[發明專利]用于發電和發動機預熱的廢熱回收

有效

• 申請號: 201711004967.7
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108005811B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 周時光
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02G5/04
• 分類號: F02G5/04;F01K23/10;F02N19/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

1.一種用于廢熱回收的方法，其包括：

響應于第一狀況，經由膨脹器使廢熱回收系統的工作流體膨脹以產生電力，并且阻擋所述工作流體流動通過與發動機熱連通的一個或多個熱交換器；以及

響應于第二狀況，經由所述膨脹器壓縮所述廢熱回收系統的所述工作流體以經由所述一個或多個熱交換器將熱傳遞到發動機。

2.根據權利要求1所述的方法，其中使所述廢熱回收系統的所述工作流體膨脹以產生電力包括沿第一方向旋轉所述廢熱回收系統的所述膨脹器，并經由聯接到所述膨脹器的發電機產生電力。

3.根據權利要求2所述的方法，其中壓縮所述廢熱回收系統的所述工作流體包括通過馬達沿第二方向旋轉所述膨脹器以壓縮所述工作流體。

4.根據權利要求1所述的方法，其中使所述廢熱回收系統的所述工作流體膨脹以產生電力包括：

使所述工作流體沿第一方向流動通過所述廢熱回收系統的所述膨脹器，包括使所述工作流體從與發動機排氣系統熱連通的蒸發器流動到所述膨脹器的入口，通過所述膨脹器并從所述膨脹器的出口流出，并且經由聯接到所述膨脹器的發電機將所述膨脹轉變成電力。

5.根據權利要求4所述的方法，其中壓縮所述廢熱回收系統的所述工作流體包括：

使所述工作流體沿第二方向流動通過所述膨脹器，包括使所述工作流體從所述蒸發器流動到所述膨脹器的所述出口，通過所述膨脹器并從所述膨脹器的所述入口流出；以及

通過使所述壓縮的工作流體從所述膨脹器的所述入口流動到與所述發動機熱連通的所述一個或多個熱交換器，將來自所述壓縮的工作流體的熱傳遞到所述發動機。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述第一狀況包括發動機冷卻劑溫度高于第一閾值溫度，并且所述第二狀況包括所述發動機冷卻劑溫度低于所述第一閾值溫度。

7.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括：響應于所述發動機冷卻劑溫度高于第二閾值溫度，使所述工作流體流動通過所述一個或多個熱交換器，其中所述第二閾值溫度高于所述第一閾值溫度。

8.根據權利要求5所述的方法，其中沿所述第一方向操作所述廢熱回收系統的所述膨脹器進一步包括使所述工作流體從所述膨脹器的所述出口流動到冷凝器，從所述冷凝器流動到泵并從所述泵流動到所述蒸發器。

9.根據權利要求8所述的方法，其中沿所述第二方向操作所述廢熱回收系統的所述膨脹器進一步包括使所述工作流體從所述膨脹器的所述入口流動到所述一個或多個熱交換器，并且使所述工作流體從所述一個或多個熱交換器流動到所述蒸發器，繞過所述冷凝器和所述泵。

10.一種廢熱回收系統，其包括：

一個或多個發動機系統熱交換器；

蒸發器，其經配置將熱從發動機排氣系統傳遞到工作流體；

泵，其經配置選擇性地將所述工作流體供應到所述一個或多個發動機系統熱交換器和所述蒸發器；

膨脹器/壓縮機，所述膨脹器/壓縮機在所述蒸發器的下游；

冷凝器，其在所述膨脹器/壓縮機的下游和所述泵的上游；以及

控制器，其經配置以：

在第一模式期間，經由所述蒸發器從所述發動機排氣系統獲取熱，并且通過將所述膨脹器/壓縮機操作為驅動馬達/發電機的膨脹器，經由所述膨脹器/壓縮機將所述熱轉換成電力，并且使膨脹的工作流體流動通過所述冷凝器；以及

在第二模式期間，經由所述蒸發器從所述發動機排氣系統獲取熱，并且通過將所述膨脹器/壓縮機操作為由所述馬達/發電機驅動的壓縮機，加熱一個或多個發動機部件，將由所述壓縮機壓縮的所述工作流體供應到所述一個或多個發動機系統熱交換器并繞過所述冷凝器。