[发明专利]车辆用的朗肯循环系统及其控制方法

说明书

本发明公开了车辆用的朗肯循环系统及其控制方法。该车辆用的朗肯循环系统包括：其中通过从发动机排出的废气的热量将HT工作流体转变成蒸汽的高温(HT)环路。蒸汽被冷凝回到HT工作流体的液态。低温(LT)环路，其中，当LT工作流体冷却HT环路中的HT工作流体时，转变成蒸汽的LT工作流体的温度被提高，以便产生电力，并且蒸汽被冷凝回到HT工作流体的液态。发动机冷却液循环辅助管线形成循环流，其中，在发动机中循环的发动机冷却液被提供至LT回路之后，发动机冷却液加热LT工作流体并且然后返回至发动机。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月10日提交的韩国专利申请第10-2014-0136506号的优先权，通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及车辆用的朗肯循环系统；并且，具体地，涉及具有由高温泵和低温泵分开的双流体循环回路的车辆用的朗肯循环系统，以及控制该系统的方法。

背景技术

通常，应用于车辆的废热回收系统通常是指从发动机排放出的废气回收能量的技术。例如，这样的技术可以包括：通过使用涡轮发电机将废气的流动立即转换成旋转能来发电的技术，使用热电装置产生电能的技术，以及使用废气的热量产生蒸汽以使用蒸汽转动涡轮机的朗肯循环技术。

朗肯循环技术在它们之中具有以下优点：从丢弃的废气中将能量回收到工作流体，且特别是可用于使用水作为工作流体的车辆的发动机冷却液。

发明内容

本发明的实施方式涉及具有双流体循环回路的车辆用的朗肯循环系统，其中，高温(HT)环路，在高温(HT)环路中，HT工作流体通过从发动机排出的废气的热量转变成蒸汽使得产生电力。蒸汽被冷凝回成HT工作流体的液态。低温(LT)环路，在低温环路中，当LT工作流体冷却HT环路中的HT工作流体时，转变成蒸汽的LT工作流体的温度被提高，使得产生电力，并且蒸汽被冷凝回成HT工作流体的液态。发动机冷却液循环辅助管线形成循环流，其中在发动机中循环的发动机冷却液被提供至LT回路之后，发动机冷却液加热LT工作流体并且然后返回至发动机。在某些实施方式中，HT环路可以包括连接至主排气管线的高温流体供应管线，废气主排气管线流，使得高温工作流体在高温流体供应管线中从液体变成蒸汽。还会包括使用从高温流体供应管线排出的蒸汽产生旋转动力的高温膨胀器。HT环路还会包括高温流体返回管线，其中穿过高温膨胀器的蒸汽变成将被提供至高温流体供应管线的液体。

在某些实施方式中，LT环路可以包括连接至发动机冷却液循环辅助管线的低温流体供应管线，发动机冷却液通过发动机冷却液循环辅助管线流，使得低温工作流体在低温流体供应管线中从液体转变成蒸汽。LT环路还可以包括使用从低温流体供应管线排出的蒸汽产生旋转动力的低温膨胀器。还可以包括低温流体返回管线，在低温流体返回管线中，穿过低温膨胀器的蒸汽转变成将被提供至低温流体供应管线的液体。

在某些实施方式中，发动机冷却液循环辅助管线可以包括发动机冷却液通过其从发动机排出的发动机冷却液抽出管线，以及发动机冷却液通过其直接返回至发动机的发动机冷却液直接返回管线。发动机冷却液循环辅助管线还可以包括从发动机冷却液直接返回管线分支的发动机冷却液间接返回管线以便形成发动机冷却液抽出管线中的发动机冷却液经由发动机散热器返回至发动机的路径。

在某些实施方式中，HT环路可以进一步包括安装在高温流体供应管线上的高温锅炉和高温过热器以及安装在高温流体返回管线上的高温冷凝器、高温泵、高温电子膨胀阀、以及高温流体贮存器。

在某些实施方式中，LT环路可以进一步包括安装在低温流体供应管线上的低温锅炉和低温过热器以及安装在低温流体返回管线上的低温换热器、低温冷凝器、低温泵、低温电子膨胀阀、以及低温流体贮存器。高温冷凝器可以连接至低温流体供应管线并且低温过热器可以连接至低温流体供应管线。与低温过热器共享主体的高温冷凝器在利用LT流体冷却HT流体的同时将热从高温环路传递至低温环路。