[发明专利]用于发电和发动机预热的废热回收

权利要求书

1.一种用于废热回收的方法，其包括：

响应于第一状况，经由膨胀器使废热回收系统的工作流体膨胀以产生电力，并且阻挡所述工作流体流动通过与发动机热连通的一个或多个热交换器；以及

响应于第二状况，经由所述膨胀器压缩所述废热回收系统的所述工作流体以经由所述一个或多个热交换器将热传递到发动机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述废热回收系统的所述工作流体膨胀以产生电力包括沿第一方向旋转所述废热回收系统的所述膨胀器，并经由联接到所述膨胀器的发电机产生电力。

3.根据权利要求2所述的方法，其中压缩所述废热回收系统的所述工作流体包括通过马达沿第二方向旋转所述膨胀器以压缩所述工作流体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述废热回收系统的所述工作流体膨胀以产生电力包括：

使所述工作流体沿第一方向流动通过所述废热回收系统的所述膨胀器，包括使所述工作流体从与发动机排气系统热连通的蒸发器流动到所述膨胀器的入口，通过所述膨胀器并从所述膨胀器的出口流出，并且经由联接到所述膨胀器的发电机将所述膨胀转变成电力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中压缩所述废热回收系统的所述工作流体包括：

使所述工作流体沿第二方向流动通过所述膨胀器，包括使所述工作流体从所述蒸发器流动到所述膨胀器的所述出口，通过所述膨胀器并从所述膨胀器的所述入口流出；以及

通过使所述压缩的工作流体从所述膨胀器的所述入口流动到与所述发动机热连通的所述一个或多个热交换器，将来自所述压缩的工作流体的热传递到所述发动机。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一状况包括发动机冷却剂温度高于第一阈值温度，并且所述第二状况包括所述发动机冷却剂温度低于所述第一阈值温度。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：响应于所述发动机冷却剂温度高于第二阈值温度，使所述工作流体流动通过所述一个或多个热交换器，其中所述第二阈值温度高于所述第一阈值温度。

8.根据权利要求5所述的方法，其中沿所述第一方向操作所述废热回收系统的所述膨胀器进一步包括使所述工作流体从所述膨胀器的所述出口流动到冷凝器，从所述冷凝器流动到泵并从所述泵流动到所述蒸发器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中沿所述第二方向操作所述废热回收系统的所述膨胀器进一步包括使所述工作流体从所述膨胀器的所述入口流动到所述一个或多个热交换器，并且使所述工作流体从所述一个或多个热交换器流动到所述蒸发器，绕过所述冷凝器和所述泵。

10.一种废热回收系统，其包括：

一个或多个发动机系统热交换器；

蒸发器，其经配置将热从发动机排气系统传递到工作流体；

泵，其经配置选择性地将所述工作流体供应到所述一个或多个发动机系统热交换器和所述蒸发器；

膨胀器/压缩机，所述膨胀器/压缩机在所述蒸发器的下游；

冷凝器，其在所述膨胀器/压缩机的下游和所述泵的上游；以及

控制器，其经配置以：

在第一模式期间，经由所述蒸发器从所述发动机排气系统获取热，并且通过将所述膨胀器/压缩机操作为驱动马达/发电机的膨胀器，经由所述膨胀器/压缩机将所述热转换成电力，并且使膨胀的工作流体流动通过所述冷凝器；以及

在第二模式期间，经由所述蒸发器从所述发动机排气系统获取热，并且通过将所述膨胀器/压缩机操作为由所述马达/发电机驱动的压缩机，加热一个或多个发动机部件，将由所述压缩机压缩的所述工作流体供应到所述一个或多个发动机系统热交换器并绕过所述冷凝器。