[发明专利]一种回收内燃机余热的小型化集成系统及其控制方法

权利要求书

1.一种回收内燃机余热的小型化集成系统，包括内燃机(1)、由涡轮(2)和压缩机(3)组成的涡轮增压器、缸套水水泵(6)、增压空气冷却器(8)、EGR冷却器(9)、散热器(13)，所述压缩机(3)通过所述增压空气冷却器(8)的增压空气侧连接至所述内燃机(1)，空气经由所述压缩机(3)后进入所述增压空气冷却器(8)的空气侧进口，与二次流体侧流体换热后进入所述内燃机(1)的进气道，其特征在于：

该系统还包括有工质泵(4)、缸套水换热器(5)、烟气换热器(11)、膨胀机(12)、三通阀(14)、控制单元(15)和控制线束(16)；

所述内燃机(1)的排气管路分为两路，其中一路经所述EGR冷却器(9)的EGR侧后返回至所述内燃机(1)的进气道，在所述EGR冷却器(9)与所述内燃机(1)相连的管路上设置有EGR调节阀(10)；所述内燃机(1)的排气管路的另一路依次经所述涡轮(2)、所述烟气换热器(11)的烟气侧后经烟气侧出口至大气或后处理系统；所述缸套水水泵(6)与所述内燃机(1)的缸套、所述缸套水换热器(5)缸套水侧依次串联构成缸套水回路；

所述工质泵(4)的出口连接至所述三通阀(14)的进口A，所述三通阀(14)的出口B连接至所述烟气换热器(11)工质侧进口，所述烟气换热器(11)工质侧出口连接至所述膨胀机(12)的进气口，所述膨胀机(12)的排气口经所述散热器(13)后连接至所述工质泵(4)的进口；所述三通阀(14)的出口C连接至相互并联的所述缸套水换热器(5)工质侧进口和所述增压空气冷却器(8)二次流体侧进口，所述缸套水换热器(5)的工质侧出口连接至所述烟气换热器(11)的工质侧进口，所述增压空气冷却器(8)的二次流体侧出口连接至所述EGR冷却器(9)的二次流体侧进口，所述EGR冷却器(9)二次流体侧出口连接至所述膨胀机(12)的进口；所述增压空气冷却器(8)的二次流体侧的进口处设有流量调节阀(7)；

所述控制线束(16)采集下述各位置的温度及流量：

所述烟气换热器(11)的烟气进口处c点和出口处d点的温度及流量；

缸套水回路中，缸套水经所述缸套水水泵(6)至所述内燃机(1)缸套进口处e点的温度和缸套水流出所述内燃机(1)缸套出口处f点的温度及流量；

增压空气在所述增压空气冷却器(8)的进口处h点和出口处g点的温度及流量；

同时，所述控制线束(16)还采集所述三通阀(14)的状态、所述工质泵(4)的转速及所述流量调节阀(7)的开度信号；

所述控制线束均连接至所述控制单元(15)。

2.根据权利要求1所述回收内燃机余热的小型化集成系统，其特征在于：工质所在的回路为CO₂动力循环；所述CO₂动力循环为跨临界CO₂动力循环，即CO₂吸热过程处于超临界状态，CO₂放热过程处于亚临界状态。

3.根据权利要求1所述回收内燃机余热的小型化集成系统，其特征在于：工质所在的回路为CO₂动力循环；所述CO₂动力循环为超临界CO₂动力循环，即CO₂吸热过程和放热过程均处于超临界状态，整个循环过程没有相变。

4.根据权利要求1所述回收内燃机余热的小型化集成系统，其特征在于：所述散热器(13)为风冷式散热器，且集成工质接收装置。

5.根据权利要求1所述回收内燃机余热的小型化集成系统，其特征在于：所述三通阀(14)由两个截止阀组成，通过两个截止阀的开和关的配合实现不同回路的连接。