[发明专利]一种再热式有机朗肯循环发动机余热回收系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种再热式有机朗肯循环发动机余热回收系统及控制方法，属于余热回收技术领域。该系统主要由发动机、可切换模式的有机朗肯循环系统和控制系统组成。本系统通过不同阀门的开闭，实现在基本有机朗肯循环和再热式有机朗肯循环之间的转换，从而更好地利用发动机排气余热能量。相比于现有的技术方案，本发明具有结构紧凑、易于控制、余热能利用效率高等特点，具有广泛的应用前景。 1

主权项

1.一种再热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：包括发动机(1)、可切换模式的有机朗肯循环系统和控制系统；所述的可切换模式的有机朗肯循环系统，包括蒸发器(2)、膨胀机一(3)、发电机一(4)、再热器(5)、膨胀机二(6)、发电机二(7)、冷凝器(8)、储液罐(9)以及工质泵(10)；所述的控制系统包括控制单元(11)、排气温度传感器(12)、蒸发器出口排气温度传感器(13)、电磁阀一(14)、电磁阀二(15)、电磁阀三(16)、电磁阀四(17)、电磁阀五(18)、电磁阀六(19)以及连接这些部件的线路；连接关系：发动机(1)通过管路与蒸发器(2)连通，管路上设置有排气温度传感器(12)和电磁阀二(15)；电磁阀一(14)与电磁阀二(15)并联，电磁阀一(14)设置在发动机(1)的排气通道上；储液罐(9)中的液态工质经工质泵(10)加压后进入蒸发器(2)中，随后工质进入膨胀机一(3)中推动其输出轴转动，从而带动发电机一(4)进行发电；完成做功后的工质经冷凝器(8)冷凝为饱和液体后流回储液罐(9)；废气通过蒸发器(2)的尾气出气通道排出，通道上设置有蒸发器出口排气温度传感器(13)和电磁阀三(16)；膨胀机一(3)和冷凝器(8)之间的管路上设置有电磁阀六(19)；再热器(5)的工质进气管道一端置于膨胀机一(3)和电磁阀六(19)之间，工质进气管道上设置有电磁阀五(18)；再热器(5)的尾气进气管道与蒸发器(2)的尾气出气管道连通，再热器(5)的尾气进气管道上设置有电磁阀四(17)；再热器(5)的工质出气管道依次与膨胀机二(6)和冷凝器(8)连接；膨胀机二(6)与发电机二(7)同轴连接；控制单元(11)用于控制阀门的开闭；系统的控制方法为：根据发动机的不同，可设置不同的预设温度T1、T2作为信号，通过控制单元(11)判断电磁阀是否接通和断开；发动机(1)启动，排气温度传感器(12)检测到排气温度低于预设温度T1时，控制单元(11)发出指令：接通电磁阀一(14)，从而使发动机尾气通过排气通路直接排入大气中；当排气温度传感器(12)检测到排气温度高于预设温度T1时，控制单元(11)发出指令：接通电磁阀二(15)，断开电磁阀一(14)，发动机尾气进入蒸发器(2)中与经过工质泵(10)加压的工质进行换热；当发动机运行工况复杂多变时，蒸发器出口排气温度传感器(13)检测到蒸发器排气出口尾气温度低于预设温度T2时，经过蒸发器的排气不具有再次利用价值，控制单元(11)发出指令：接通电磁阀三(16)、电磁阀六(19)，此时基本有机朗肯循环系统开始工作；储液罐(9)中饱和液态工质经工质泵(10)加压后进入蒸发器(2)中吸收发动机的排气余热，随后进入膨胀机一(3)中推动其输出轴转动，从而带动发电机一(4)进行发电；完成做功后的工质经冷凝器(8)冷凝为饱和液体后流回储液罐(9)；当发动机运行工况复杂多变时，蒸发器出口排气温度传感器(13)检测到蒸发器排气出口尾气温度高于预设温度T2时，经过蒸发器的排气具有再次利用价值，控制单元(11)发出指令：断开电磁阀三(16)、电磁阀六(19)，接通电磁阀四(17)、电磁阀五(18)，此时再热式有机朗肯循环系统开始工作；储液罐(9)中饱和液态工质经工质泵(10)加压后进入蒸发器(2)中吸收发动机的排气余热，工质随后进入膨胀机一(3)中推动其输出轴转动，从而带动发电机一(4)进行发电，从膨胀机一(3)中出来的工质进入再热器(5)中与蒸发器(2)出来的的发动机排气进行换热，随后工质进入膨胀机二(6)中推动其输出轴转动，从而带动发电机二(7)进行发电，完成做功后的工质经冷凝器(8)冷凝为饱和液体后流回储液罐(9)；此时，废气通过再热器(5)的排气管路排出。