下：

　　【此处应该有公式】

　　..............................................

　　还是以上面那台柴油机为例，通过上面那个公式计算出排气可用能（?值）。如下表所示，此表还是来自上面那个文献。

　　看红线区域，就是废气能量的?值，随着转速的升高，?值升高。

　　总之，发动机废气的温度越高，压力和流速越大，?值也越大，废气能量利用价值也越高。

　　但同时，从卡诺循环热效率的启示可知，要利用这点能量会给实际设备带来困难。

　　回到题主的题目

　　如果真的要数数

　　3、废气能量回收的方式，且听我胡说八道

　　（1）废气涡轮增压技术

　　不多说

　　（2）温差发电

　　内燃机废气的能量可否回收用来做功？ - 物理学这里有

　　（3）余热制冷空调

　　发动机排气废热作为车用制冷空调驱动热源是当前车用制冷空调技术主要发展方向，目前发动机余热制冷方式主要有 3 种：吸收式、吸附式和喷射式。

　　与蒸汽压缩式制冷机相类似，吸收式制冷技术是利用高压液体制冷剂流经节流阀节流降压，在低温低压下蒸发来制取冷量，利用吸收剂对制冷剂的吸收性能与解吸性能来进行工作。

　　不多说，有兴趣自己搜资料看。

　　（4）基于朗肯循环废气余热能量回收

　　在排气系统中加装朗肯循环余热回收系统，利用废气余热驱动朗肯循环，使热能转化为高品位的电能或机械能。

　　朗肯循环利用水汽化和蒸汽凝结时，压力不变时温度也不变的特点，从而使循环过程实现定温加热和放热。

　　基本流程是：先将水的压力提升到所需水平，然后在换热器与发动机废气换热，获得高压高温的水蒸气，此时的水蒸气已经能膨胀做功了。

　　这样不会增加发动机排气背压。降低发动机泵气损失。

　　参考文献：基于朗肯循环废气余热回收技术的研究——王涤非

　　天津大学做过很多这方面的研究，有兴趣进一步了解可以去下文章看。

　　关于本回答废气能量品质高低，希望能得到进一步的交流，毕竟我不是热能专业的。

　　来源：知乎www.zhihu.com

　　作者：何先生

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