抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统及控制方法
专利汇可以提供抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且抽气回热式有机 朗肯循环 发动机 余热回收系统及控制方法，该系统主要由发动机系统、开式抽气回热 有机朗肯循环 系统、闭式抽气回热有机朗肯循环系统、冷却系统和控制系统组成。本系统通过调节不同 阀 门 的开闭，实现在开式抽气回热有机朗肯循环系统与闭式抽气回热有机朗肯循环系统之间的转换，从而更好地利用发动机的排气余热 能量 。相较于现有的技术方案，本 发明 具有结构紧凑、易于控制、余 热能 利用率较高等优点，具有较为广泛的应用前景。，下面是抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统及控制方法专利的具体信息内容。
1.抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：该系统包括发动机系统、开式抽气回热有机朗肯循环系统、闭式抽气回热有机朗肯循环系统、冷却系统和控制系统；上述的发动机系统，包括发动机(1)、压气机(2)、涡轮(3)、进气通路、排气通路；上述开式抽气回热有机朗肯循环系统，包括蒸发器(8)、工质质量流量计(11)、膨胀机(14)、发电机(15)、冷凝器(17)、储液罐(20)、工质过滤器(22)、工质泵(23)、开式回热器(32)、工质泵(36)以及连接它们的管路；上述闭式抽气回热有机朗肯循环系统，包括蒸发器(8)、工质质量流量计(11)、膨胀机(14)、发电机(15)、冷凝器(17)、储液罐(20)、工质过滤器(22)、工质泵(23)、闭式回热器(29)、开式回热器(32)、工质泵(33)以及连接它们的管路；上述冷却系统包括水泵(18)、散热器(19)以及连接它们的管路；上述控制系统包括排气温度传感器(4)、蒸发器出口排气温度传感器(7)、蒸发器出口工质温度传感器(9)、蒸发器出口工质压力传感器(10)、工质质量流量计(11)、膨胀机抽气口工质压力传感器(16)、工质泵出口工质压力传感器(24)、开式回热器进口工质压力传感器(34)、电磁阀组、控制单元(38)以及连接这些部件的线路，其中电磁阀组包括电磁阀一(5)、电磁阀二(6)、电磁阀三(12)、电磁阀四(13)、电磁阀五(21)、电磁阀六(25)、电磁阀七(27)、电磁阀八(28)、电磁阀九(30)、电磁阀十(31)、电磁阀十一(35)、电磁阀十二(37)；
上述抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统内各部件的连接关系是：
发动机系统各部件的连接关系是：进气通路与压气机(2)相连，压气机(2)与发动机(1)相连，发动机(1)与涡轮(3)相连，涡轮(3)与排气通路相连，排气压气机(2)与涡轮(3)同轴；
开式抽气回热有机朗肯循环系统各部件的连接关系是：储液罐(20)、工质过滤器(22)、工质泵(23)、开式回热器(32)、工质泵(36)、蒸发器(8)、工质质量流量计(11)、膨胀机(14)、冷凝器(17)通过管路首尾相连；膨胀机(14)的抽气口与开式回热器(32)相连，膨胀机(14)输出轴与发电机(15)输入轴相连；
闭式抽气回热有机朗肯循环系统各部件的连接关系是：储液罐(20)、工质过滤器(22)、工质泵(23)、闭式回热器(29)、开式回热器(32)、蒸发器(8)、工质质量流量计(11)、膨胀机(14)、冷凝器(17)通过管路首尾相连；膨胀机(14)的抽气口与闭式回热器(29)相连，闭式回热器(29)与工质泵(33)相连，工质泵(33)与开式回热器(34)相连；
冷却系统各部件的连接关系是：冷凝器(17)、水泵(18)和散热器(19)通过管路首尾相连；
控制系统各部件的连接关系是：排气温度传感器(4)、蒸发器出口排气温度传感器(7)、蒸发器出口工质温度传感器(9)、蒸发器出口工质压力传感器(10)、工质质量流量计(11)、膨胀机抽气口工质压力传感器(16)、工质泵出口工质压力传感器(26)、开式回热器进口工质压力传感器(34)、电磁阀组的各电磁阀分别通过线束与控制单元(38)相连。
2.根据权利要求1所述的抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：该系统的工作过程如下，发动机起动，当安装在排气通路上的排气温度传感器(4)检测到排气温度低于450℃时，控制单元(38)发出指令：断开电磁阀二(6)，接通电磁阀一(5)，从而使发动机尾气通过排气通路直接排入大气中；此时，抽气回热式有机朗肯循环系统处于停机状态；当温度传感器(4)检测到排气温度高于450℃时，控制单元(38)发出指令：接通电磁阀一(5)，断开电磁阀二(6)，发动机尾气进入蒸发器(8)中与工质进行换热；此时，抽气回热式有机朗肯循环系统处于启动状态。
3.根据权利要求1所述的抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：抽气回热式有机朗肯循环系统启动后，当发动机运行工况稳定时，安装在膨胀机(14)抽气口处的压力传感器(16)和安装在开式回热器(32)进口处的压力传感器(34)检测到两处压差ΔP≤0.001MPa，控制单元(38)发出指令：接通电磁阀四(13)、电磁阀五(21)、电磁阀六(25)、电磁阀十(31)和电磁阀十一(35)，断开电磁阀三(12)、电磁阀七(27)、电磁阀八(28)、电磁阀九(30)和电磁阀十二(37)；此时开式抽气回热式有机朗肯循环系统开始工作；工作过程如下：储液罐(20)中的工质经工质过滤器(22)过滤后进入工质泵(23)，经工质泵(23)加压后进入开式回热器(32)与从膨胀机(14)抽气口抽出的部分过热气体等压混合，混合后的工质再经过工质泵(36)加压后，进入蒸发器(8)中吸收发动机的排气余热，随后进入膨胀机(14)以推动其输出轴转动从而带动发电机(15)进行发电；完成做功后的工质经冷凝器(17)冷凝回饱和液体后流回储液罐(20)。
4.根据权利要求1所述的抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：当发动机运行工况复杂多变时，安装在膨胀机(14)抽气口处的压力传感器(16)和安装在开式回热器(32)进口处的压力传感器(34)检测到两处压力差ΔP＞0.001MPa，控制单元(38)发出指令：接通电磁阀四(13)、电磁阀五(21)、电磁阀八(28)、电磁阀九(30)和电磁阀十二(37)，断开电磁阀三(12)、电磁阀六(25)、电磁阀七(27)、电磁阀十(31)和电磁阀十一(35)，此时闭式抽气回热式有机朗肯循环系统开始工作；工作过程如下：储液罐(20)中饱和液态的工质经工质过滤器(22)过滤后进入工质泵，经工质泵(23)加压后进入闭式回热器(29)，饱和液态工质吸收从膨胀机(14)抽出的部分过热气体的热能后进入开式回热器(32)中，而经过放热后的过热气体也通过工质泵(33)加压后进入开式回热器(32)中，二者在开式回热器(32)中进行混合，混合后的工质进入蒸发器(8)中吸收发动机的排气余热，随后进入膨胀机(14)以推动其输出轴转动从而带动发电机(15)进行发电；完成做功后的工质经冷凝器(17)冷凝回饱和液体后流回储液罐(20)。
5.根据权利要求1所述的抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：当有机朗肯循环正常运转后，为了避免发动机排气在蒸发器换热后，其中的水蒸气液化形成水滴腐蚀排气设备，蒸发器出口排气温度传感器(7)用来检测换热后的发动机排气温度；当换热后的排气温度高于110℃时，有机朗肯循环继续正常运行；当换热后的排气温度低于110℃时，控制单元(38)发出指令：接通电磁阀一(5)，断开电磁阀二(6)，此时有机朗肯循环系统处于关闭状态。
6.根据权利要求1所述的抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统，其特征在于：当安装在膨胀机(14)进口处的压力传感器(9)和温度传感器(10)检测到压力高于
3MPa且温度高于150℃时，说明系统出现异常；控制单元(38)发出指令：接通电磁阀三(12)，断开电磁阀四(13)，从而起到旁通膨胀机(14)以保护整个系统安全的目的；另外，当安装在工质泵(23)出口处的压力传感器(24)检测到压力高于4MPa时，说明系统出现异常；控制单元(38)发出指令：接通电磁阀七(27)，断开电磁阀五(21)，由工质泵(23)流出的工质会从旁路流经膨胀阀(26)泄压后重新流回储液罐。
抽气回热式有机朗肯循环发动机余热回收系统及控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
26、膨胀阀；29、闭式回热器；32、开式回热器；33、工质泵；34、开式回热器进口工质压力传感器36、工质泵；38、控制单元。
具体实施方式
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