[发明专利]朗肯循环系统及其控制方法

说明书

一种朗肯循环系统，用以收集发动机排气管的废热，所述朗肯循环系统包括顺序连接的工质箱、用以从所述工质箱中向外抽取工质的增压装置、用以与所述发动机排气管进行换热的热交换装置、能量转化装置以及冷却装置，所述朗肯循环系统还包括连接在所述能量转化装置与所述冷却装置之间的增压装置。如此设置，降低了对冷却装置以及增压装置的性能要求。另外，本发明还涉及一种朗肯循环系统的控制方法。

技术领域

本发明涉及一种朗肯循环系统及其控制方法，属于发动机尾气废热回收的技术领域。

背景技术

现有技术中已经揭示了利用朗肯循环（Rankine Cycle)来回收废热的系统。通常，朗肯循环主要包括工质箱、增压装置（例如泵）、热交换装置（例如蒸发器）、能量转化装置（例如膨胀机）以及冷却装置（例如冷凝器）。使用时，所述泵将一种工质（例如水）升压之后与高温的发动机排气在所述蒸发器上进行热交换，该工质被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入膨胀机中做功，做功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成液态，再回到泵中，完成一个循环。经过此过程之后，相当于将发动机尾气的废热转化成可以利用的机械能，以实现能量的回收与利用。

但是，当工质在膨胀机做功之后，膨胀机出口处的工质为气态，此时经过所述冷凝器冷凝到液态时，需要温度降低很多，因此对冷凝器的性能要求较高。另外，工质再次经过泵时，又需要很高的泵压，那么对泵本身又提出了较高的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优化的朗肯循环系统及其控制方法，降低对冷却装置以及增压装置的性能要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种朗肯循环系统，用以收集发动机排气管的废热，所述朗肯循环系统包括顺序连接的工质箱、用以从所述工质箱中向外抽取工质的增压装置、用以与所述发动机排气管进行换热的热交换装置、能量转化装置以及冷却装置，所述朗肯循环系统还包括连接在所述能量转化装置与所述冷却装置之间的增压装置。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述增压装置直接连接在所述能量转化装置与所述冷却装置之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述朗肯循环系统包括安装在所述冷却装置下游的压力传感器。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述朗肯循环系统包括安装在所述冷却装置下游的温度传感器。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述朗肯循环系统包括与所述增压装置并联的节流元件。

本发明还涉及如下技术方案：一种朗肯循环系统的控制方法，所述朗肯循环系统用以收集发动机排气管的废热，所述朗肯循环系统包括顺序连接的工质箱、增压装置、热交换装置、能量转化装置、冷却装置、连接在所述能量转化装置与所述冷却装置之间的增压装置、与所述增压装置并联的节流元件、以及安装在所述冷却装置与所述工质箱之间的传感器，所述控制方法包括如下步骤：

S1：通过所述传感器的测试结果，判断出所述冷却装置的出口处的工质状态，如果所述工质状态为气态，则执行步骤S2；

S2：调小所述节流元件，并提高所述增压装置的输出压力，直至所述工质状态为液态。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述传感器包括温度传感器以及压力传感器。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述节流元件是开关阀，在步骤S2中，关闭所述开关阀。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述节流元件是比例阀，在步骤S2中，减小所述比例阀的开度。

相较于现有技术，本发明通过设置增压装置，降低了对冷却装置以及增压装置的性能要求。

附图说明

图1是本发明朗肯循环系统的原理图。