[發(fā)明專利]可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410594544.5
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104533555A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史榕頎;彭杰;張揚軍;諸葛偉林;李輝;李楠
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: F01K25/00
• 分類號: F01K25/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括：有機朗肯循環(huán)模塊、熱源廢氣再循環(huán)模塊、儲能模塊和控制模塊，其中，

所述有機朗肯循環(huán)模塊包括工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和儲液罐；

所述熱源廢氣再循環(huán)模塊包括第一和第二再循環(huán)閥門以及廢氣增壓泵，所述第一和第二再循環(huán)閥門連接在所述蒸發(fā)器的廢氣側(cè)出口，并根據(jù)所述控制模塊的指令調(diào)整閥片開度，以調(diào)節(jié)再循環(huán)廢氣流量，

所述廢氣增壓泵連接在第一再循環(huán)閥門和一個三通接頭之間，以對再循環(huán)廢氣進(jìn)行增壓；

所述儲能模塊用于與再循環(huán)廢氣和發(fā)動機新排放的廢氣的混合廢氣進(jìn)行熱交換，所述儲能模塊連接在所述三通接頭和蒸發(fā)器的廢氣側(cè)入口之間；

所述控制模塊包括外環(huán)蒸發(fā)壓強控制器、控制分配器和多個內(nèi)環(huán)閥門PID控制器，

所述外環(huán)蒸發(fā)壓強控制器由PD控制器、擴張狀態(tài)觀測器、模型參數(shù)和擾動補償算法構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)所述混合廢氣的流量控制有機工質(zhì)蒸發(fā)壓強，

所述控制分配器根據(jù)所述外環(huán)蒸發(fā)壓強控制器計算的期望混合廢氣的流量，得到各個閥門的閥片開度的期望值，

所述多個內(nèi)環(huán)閥門PID控制器通過調(diào)節(jié)閥門電壓分別控制各個閥門的閥片開度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能模塊為金屬管換熱器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述有機工質(zhì)為中低溫環(huán)保制冷劑R134a。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)壓強的設(shè)定閾值為20bar，此時所述有機工質(zhì)對應(yīng)的飽和溫度為67.5℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三和第四閥門，所述控制模塊用于在所述蒸發(fā)壓強大于所述蒸發(fā)壓強的設(shè)定閾值時，控制所述第三閥門開度減小，所述第四閥門開度增大，同時所述第一再循環(huán)閥門關(guān)閉，所述第二再循環(huán)閥門全開。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還用于在所述蒸發(fā)壓強小于所述蒸發(fā)壓強的設(shè)定閾值時，控制所述第三閥門全開，所述第四閥門關(guān)閉，同時所述第一再循環(huán)閥門開度增大，所述第二再循環(huán)閥門開度減小。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變熱源有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述模型參數(shù)為廢氣經(jīng)蒸發(fā)器的焓降與蒸發(fā)器管道容積之比。