[发明专利]带蓄热器的内燃机排气余热回收系统及控制方法

权利要求书

1.带蓄热器的内燃机排气余热回收系统，利用导热油回路将内燃机排气中的余热传递给有机朗肯循环回路中的有机工质，实现有机工质的蒸发气化，利用串联在有机朗肯循环回路中的蓄热器从有机工质吸收热量或释放热量给有机工质，利用单螺杆膨胀机将高焓工质膨胀过程中的焓变转换为有用功输出，带动发电机发电，利用控制系统实现内燃机不同工况下排气余热利用的最大化；其特征在于：

所述的导热油回路，包含工质泵(11)，排气热交换器(4)，蒸发器(8)，排气常开开关阀(5)，排气常闭开关阀(6)以及连接它们的管道；调节电机(9)与工质泵(11)相连并驱动其运转，压力调节阀(10)与工质泵(11)并联，用于限制导热油回路的最高压力差，排气热交换器(4)串接在涡轮出口的排气管上，排气热交换器(4)的壳侧流体为高温废气，管侧流体为导热油，导热油温度传感器(12)安装在排气热交换器(4)出口侧的管道上，在排气热交换器(4)的废气入口前的管道上串接排气常开开关阀(5)，在排气常开开关阀(5)的入口前的管道上的旁路排气管上串接排气常闭开关阀(6)；

所述的有机朗肯循环回路，由工质泵(18)，蒸发器(8)，蓄热器(13)，单螺杆膨胀机(25)，冷凝器(14)依次通过管道首尾相连组成；调节电机(19)与工质泵(18)相连并驱动其运转，压力调节阀(20)与工质泵(18)并联，用于限制有机朗肯循环回路的最高蒸发压力，单螺杆膨胀机(25)与发电机(26)相连，带动其发电，冷凝器风扇(15)安装在冷凝器(14)的正前方，由与其同轴的冷凝器风扇调节电机(16)驱动；

所述的蓄热回路，由工质泵(23)，控制阀(21)，蒸发器(8)，蓄热器(13)依次通过管道首尾相连组成，调节电机(22)与工质泵(23)相连并驱动其运转。

2.根据权利要求1所述的带蓄热器的内燃机排气余热回收系统，其特征在于：所述的控制系统，由发动机转速传感器(31)，油门踏板位置传感器(27)，起动开关(29)，大气环境温度传感器(30)，排气管出口尾气温度传感器(7)，导热油温度传感器(12)，有机工质冷凝温度传感器(17)，有机工质过热温度传感器(24)，排气常开开关阀(5)，排气常闭开关阀(6)，蓄热回路控制阀(21)，导热油回路调节电机(9)，有机朗肯循环回路调节电机(19)，冷凝器风扇调节电机(16)与控制单元(28)通过线束相连组成，导热油温度传感器(12)安装在排气热交换器(4)导热油侧出口的管道上，有机工质过热温度传感器(24)安装在单螺杆膨胀机(25)入口侧的管道上，冷凝温度传感器(17)安装在冷凝器(14)出口侧的管道上。

3.根据权利要求1所述的带蓄热器的内燃机排气余热回收系统，其特征在于：所述的电控单元包括：电源电路、主单片机电路、模拟量输入电路、数字量输入电路、复位电路、时钟电路、电机驱动电路、开关驱动电路和通讯电路。

4.根据权利要求3所述的带蓄热器的内燃机排气余热回收系统，其特征在于：所述的模拟量输入电路对油门踏板位置传感器(27)、排气管出口尾气温度传感器(7)、导热油温度传感器(12)、有机工质过热温度传感器(24)、有机工质冷凝温度传感器(17)和大气环境温度传感器(30)输出的模拟量进行信号调理；数字量输入电路对发动机转速传感器(31)和起动开关(29)输出的数字量进行信号调理；模拟量输入电路的输出端与主单片机电路中的单片机的模拟量采集端口连接；数字量输入电路输出端与主单片机电路中的单片机的数字输入输出端口连接。