[发明专利]用于将来自热源的废热转换成机械能的有机朗肯循环以及利用该有机朗肯循环的压缩机装置

权利要求书

1.一种用于将来自含有压缩气体的热源(11)的废热转换成机械能的有机朗肯循环，所述有机朗肯循环(8)包括含有两相工作流体的闭合回路(14)，所述闭合回路(14)包括液体泵(15)，所述液体泵用于使闭合回路(14)中的工作流体连续地循环通过与热源(11)热接触的蒸发器(10)、通过用于将工作流体的热能转换成机械能的膨胀器(12)、以及通过与冷却元件(17)热接触的冷凝器(16)，其特征在于，所述有机朗肯循环(8)配备有用于确定由膨胀器(12)产生的机械能的装置(21)以及调节进入膨胀器(12)的工作流体的蒸汽分率的控制装置(22)，其中，所述控制装置(22)将基于所确定的机械能来调节上述蒸汽分率，使得由膨胀器(12)产生的机械能最大化，并且其中所述膨胀器(12)是适于接受液态和气态工作流体的混合物的任何类型的膨胀器。

2.根据权利要求1所述的有机朗肯循环，其特征在于，所述控制装置(22)将通过改变通过所述液体泵(15)的工作流体的流动和/或通过改变通过膨胀器(12)的工作流体的流动来调节进入膨胀器(12)的工作流体的蒸汽分率。

3.根据权利要求1所述的有机朗肯循环，其特征在于，所述控制装置(22)将以连续的方式调节进入膨胀器(12)的工作流体的蒸汽分率。

4.根据权利要求2所述的有机朗肯循环，其特征在于，所述控制装置(22)将以连续的方式调节进入膨胀器(12)的工作流体的蒸汽分率。

5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，所述控制装置(22)将通过在两个控制算法之间反复切换来调节进入膨胀器(12)的工作流体的蒸汽分率，其中，第一控制算法包括改变通过所述液体泵(15)的工作流体的流动，直到由膨胀器(12)产生的机械能处于局部最大值，并且第二控制算法包括改变通过膨胀器(12)的工作流体的流动，直到由膨胀器(12)产生的机械能处于进一步优化的最大值。

6.根据前述权利要求2至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，通过膨胀器(12)的工作流体的流动的变化通过膨胀器(12)上的旁路、通过改变膨胀器(12)的速度、通过滑阀和/或提升阀、通过改变膨胀器(12)的扫掠容积或通过改变所述膨胀器(12)的注油来实现。

7.根据前述权利要求2至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，通过所述液体泵(15)的工作流体的流动的变化通过所述液体泵(15)上的旁路、通过改变所述液体泵(15)的速度、通过改变所述液体泵(15)的扫掠容积或通过改变所述液体泵(15)的开关频率来实现。

8.根据前述权利要求1至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，进入膨胀器(12)的工作流体的蒸汽分率在10％至99％质量分数之间。

9.根据前述权利要求1至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，所述膨胀器(12)是容积式膨胀器(12)或者所述膨胀器(12)是螺杆式膨胀器(12)。

10.根据前述权利要求1至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，使用包含润滑剂或充当润滑剂的工作流体。

11.根据前述权利要求1至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，使用沸点温度低于90℃的工作流体。

12.根据权利要求11所述的有机朗肯循环，其特征在于，使用沸点温度低于60℃的工作流体。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的有机朗肯循环，其特征在于，所述膨胀器是涡轮机。