[发明专利]热机

权利要求书

1.一种热机，包括：

热交换器，以将热量从热源传递到工作流体；

容积式膨胀机，被配置为接收来自所述热交换器的入口工作流体并将膨胀的工作流体作为多相流体排出，使得所述膨胀的工作流体和所述入口工作流体之间具有总体积膨胀比，所述总体积膨胀比是所述入口工作流体的入口干度的函数；

可变膨胀阀，设置在所述热交换器和所述膨胀机之间，所述阀被配置为在所述工作流体中引入可变压降以改变所述入口干度；

控制器，被配置为：

监测所述膨胀机的转速参数；

根据所述膨胀机的转速参数确定离开所述膨胀机的体积流量；

部分基于离开所述膨胀机的体积流量来确定遍及所述膨胀机的总体积膨胀比；以及

通过基于所监测的操作参数控制所述阀来将所述总体积膨胀比保持在预定的最佳范围内，以补偿到或来自所述工作流体的可变热传递。

2.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述控制器被配置为监测与所述总体积膨胀比有关的操作参数；以及

其中，所述控制器被配置为基于所监测的操作参数来控制所述阀。

3.根据权利要求2所述的热机，其特征在于，所述操作参数选自由以下组成的组：

所述热源的热力学性质；

所述热源的流量；

冷却流的热力学性质，热量从所述热机中的工作流体向所述冷却流传递；

所述冷却流的流量；

在所述热机中监测位置处的所述工作流体的热力学性质；

所述工作流体的质量流量；

所述热机的泵的循环设定；

到所述容积式膨胀机的所述工作流体的入口干度。

4.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述控制器被配置为基于每个监测的操作参数，通过参考数据库或模型来确定所述阀的阀设定。

5.根据权利要求4所述的热机，其特征在于，所述控制器被配置为使用相应的传感器确定至少两个操作参数的值；以及

其中，所述控制器被配置为通过参考包含由所述至少两个操作参数相关的阀设定的数据库，或者通过评估所述热机的模型，来确定所述阀的阀设定。

6.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述控制器被配置为基于所述监测的操作参数来确定用于操作所述热机的泵的循环设定。

7.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述热机被配置为使得退出所述热交换器的在用工作流体为处于饱和温度的单相液体或处于过冷的单相液体。

8.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述控制器被配置为基于所述阀的上游的工作流体的热力学性质和所述阀的阀设定来确定所述阀的下游的入口工作流体的干度；以及

其中，所述控制器被配置为基于所述入口工作流体的干度来确定流入所述膨胀机的体积流量。

9.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述控制器被配置为基于与所述热源的温度有关的或与所述热交换器处的工作流体的温度有关的温度参数来控制泵的循环设定，使得所述热交换器处的工作流体的饱和温度等于或高于所述热交换器处的工作流体的最高温度；

从而退出所述热交换器的在用工作流体为处于饱和温度的单相液体或处于过冷的单相液体。

10.根据权利要求1所述的热机，其特征在于，所述膨胀机是具有内置体积比的螺杆膨胀机，并且其中所述控制器被配置为将所述总体积膨胀比保持在与所述内置体积比相对应的最佳范围内。