CN110959066A - 用于控制热力发动机系统的加压装置的入口处的工作流体的压力的系统和方法 - Google Patents

用于控制热力发动机系统的加压装置的入口处的工作流体的压力的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供用于控制热力发动机系统的主加压装置的入口处的工作流体的压力的系统和方法。所述热力发动机系统可以包含控制系统和工作流体回路，所述工作流体回路包含废热交换器、膨胀装置、同流换热器、主加压装置以及热交换器组件。所述热交换器组件可以包含：多个气冷式热交换器，所述气冷式热交换器被构造成将热能从所述工作流体传递至冷却介质；多个风扇，所述风扇被构造成引导所述冷却介质与所述气冷式热交换器接触；以及多个驱动器，每个驱动器被构造成驱动相应的风扇。所述控制系统可以通信地联接至所述热交换器组件，并且被构造成调整至少一个风扇的旋转速度以调节所述入口处的所述工作流体的压力。

Description

用于控制热力发动机系统的加压装置的入口处的工作流体的 压力的系统和方法
技术领域
本申请要求于2018年5月24日提交的美国发明申请第15/988,023号以及于2017年5月26日提交的美国临时申请第62/511,806号的权益。这些申请在与本申请一致的范围内通过引用全文并入本文中。
背景技术
废热通常作为工业过程的副产品产生，其中流动的高温液体流、气体流或流体流必须被排放至环境中或以某种方式移除，以维持工业处理设备的运行温度。某些工业过程利用热交换器装置来捕获废热并且经由其它处理流使废热再循环返回至工业过程中。然而，利用高温或没有足够的质量流量或具有其它不利条件的工业过程通常不能实现废热的捕获和再循环。
可以通过采用热力学方法(比如朗肯(Rankine)循环和布里顿(Brayton)循环)的各种涡轮发电机或热力发动机系统将废热转化成有用的能量。朗肯循环、布里顿循环以及类似的热力学方法通常为基于蒸汽的过程，其回收并利用废热来生成蒸汽以驱动涡轮、涡轮机或连接至发电机泵或其它装置的其它膨胀机。
在传统的朗肯循环期间，有机朗肯循环利用较低沸点的工作流体代替水。示例性的较低沸点的工作流体包含烃，比如轻烃(例如，丙烷或丁烷)以及卤代烃，比如氢氯氟烃(HCFC)或氢氟烃(HFC)(例如，R245fa)。最近，鉴于较低沸点的工作流体存在的比如热不稳定性、毒性、可燃性以及生产成本的问题，已经对一些热力学循环进行修改以使比如氨的非-烃工作流体循环。
通常，在将废热转化成有用的能量的热力发动机系统中，其中所利用的经过加热的工作流体在膨胀装置中膨胀，并且所述膨胀装置可以将热能转化成机械能。经过膨胀的工作流体可以在进入热力发动机系统的主压缩机之前在冷凝器中冷却。本领域技术人员将理解的是，主压缩机的入口处的工作流体的压力可能影响热力发动机系统的性能和运行。因此，一种控制主压缩机的入口处的工作流体的压力的这样的方法提供对泵以及包含另外的工作流体的储存罐的使用。来自储存罐的另外的工作流体可以经由泵供应至热力发动机系统，以根据需要增加主压缩机的入口处的工作流体的压力。然而，这样的方法虽然有效，但是根据热力发动机系统的所分配的空间以及储存罐的盛装足够的另外的工作流体以充分地控制主压缩机的入口处的工作流体的压力所需的尺寸可能是不切实际的。进一步，这样的方法需要高扬程、高流量的泵，这增加起动所需的复杂性和时间，并且还增加热力发动机系统的运行成本和维护。
因此，需要用于控制热力发动机系统的主压缩机或泵的入口处的工作流体的压力的系统和方法，所述系统和方法减少热力发动机系统的占地面积并且使将热能转换成机械能和/或电能的效率最大化。
发明内容
本公开的实施例可以提供一种热力发动机系统。所述热力发动机系统可以包含控制系统以及被构造成使工作流体流动通过其中的工作流体回路。所述工作流体回路可以包含废热交换器、膨胀装置、同流换热器、主加压装置以及热交换器组件。所述废热交换器可以被构造成与热源流流体连通并且热连通，并且将热能从所述热源流传递至所述工作流体。所述膨胀装置可以设置于所述废热交换器的下游并且与所述废热交换器流体连通，并且被构造成将所述工作流体中的压降转化成机械能。所述同流换热器可以设置于所述废热交换器的上游并且与所述废热交换器流体连通，并且可以设置于所述膨胀装置的下游并且与所述膨胀装置流体连通。所述主加压装置可以设置于所述同流换热器的上游并且与所述同流换热器流体连通，并且被构造成对所述工作流体回路内的所述工作流体进行加压以及使所述工作流体在所述工作流体回路内循环。所述热交换器组件可以设置于所述主加压装置的上游并且与所述主加压装置流体连通，并且可以设置于所述同流换热器的下游并且与所述同流换热器流体连通。所述热交换器组件可以包含多个气冷式热交换器、多个风扇以及多个驱动器。所述多个气冷式热交换器可以被构造成将热能从所述工作流体传递至冷却介质。所述多个风扇可以被构造成引导所述冷却介质与所述多个气冷式热交换器接触。所述多个驱动器中的每个驱动器可以被构造成驱动所述多个风扇中的相应的风扇。所述控制系统可以通信地联接至所述热交换器组件，并且被构造成调整所述多个风扇中的至少一个风扇的旋转速度以控制所述主加压装置的入口处的工作流体的压力。
本公开的实施例可以进一步提供一种热力发动机系统。所述热力发动机系统可以包含主控制器和被构造成使工作流体流动通过其中的工作流体回路。所述工作流体可以在所述工作流体回路的不同的位置中包含处于亚临界状态和超临界状态中的二氧化碳。所述工作流体回路可以包含废热交换器、膨胀装置、同流换热器、主加压装置以及热交换器组件。所述废热交换器可以被构造成与热源流流体连通并且热连通，并且将热能从所述热源流传递至所述工作流体。所述膨胀装置可以设置于所述废热交换器的下游并且与所述废热交换器流体连通，并且被构造成将所述工作流体中的压降转化成机械能。所述同流换热器可以设置于所述废热交换器的上游并且与所述废热交换器流体连通，并且可以设置于所述膨胀装置的下游并且与所述膨胀装置流体连通。所述主加压装置可以设置于所述同流换热器的上游并且与所述同流换热器流体连通，并且被构造成对所述工作流体回路内的工作流体进行加压以及使所述工作流体在所述工作流体回路内循环。所述热交换器组件可以设置于所述主加压装置的上游并且与所述主加压装置流体连通，并且可以设置于所述同流换热器的下游并且与所述同流换热器流体连通。所述热交换器组件可以包含入口歧管、出口歧管、多个气冷式热交换器、多个风扇、多个驱动器以及多个驱动器控制器。所述入口歧管可以与所述同流换热器流体连通，并且所述出口歧管可以与所述主加压装置流体连通。所述多个气冷式热交换器可以流体地连接至所述入口歧管和所述出口歧管并且彼此并行地布置。所述多个气冷式热交换器还可以被构造成将热能从所述工作流体传递至包含空气的冷却介质。所述多个风扇可以被构造成引导所述冷却介质与所述多个气冷式热交换器接触。所述多个驱动器中的每个驱动器可以被构造成驱动所述多个风扇中的相应的风扇。所述多个驱动器控制器中的每个驱动器控制器可以操作地联接至相应的驱动器并且被构造成调整所述相应的风扇的旋转速度。所述主控制器可以通信地联接至所述多个驱动器控制器和至少一个传感器，所述至少一个传感器被构造成检测所述主加压装置的入口处的工作流体的压力。所述主控制器还可以被构造成调整所述风扇中的一个或多个风扇的旋转速度，以响应于所检测到的压力控制所述主加压装置的入口处的工作流体的压力。
本公开的实施例可以进一步提供一种用于控制热力发动机系统的主加压装置的入口处的工作流体的压力的方法。所述方法可以包含经由所述主加压装置使所述工作流体在热力发动机系统的工作流体回路中循环。所述方法还可以包含在所述工作流体回路的废热交换器中将热能从热源流传递至所述工作流体。所述方法可以进一步包含在与所述废热交换器流体连通的膨胀装置中使所述工作流体膨胀。所述方法还可以包含经由一个或多个传感器检测所述工作流体回路的主加压装置的入口处的工作流体的压力。所述方法可以进一步包含调整至少一个风扇的旋转速度，所述至少一个风扇被构造成引导冷却介质与所述工作流体回路的热交换器组件的多个气冷式热交换器中的相应的气冷式热交换器接触。调整所述至少一个风扇的旋转速度可以包含基于所检测到的压力调节流动通过所述热交换器组件的工作流体的热力学质量或密度。所述方法还可以包含将具有经过调节的热力学质量或密度的工作流体进给至所述主加压装置的入口，从而调节和控制所述主加压装置的入口处的工作流体的压力。
附图说明
当结合附图阅读时，根据以下具体描述最好地理解本公开。要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚起见，可以任意地增加或减小各种特征的尺寸。
图1为根据本文中所公开的一个或多个实施例的示例性热力发动机系统的示意图。
图2为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统的示意图。
图3为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统的示意图。
图4为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统的示意图。
图5为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统的示意图。
图6为流程图，其描绘根据本文中所公开的一个或多个实施例的用于控制所述热力发动机系统的压缩机的入口处的工作流体的压力的方法。
具体实施方式
应当理解的是，以下公开描述用于实施本发明的不同的特征、结构或功能的几个示例性实施例。为了简化本公开，在下面描述构件、布置以及构造的示例性实施例；然而，这些示例性实施例仅仅被作为示例提供，并且并不用来限制本发明的范围。另外，本公开可以在各个示例性实施例中以及在本文中所提供的附图中重复参考数字和/或参考字母。该重复是出于简单和清楚的目的，并且其本身并不指示在各个附图中所讨论的各个示例性实施例和/或构造之间的关系。而且，在下面的描述中，在第二特征之上或上的第一特征的形成可以包含其中第一特征和第二特征直接接触地形成的实施例，并且也可以包含其中可以在第一特征和第二特征之间插置形成另外的特征的实施例，以使得第一特征和第二特征可以不直接接触。最后，在下面所呈现的示例性实施例可以以任何组合方式组合，亦即，来自一个示例性实施例的任何元件可以被用于任何其它示例性实施例中，而不脱离本公开的范围。
另外，在以下描述和权利要求中使用某些术语来指代特定的构件。如本领域技术人员将理解的，各种实体可以通过不同的名称来指代同一个构件，因此，除非本文中另外明确地限定，否则本文中所描述的元件的命名约定并不用来限制本发明的范围。进一步，本文中所使用的命名约定并不用来区分名称不同但功能相同的构件。另外，在以下讨论和权利要求中，术语“包含”和“包括”被以开放式方式使用，并且因此应当被理解为表示“包含但不限于”。除非另外特别地说明，否则本公开中的所有的数值可以为精确值或近似值。因此，本公开的各个实施例在不脱离预期范围的情况下可以偏离本文中所公开的数字、值以及范围。此外，当在权利要求书或说明书中使用时，术语“或”旨在包含排他性的以及包含性的情况，亦即，“A或B”旨在与“A和B中的至少一个”同义，除非本文中另外明确地规定。
本公开的实施例大体上提供用于转换能量的热力发动机系统和方法，比如从热能生成机械能和/或电能。如本文中所描述的，热力发动机系统被构造成将经过加热的流(例如，废热流)的热能有效地转化成有价值的机械能和/或电能。热力发动机系统可以利用包含于工作流体回路中的处于超临界状态(例如，sc-CO2)或亚临界状态中的工作流体，以通过一个或多个废热交换器捕获或以其它方式吸收废热流的热能。热能可以通过膨胀装置转换成机械能，随后通过联接至膨胀装置的发电机转换成电能。热力发动机系统进一步包含控制系统和热交换器组件，所述热交换器组件利用工作流体回路中所包含的工作流体来控制热力发动机系统中的每一个的主加压装置的入口处的工作流体的压力。
现在转向附图，图1为根据本文中所公开的一个或多个实施例的示例性热力发动机系统100的示意图。热力发动机系统100通常被构造成包含朗肯循环、朗肯循环的衍生物、或用于从各种热源生成电能的另一热力学循环的一个或多个元件。为此，热力发动机系统100可以包含彼此流体地联接以形成工作流体回路112的膨胀装置102、同流换热器104、热交换器组件106、主加压装置108以及废热交换器110。工作流体回路112包含用于吸收热能并将热能传递至整个热力发动机系统100的构件的工作流体。工作流体回路112可以被构造成使工作流体循环通过膨胀装置102、同流换热器104、热交换器组件106、主加压装置108、以及废热交换器110。
工作流体回路112通常可以具有高压侧和低压侧，并且可以被构造成使工作流体流动通过高压侧和低压侧。如图1的实施例中所示，高压侧可以沿着工作流体的从主加压装置108至膨胀装置102的流动路径延伸，而低压侧可以沿着工作流体的从膨胀装置102至主加压装置108的流动路径延伸。在某些实施例中，工作流体可以经由泵旁通阀(未示出)从低压侧转移至高压侧。
用来生成机械能和/或电能的热能可以经由热联接至废热交换器110的废热源114提供。废热源114可以为来自另一个系统(未示出)的流或废气，比如包含燃气涡轮、熔炉、锅炉、燃烧器、核反应堆或等等的系统。另外，废热源114可以为可再生能源设备，比如太阳能加热器、地热源、或等等。废热交换器110可以被构造成将来自从废热源114发射的废热的热能传递至流动通过其中的工作流体，从而将工作流体加热至高温高压工作流体。
膨胀装置102可以经由管线116流体地联接至废热交换器110并且在废热交换器110的下游，并且被构造成接收从废热交换器110排出的高温高压工作流体。膨胀装置102可以被构造成将储存于工作流体中的热能转化成旋转能，所述旋转能可以被用来为发电机(未示出)提供动力。这样，膨胀装置102可以被称为动力涡轮；然而，代替发电机或除发电机之外，膨胀装置102可以联接至其它装置和/或可以用来驱动热力发动机系统100的其它构件(例如，主加压装置108)或者其它系统(未示出)。进一步，膨胀装置102可以为任何合适的膨胀器，比如轴流式或径流式、单级式或多级式、冲击式或反动式涡轮机。工作流体还可以在膨胀装置102中被冷却；然而，在某些实施例中，温度可以保持接近膨胀装置102的上游的工作流体的温度。因此，在压力降低以及有限量的温度降低之后，工作流体可以作为高温低压工作流体离开膨胀装置102。
同流换热器104可以为任何合适类型的热交换器，比如管壳式、板式、翅片式、印刷电路式或其它类型的热交换器。在一个或多个实施例中，同流换热器104可以至少包含形成工作流体回路112的高压侧的一部分的加热部分以及形成工作流体回路112的低压侧的一部分的冷却部分。为此，如图1中所示，同流换热器104的冷却部分可以经由管线118流体地联接至膨胀装置102并且设置于膨胀装置102的下游，并且经由管线120设置于热交换器组件106的上游。如将在下面更具体地讨论的，同流换热器104的加热部分可以经由管线122流体地联接至主加压装置108并且设置于主加压装置108的下游，并且经由管线124设置于废热交换器110的上游。同流换热器104的冷却部分可以被构造成将从膨胀装置102排出的高温低压工作流体中的至少一部分热能传递至同流换热器104的加热部分中的另一高压工作流体流，如将在下面描述的。因此，可以在同流换热器104的冷却部分中降低工作流体流的温度，从而使得从同流换热器104的冷却部分排出低温/中温低压工作流体。
热交换器组件106可以经由管线120流体地联接至同流换热器104的冷却部分并且设置于同流换热器104的冷却部分的下游，并且经由管线126设置于主加压装置108的上游。热交换器组件106可以被构造成控制主加压装置108的入口128处的工作流体的压力，从而容许紧凑的占地面积内的热力发动机系统100的更快的起动以及改善的且有效的运行。热交换器组件106可以被进一步构造成在热力发动机系统100处于待机模式中时(亦即，在不工作的时间段期间)储存工作流体回路112中的一部分工作流体。如所构造的，热力发动机系统100容许移除用于在热力发动机系统100的运行中所使用的另外的工作流体的外部储存罐(未示出)或减小所述外部储存罐的尺寸。
如图1中所示，热交换器组件106可以包含入口歧管130、出口歧管132、多个气冷式热交换器(示出四个，134a-d)、多个风扇(示出四个，136a-d)、多个驱动器控制器(示出四个，138a-d)以及多个驱动器(示出四个，140a-d)。入口歧管130可以经由管线120与同流换热器104的冷却部分流体地联接并且设置于同流换热器104的冷却部分的下游，并且经由相应的管线142a-d设置于气冷式热交换器134a-d的上游。入口歧管130可以被构造成接收从同流换热器104的冷却部分排出的低温/中温低压工作流体并将其分离成工作流体的相应的流动部分。如图1中所示，气冷式热交换器134a-d可以彼此并行地布置。在一个或多个实施例中，相应的流动部分可以大致相同。在其它实施例中，相应的流动部分可以根据各种因素而不同，根据比如相应的气冷式热交换器134a-d的流通能力或其它运行参数。
气冷式热交换器134a-d中的每一个可以为翅片式风扇热交换器或气冷式热交换器，并且可以被构造成增大或减小流动通过其中的工作流体的相应的部分的热力学质量(亦即，蒸气量)或密度。尽管在图1中示出四个气冷式热交换器134a-d，但是本公开并不限于此，因为除其它因素外，所利用的气冷式热交换器134a-d的数量可以取决于热力发动机系统中所生成的机械能和/或电能的量。因此，例如，在生成10MW的电力的热力发动机系统中，本公开的热力发动机系统可以包含二十个或更多个气冷式热交换器。
气冷式热交换器134a-d中的每一个可以被构造成经由通过多个风扇136a-d中的相应的风扇136a-d所引导至其的冷却介质冷却流动通过其中的工作流体的相应的部分。在一个或多个实施例中，气室(未示出)可以设置于每个风扇136a-d与相应的气冷式热交换器134a-d之间，并且被构造成将冷却介质引导至并通过气冷式热交换器134a-d的管束(未示出)。在每个气冷式热交换器134a-d内，管束可以在其两端处联接至集管，从而容许工作流体几次通过气冷式热交换器134a-d中的每一个，如图1中所示。在一个或多个实施例中，冷却介质可以为环境空气。如图1中所示，风扇136a-d中的每一个可以被强制通风，因为冷却介质可以被推动通过相应的气冷式热交换器134a-d；然而，本公开并不限于此，并且在其它实施例中，一个或多个风扇136a-d可以被诱导通风，以使得冷却介质被拉动通过相应的气冷式热交换器134a-d。
风扇136a-d中的每一个可以由多个驱动器140a-d中的相应的驱动器140a-d驱动。每个驱动器140a-d可以为马达，并且更具体地可以为比如永磁马达的电动机，并且可以包含定子(未示出)和转子(未示出)。然而，将理解的是，其它实施例可以采用其它类型的电动马达，包含但不限于同步马达、感应马达以及有刷直流马达。如图1中所示，驱动器140a-d中的每一个可以操作地联接至多个驱动器控制器138a-d中的相应的驱动器控制器138a-d，并且被构造成从相应的驱动器控制器138a-d接收对应于相应的驱动器140a-d的所期望的性能参数的输入。例如，所述输入可以为增大或减小驱动器140a-d的旋转速度的指令。
在一个或多个实施例中，驱动器控制器138a-d中的每一个可以为变频驱动装置(VFD)，其被构造成通过改变供应至驱动器140a-d的频率和电压来驱动相应的驱动器140a-d。如本领域中已知的，频率(或赫兹)与驱动器140a-d的旋转速度(每分钟转数(RPM))直接地相关。因此，驱动器控制器138a-d可以被构造成增大频率以增大驱动器140a-d的每分钟转数(RPM)。相对应地，如果期望减小驱动器140a-d的频率(RPM)，则可以使用变频驱动装置来缓降频率和电压，以满足驱动器140a-d的负载(例如，风扇136a-d)的要求。随着驱动器140a-d的所期望的速度改变，变频驱动装置可以增大或减小驱动器140a-d的速度以满足负载需求。
如图1中所示，驱动器控制器138a-d中的每一个可以有线地和/或无线地与主控制器144通信地联接，从而部分地形成被构造成控制热力发动机系统100的运行的控制系统。控制系统可以进一步包含多个传感器146，所述传感器有线地或无线地与主控制器144和/或驱动器控制器138a-d通信地联接，以便处理工作流体回路112内的指定位置处的工作流体的所测量和报告的温度、压力和/或质量流量。工作流体回路112中的指定位置可以包含但不限于：入口128；冷却介质的流动路径中；以及每个气冷式热交换器134a-d处或内。响应于所测量的和/或报告的这些参数，控制系统可以可操作以根据控制程序或算法选择性地调节主加压装置108的入口128处的工作流体的压力，从而使热力发动机系统100的运行最大化。
具体地，在一个或多个实施例中，主控制器144可以包含一个或多个处理器148，所述处理器被构造成经由一个或多个传感器146监测主加压装置108的入口128处的工作流体的压力，并且确定是否应当增大、减小或维持入口128处的压力以优化热力发动机系统100的性能。为此，主控制器144可以借助于信号向驱动器控制器138a-d中的一个或多个发射一个或多个指令，以增大、减小或维持相应的驱动器140a-d的每分钟转数(RPM)。
例如，在主控制器144确定要响应于传感器(一个或多个)146所进行的压力检测而减小主加压装置108的入口128处的压力时，主控制器144可以借助于一个或多个信号向至少一个驱动器控制器138a-d发送一个或多个指令，以增大相应的驱动器(一个或多个)140a-d的速度(RPM)。驱动器(一个或多个)140a-d的速度(RPM)的增大可以增大由操作地联接至驱动器(一个或多个)140a-d的风扇(一个或多个)136a-d所生成的冷却介质的流速。工作流体的热力学质量可以减小(蒸汽量减小)或者密度可以增大，从而减小主加压装置108的入口128处的压力。
在另一个示例中，在主控制器144确定要响应于传感器(一个或多个)146所进行的压力检测而增加主加压装置108的入口128处的压力时，主控制器144可以借助于一个或多个信号向至少一个驱动器控制器138a-d发送一个或多个指令，以减小相应的驱动器(一个或多个)140a-d的频率(RPM)。驱动器(一个或多个)140a-d的频率(RPM)的减小可以减小由操作地联接至驱动器(一个或多个)140a-d的风扇(一个或多个)136a-d所生成的冷却介质的流速。工作流体的热力学质量可以增大(蒸汽量增大)或密度可以增大，从而增大主加压装置108的入口128处的压力。
因此，可以通过以下方式增大或减小主加压装置108的入口128处的压力：调节一个或多个驱动器140a-d的频率(RPM)，从而增大或减小穿过气冷式热交换器134a-d的冷却介质的流速。通过这样做，可以增大或减小工作流体的热力学质量或密度，从而影响主加压装置108的入口128处的压力。
处理器(一个或多个)148可以被构造成执行操作系统、程序、接口、以及主控制器144的任何其它功能。处理器(一个或多个)148还可以包含一个或多个微处理器和/或相关芯片组，能够在其上储存数据、程序信息、或其它可执行指令的计算机/机器可读存储器，通用微处理器，专用微处理器，或其组合，用于缓存目的的板上存储器，指令集处理器，以及等等。
主控制器144还可以包含一个或多个输入/输出(I/O)端口150，其使主控制器144能够联接至一个或多个外部装置(例如，外部数据源)。I/O控制器152可以提供用于在处理器(一个或多个)148与通过I/O端口150连接的外部装置之间交换数据和/或用于通过一个或多个输入装置(未示出)接收用户输入的基础设施。
储存装置154可以储存处理器(一个或多个)148、主控制器144和/或驱动器控制器138a-d、I/O控制器152、或其组合所使用的信息，比如一个或多个程序和/或指令。例如，储存装置154可以储存用于主控制器144的固件，主控制器144所执行的程序、应用程序或例程，处理器功能等等。储存装置154可以包含一个或多个非暂时性有形机器可读介质，比如只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，固态存储器(例如，闪速存储器)，CD-ROM，硬盘驱动器，通用串行总线(USB)驱动器，任何其它计算机可读储存介质，或其任何组合。储存介质可以储存编码指令，比如固件，其可以由处理器(一个或多个)146执行，以运行本文中所公开的方法中所呈现的逻辑或逻辑的一部分。
经由驱动器控制器138a-d、主控制器144以及传感器146所形成的控制系统可以通过网络运行，并且还可以包含用于通过网络与外部装置通信的网络装置(未示出)，比如局域网(LAN)，广域网(WAN)或因特网，并且可以通过电源(未示出)提供动力。电源可以为交流(AC)电源(例如，电源插座)，便携式能量储存装置(例如，电池或电池组)，其组合，或任何其它合适的可用电源。进一步，在某些实施例中，主控制器144的构件中的某些或全部可以设置于壳体中，所述壳体可以被构造成支撑和/或封闭主控制器144的构件中的某些或全部。
热交换器组件106的出口歧管132可以经由管线156a-d与气冷式热交换器134a-d中的每一个流体地联接并且设置于气冷式热交换器134a-d中的每一个的下游，并且经由管线126设置于主加压装置108的上游。因此，出口歧管132可以被构造成收集从气冷式热交换器134a-d排出的工作流体的相应的流动部分，并且经由管线126将所收集的工作流体提供至主加压装置108。由于热交换器组件106可以被构造成调节工作流体的热力学质量或密度，因此管线126中的所收集的工作流体可以为经过热调节的工作流体。
主加压装置108可以被构造成从热交换器组件106接收经过热调节的工作流体，以使得将主加压装置的入口128调节至或维持于所期望的压力以优化热力发动机系统100的性能。主加压装置108可以被进一步构造成使工作流体在工作流体回路112内循环或者对工作流体回路112内的工作流体进行加压。另外，在某些实施例中，主加压装置108可以被构造成压缩经过热调节的工作流体。因此，在某些实施例中，主加压装置108可以为压缩机。在其它实施例中，主加压装置可以为泵。
基于前述内容，从热交换器组件106接收的经过热调节的工作流体可以被加压，并且在某些实施例中可以被压缩，并且经由管线122排出至同流换热器104的加热部分。同流换热器104的加热部分可以被构造成从同流换热器104的冷却部分转移热能，从而加热工作流体。工作流体可以经由管线116从同流换热器104的加热部分排出至废热交换器110。可以经由从废热源114提供的废热在废热交换器110中加热工作流体，并且可以重复所述循环。
现在参考图2并继续参考图1，图2为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统200的示意图。热力发动机系统200在某些方面可以与上述热力发动机系统100相似，并且因此可以参考图1以及其描述被最好地理解，其中相同的附图标记表示相同的构件并且将不再被具体描述。如图2中所示，热力发动机系统200包含热交换器组件206。热交换器组件206可以包含驱动器控制器238-d，所述驱动器控制器被构造成选择性地启动相应的驱动器140a-d。
驱动器控制器238a-d中的每一个可以为被构造成使相应的驱动器140a-d通电或断电的开关，所述相应的驱动器140a-d继而可以使相应的风扇136a-d通电或断电。因此，在图2的实施例中，驱动器140a-d可以以两种状态中的任一种运行：通电或断电。因此，驱动器控制器238a-d可以仅仅提供驱动器140a-d的在0RPM或最大RPM下的运行。因此，主控制器144可以通过根据需要选择性地为每个驱动器140a-d通电或断电来调节主加压装置108的入口128处的工作流体的热力学质量或密度，以实现入口128处的所期望的压力。在一个或多个实施例中，可以通过经由驱动器控制器238a-d依次选择性地为驱动器140a-d通电或断电来控制工作流体的热力学质量或密度。
例如，在主控制器144确定要响应于传感器(一个或多个)146所进行的压力检测而增大主加压装置108的入口128处的压力时，主控制器144可以从设置于入口歧管130的最下游的驱动器控制器(驱动器控制器238d)开始经由一个或多个信号发送一个或多个指令来对相应的驱动器140d断电。驱动器140d的断电可以停止由操作地联接至驱动器140d的风扇136d所生成的冷却介质的流动。工作流体的热力学质量可以增大(蒸汽量增大)或密度可以减小，从而增大主加压装置108的入口128处的压力。
在另一个示例中，在主控制器144确定要响应于传感器(一个或多个)146所进行的压力检测而减小主加压装置108的入口128处的压力时，主控制器144可以从紧接入口歧管130的下游设置的驱动器控制器(驱动器控制器238a)开始经由一个或多个信号发送一个或多个指令来使相应的驱动器140a通电。驱动器140a的通电可以增大由操作地联接至驱动器140a的风扇136a所生成的冷却介质的流动。工作流体的热力学质量可以减小(蒸汽量减小)或密度可以增大，从而减小主加压装置108的入口128处的压力。
现在参考图3并继续参考图1和2，图3为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统300的示意图。热力发动机系统300在某些方面可以与上述热力发动机系统100和200相似，并且因此可以参考图1和2以及其描述被最好地理解，其中相同的附图标记表示相同的构件并且将不再被具体描述。如图3中所示，热力发动机系统300包含热交换器组件306。热交换器组件306可以包含被构造成选择性地启动相应的驱动器140a-d的驱动器控制器238a-d，并且可以进一步包含多个阀358a-h，所述阀358a-h通信地联接至主控制器144并且被构造成选择性地使相应的气冷式热交换器134a-d与工作流体回路112隔离。在一个或多个实施例中，阀358a-h中的每一个可以联接至管线142a-d和156a-d并且流体地联接至入口歧管130和出口歧管132，以使得阀358a-h可以选择性地使气冷式热交换器134a-d中的一个或多个与工作流体回路112的剩余部分隔离。
气冷式热交换器134a-d中的一个或多个可以与工作流体回路112的剩余部分隔离，以调节主加压装置108的入口128处的工作流体的压力。例如，在主控制器144确定要响应于传感器(一个或多个)146所进行的压力检测而增大主加压装置108的入口128处的压力时，主控制器144可以经由一个或多个信号向一对阀358a和358b发送一个或多个指令以隔离气冷式热交换器134a。另外，主控制器144可以经由一个或多个信号向驱动器控制器238a发送一个或多个指令以对相应的驱动器140a断电。驱动器140a的断电可以停止由操作地联接至驱动器140a的风扇136a所生成的冷却介质的流动。由于通过隔离气冷式热交换器134a减小热交换器组件306中的冷却能力，因此热交换器组件306的剩余部分中的工作流体的热力学质量可以增大(蒸气量增大)或密度可以减小，从而增大主加压装置108的入口128处的压力。
在另一个示例中，在主控制器144确定要响应于传感器(一个或多个)146所进行的压力检测而减小主加压装置108的入口128处的压力时，主控制器144可以经由一个或多个信号向一对关闭的阀358a和358b发送一个或多个指令以打开阀358a和358b，以使得气冷式热交换器可以与工作流体回路112的剩余部分连通。另外，主控制器144可以经由一个或多个信号向驱动器控制器238a发送一个或多个指令以对相应的驱动器140a通电。驱动器140a的通电可以增大由操作地联接至驱动器140a的风扇136a所生成的冷却介质的流动。工作流体的热力学质量可以减小(蒸汽量减小)或密度可以增大，从而减小主加压装置108的入口128处的压力。
现在参考图4并继续参考图1-3，图4为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统400的示意图。热力发动机系统400在某些方面可以与上述热力发动机系统100、200、300相似，并且因此可以参考图1-3以及其描述被最好地理解，其中相同的数字表示相同的构件并且将不再被具体描述。如图4中所示，热力发动机系统400包含热交换器组件106。然而，在其它实施例中，热力发动机系统可以包含热交换器组件206或热交换器组件306来代替热交换器组件106。
热力发动机系统400进一步包含形成工作回路112的一部分的制冷系统460。制冷系统460可以经由管线426与出口歧管132流体地联接并且设置于出口歧管132的下游，并且经由管线462设置于主加压装置的上游。制冷系统460可以包含制冷回路，所述制冷回路包含蒸发器、冷凝器、压缩机以及热交换器464。热交换器可以被构造成将热能从工作流体传递至流动通过制冷回路的制冷剂。
制冷剂可以在制冷系统460中通过热交换器464被用于冷却工作流体以及将热能移除于工作流体回路112的外部。制冷剂流动通过热交换器464、在该热交换器之上流动、或者围绕该热交换器流动同时与该热交换器热连通。工作流体中的热能经由热交换器464传递至制冷剂。因此，制冷剂与工作流体回路112热连通，但是不流体地联接至工作流体回路112。热交换器464可以流体地联接至工作流体回路112并且独立地流体地联接至制冷剂。制冷剂可以包含一种或多种化合物，并且可以处于一种或多种物质状态中。制冷剂可以为处于气体状态、液体状态、亚临界状态、超临界状态、悬浮液、溶液、其衍生物、或其组合中的介质或流体。
制冷系统460可以通过增大或减小穿过制冷系统460的工作流体的热力学质量或密度来更精细地调节主加压装置108的入口128处的工作流体的压力。例如，可以经由设置于制冷系统460内部或附近的一个或多个传感器446检测从热交换器组件106、206、306中的任何一个所排出的经过调节的工作流体的压力，以测量和报告制冷系统460内的工作流体的压力、温度、质量流量或其它特性。主控制器144可以确定工作流体的热力学质量或密度可能需要进一步的调节，以在主加压装置108的入口128处提供所期望的压力。因此，在需要减小压力的情况下，主控制器144可以经由一个或多个信号向制冷系统460发送一个或多个指令，以使制冷剂循环通过制冷剂回路，从而冷却流动通过热交换器464的工作流体并且减小工作流体的热力学质量或增大工作流体的密度，从而减小主加压装置108的入口128处的压力。
现在参考图5并继续参考图1和2，图5为根据本文中所公开的一个或多个实施例的另一个示例性热力发动机系统500的示意图。热力发动机系统500在某些方面可以与上述热力发动机系统100、200相似，并且因此可以参考图1和2以及其描述被最好地理解，其中相同的数字表示相同的构件并且将不再被具体描述。如图5中所示，热力发动机系统500包含热交换器组件506。如图5中所示的热交换器组件506与图2的热交换器组件206相似，并且进一步包含外部加热系统560以为气冷式热交换器134a-d中的一个或多个添加热量。外部加热系统560可以包含沿逆流方向将热量从热源(一个气冷式热交换器134a-d的所排放的冷却介质)引导至另一个气冷式热交换器134a-d的管道或散热孔，从而加热流动通过气冷式热交换器134a-d的工作流体。在另一个实施例中，热源可以为电加热器或处理流。
一个或多个传感器546可以设置于气冷式热交换器134a-d内部或附近，以测量和报告气冷式热交换器134a-d内的工作流体的压力、温度、质量流量或其它特性。在一个实施例中，主控制器144可以确定工作流体的热力学质量或密度可能需要进一步的调节以在主加压装置108的入口128处提供所期望的压力。因此，在需要增大压力的情况下，主控制器144可以经由一个或多个信号向外部加热系统560发送一个或多个指令，以将来自热源的额外的热量引导至气冷式热交换器134a-d，从而增大工作流体的热力学质量，或者减小工作流体的密度，以及增大主加压装置108处的入口128的压力。
图6示出根据本文中所公开的一个或多个实施例的用于控制热力发动机系统的压缩机的入口处的工作流体的压力的示例性方法600的流程图。方法600可以通过热力发动机系统100、200、300、400、500中的任何一个的运行来进行，并且因此可以参考这些系统被最好地理解。方法600可以包含经由主加压装置使工作流体在热力发动机系统的工作流体回路中循环，参见附图标记602所指示。方法600还可以包含在工作流体回路的废热交换器中将热能从热源流传递至工作流体，参见附图标记604所指示。
方法600可以进一步包含在与废热交换器流体连通的膨胀装置中使工作流体膨胀如在实施606时。方法600还可以包含经由一个或多个传感器检测工作流体回路的主加压装置的入口处的工作流体的压力，参见附图标记608所指示。方法600可以进一步包含调整至少一个风扇的旋转速度，所述至少一个风扇被构造成引导冷却介质与工作流体回路的热交换器组件的多个气冷式热交换器中的相应的气冷式热交换器接触，参见附图标记610所指示。调整所述至少一个风扇的旋转速度可以包含基于所检测到的压力调节流动通过热交换器组件的工作流体的热力学质量或密度。方法600还可以包含将具有经过调节的热力学质量或密度的工作流体进给至主加压装置的入口，从而调节和调整主加压装置的入口处的工作流体的压力，参见附图标记612所指示。
在某些实施例中，可以在热力发动机系统100、200、300、400、500的工作流体回路112中循环、流动或以其它方式利用的工作流体的类型包含或可以含有氧化碳、烃、醇、酮、卤代烃、氨、胺、水溶液或其组合。可以在工作流体回路112中利用的示例性工作流体包含二氧化碳、氨、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮、水、其衍生物、或其混合物。卤代烃可以包含氢氯氟烃(HCFC)、氢氟烃(HFC)(例如1，1，1，3，3-五氟丙烷(R245fa))、碳氟化合物、其衍生物、或其混合物。
在本文中所描述的许多实施例中，在工作流体回路112中循环、流动或以其它方式利用的工作流体可以为或可以含有二氧化碳(CO2)以及含有二氧化碳的混合物。通常，工作流体回路112的至少一部分含有处于超临界状态中的工作流体(例如，sc-CO2)。用作工作流体的或用于发电循环中的工作流体中所含有的二氧化碳与通常用作工作流体的其它化合物相比具有许多优势，因为二氧化碳具有无毒、不易燃的特性，并且也易于获取并且相对便宜。部分地由于二氧化碳的相对高的工作压力，使用二氧化碳的系统可以比使用其它工作流体的系统更加紧凑。二氧化碳的相对于其它工作流体的高密度和高体积热容量使二氧化碳更加“能量密集”，这意味着可以显著地减小所有系统构件的尺寸而不损失性能。应当注意的是，术语二氧化碳(CO2)、超临界二氧化碳(sc-CO2)或亚临界二氧化碳(sub-CO2)的使用并不被限于任何特定类型、来源、纯度或等级的二氧化碳。例如，工业级二氧化碳可以包含于工作流体中和/或用作工作流体，而不脱离本公开的范围。
在其它示例性实施例中，工作流体回路112中的工作流体可以为二元、三元或其它工作流体共混物。如本文中所描述的，可以针对热回收系统内的流体组合所具有的独特属性而选择工作流体共混物或组合。例如，一种这样的流体组合包含液体吸收剂和二氧化碳的混合物，其使得能够用比压缩二氧化碳所需的能量输入更少的能量输入以液体状态将组合流体泵送至高压。在另一个示例性实施例中，工作流体可以为二氧化碳(例如，sub-CO2或sc-CO2)与一种或多种其它可混溶流体或化合物的组合。在其它示例性实施例中，工作流体可以为二氧化碳和丙烷或者二氧化碳和氨的组合，而不脱离本公开的范围。
在某些实施例中，工作流体回路112可以具有高压侧和低压侧，并且在工作流体回路112的各个部分中包含处于多种物质状态或相的工作流体。术语“工作流体”的使用并不用来限制工作流体的物质状态或相。例如，工作流体或工作流体的部分在工作流体回路112内的任何一个或多个位置处可以处于液相、气相、流体相、亚临界状态、超临界状态或任何其它相或状态中。
通常，工作流体回路112的高压侧包含的工作流体(例如，sc-CO2)的压力为大约15MPa或更大，比如大约17MPa或更大或者大约20MPa或更大。在某些示例中，工作流体回路112的高压侧可以具有的压力在大约15MPa至大约30MPa的范围内，更窄地在大约16MPa至大约26MPa的范围内，更窄地在大约17MPa至大约25MPa的范围内，以及更窄地在大约17MPa至大约24MPa的范围内，比如大约23.3MPa。在其它示例中，工作流体回路112的高压侧可以具有的压力在大约20MPa至大约30MPa的范围内，更窄地在大约21MPa至大约25MPa的范围内，以及更窄地在大约22MPa至大约24MPa的范围内，比如大约23MPa。
工作流体回路112的低压侧包含的工作流体(例如，CO2或sub-CO2)的压力小于15MPa，比如大约12MPa或更小或者大约10MPa或更小。在某些示例中，工作流体回路112的低压侧可以具有的压力在大约4MPa至大约14MPa的范围内，更窄地在大约6MPa至大约13MPa的范围内，更窄地在大约8MPa至大约12MPa的范围内，以及更窄地在大约10MPa至大约11MPa的范围内，比如大约10.3MPa。在其它示例中，工作流体回路112的低压侧可以具有的压力在大约2MPa至大约10MPa的范围内，更窄地在大约4MPa至大约8MPa的范围内，以及更窄地在大约5MPa至大约7MPa的范围内，比如大约6MPa。
在某些示例中，工作流体回路112的高压侧可以具有的压力在大约17MPa至大约23.5MPa的范围内，以及更窄地在大约23MPa至大约23.3MPa的范围内，而工作流体回路112的低压侧可以具有的压力在大约8MPa至大约11MPa的范围内，以及更窄地在大约10.3MPa至大约11MPa的范围内。
前述内容已经概述了几个实施例的特征，以使得本领域技术人员可以更好地理解本公开内容。本领域技术人员应当理解的是，他们可以容易地将本公开用作设计或修改其它过程和结构的基础，以实现与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应当认识到的是，这样的等效构造不脱离本公开的精神和范围，并且它们可以进行各种改变、替换和变更，而不脱离本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种热力发动机系统，包括：
被构造成使工作流体流动通过其中的工作流体回路，所述工作流体回路包括：
废热交换器，所述废热交换器被构造成与热源流流体连通并且热连通，并且将热能从所述热源流传递至所述工作流体；
膨胀装置，所述膨胀装置设置于所述废热交换器的下游并且与所述废热交换器流体连通，并且该膨胀装置被构造成将所述工作流体中的压降转换成机械能；
同流换热器，所述同流换热器设置于所述废热交换器的上游并且与所述废热交换器流体连通，并且该同流换热器设置于所述膨胀装置的下游并且与所述膨胀装置流体连通；
主加压装置，所述主加压装置设置于所述同流换热器的上游并且与所述同流换热器流体连通，并且该主加压装置被构造成对所述工作流体回路内的工作流体进行加压以及使所述工作流体在所述工作流体回路内循环；以及
热交换器组件，所述热交换器组件设置于所述主加压装置的上游并且与所述主加压装置流体连通，并且该热交换器组件设置于所述同流换热器的下游并且与所述同流换热器流体连通，所述热交换器组件包括：
多个气冷式热交换器，所述气冷式热交换器被构造成将热能从所述工作流体传递至冷却介质；
多个风扇，所述风扇被构造成引导所述冷却介质与所述多个气冷式热交换器接触；以及
多个驱动器，每个驱动器被构造成驱动所述多个风扇中的相应的风扇；以及
控制系统，所述控制系统通信地联接至所述热交换器组件，并且该控制系统被构造成调整所述多个风扇中的至少一个风扇的旋转速度，以调节所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
2.根据权利要求1所述的热力发动机系统，其特征在于，所述热交换器组件进一步包括多个驱动器控制器，每个驱动器控制器操作地联接至相应的驱动器并且被构造成调整由所述相应的驱动器所驱动的相应的风扇的旋转速度。
3.根据权利要求2所述的热力发动机系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括主控制器，所述主控制器通信地联接至所述驱动器控制器中的每一个，并且所述主控制器被构造成向至少一个控制器传输一个或多个指令以调整相应的风扇的旋转速度，以便调节所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
4.根据权利要求3所述的热力发动机系统，其特征在于，每个驱动器控制器为变频驱动装置。
5.根据权利要求3所述的热力发动机系统，其特征在于，每个驱动器控制器为能定位于第一状态和第二状态中的开关，其中，所述开关在定位于所述第一状态中时使相应的驱动器通电，并且所述开关在定位于所述第二状态中时使相应的驱动器断电。
6.根据权利要求5所述的热力发动机系统，其特征在于，所述热交换器组件进一步包括多个阀，所述多个阀通信地联接至所述主控制器并且设置于所述气冷式热交换器中的每一个的上游和下游，所述多个阀被构造成选择性地使所述气冷式热交换器中的一个或多个与所述工作流体回路的剩余部分隔离，以便调节所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
7.根据权利要求3所述的热力发动机系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括至少一个传感器，所述传感器通信地联接至所述主控制器并且被构造成检测所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
8.根据权利要求1所述的热力发动机系统，其特征在于，所述工作流体回路进一步包括制冷系统，所述制冷系统设置于所述主加压装置的上游并且与所述主加压装置流体连通，并且设置于所述热交换器组件的下游并且与所述热交换器组件流体连通，所述制冷系统包括辅助热交换器，所述辅助热交换器被构造成与制冷剂流流体连通并且热连通，并且将热能从所述工作流体传递至所述制冷剂流以便调节所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
9.根据权利要求8所述的热力发动机系统，其特征在于，所述热交换器组件被进一步构造成在所述热力发动机系统不工作的时间段期间将至少一部分所述工作流体储存于该热交换器组件中。
10.根据权利要求1所述的热力发动机系统，其特征在于，所述热交换器组件进一步包括加热系统，所述加热系统被构造成与热源流体连通并且热连通，并且将热能从所述热源传递至所述工作流体以便调节所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
11.根据权利要求1所述的热力发动机系统，其特征在于，所述气冷式热交换器中的每一个为翅片式风扇热交换器，并且所述冷却介质包括空气。
12.根据权利要求1所述的热力发动机系统，其特征在于，所述工作流体在所述工作流体回路的不同位置中包括处于亚临界状态和超临界状态中的二氧化碳。
13.一种热力发动机系统，包括：
被构造成使工作流体流动通过其中的工作流体回路，所述工作流体在所述工作流体回路的不同位置中包括处于亚临界状态和超临界状态中的二氧化碳，所述工作流体回路包括：
废热交换器，所述废热交换器被构造成与热源流流体连通并且热连通，并且将热能从所述热源流传递至所述工作流体；
膨胀装置，所述膨胀装置设置于所述废热交换器的下游并且与所述废热交换器流体连通，并且该膨胀装置被构造成将所述工作流体中的压降转换成机械能；
同流换热器，所述同流换热器设置于所述废热交换器的上游并且与所述废热交换器流体连通，并且该同流换热器设置于所述膨胀装置的下游并且与所述膨胀装置流体连通；
主加压装置，所述主加压装置设置于所述同流换热器的上游并且与所述同流换热器流体连通，并且该主加压装置被构造成对所述工作流体回路内的所述工作流体进行加压以及使所述工作流体在所述工作流体回路内循环；以及
热交换器组件，所述热交换器组件设置于所述主加压装置的上游并且与所述主加压装置流体连通，并且该热交换器组件设置于所述同流换热器的下游并且与所述同流换热器流体连通，所述热交换器组件包括：
与所述同流换热器流体连通的入口歧管；
与所述主加压装置流体连通的出口歧管；
多个气冷式热交换器，所述气冷式热交换器流体地连接至所述入口歧管和所述出口歧管并且彼此并行地布置，所述多个气冷式热交换器被构造成将热能从所述工作流体传递至包含空气的冷却介质；
多个风扇，所述风扇被构造成引导所述冷却介质与所述多个气冷式热交换器接触；
多个驱动器，每个驱动器被构造成驱动所述多个风扇中的相应的风扇；以及
多个驱动器控制器，每个驱动器控制器操作地联接至相应的驱动器并且被构造成调整所述相应的风扇的旋转速度；以及
通信地联接至所述多个驱动器控制器以及至少一个传感器的主控制器，所述至少一个传感器被构造成检测所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力，所述主控制器被构造成调整所述风扇中的一个或多个的旋转速度以响应于所检测到的压力控制所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
14.根据权利要求13所述的热力发动机系统，其特征在于，每个驱动器控制器为(i)变频驱动装置，或者(ii)能定位于第一状态和第二状态中的开关，其中所述开关在定位于所述第一状态中时使所述相应的驱动器通电，并且所述开关在定位于所述第二状态中时使所述相应的驱动器断电。
15.根据权利要求13所述的热力发动机系统，其特征在于，所述热交换器组件进一步包括多个阀，所述多个阀通信地联接至所述主控制器并且设置于所述气冷式热交换器中的每一个的上游和下游，所述多个阀被构造成选择性地使所述气冷式热交换器中的一个或多个与所述入口歧管和所述出口歧管隔离，以便控制所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
16.根据权利要求13所述的热力发动机系统，其特征在于，所述工作流体回路进一步包括制冷系统，所述制冷系统设置于所述主加压装置的上游并且与所述主加压装置流体连通，并且该制冷系统设置于所述热交换器组件的下游并且与所述热交换器组件流体连通，所述制冷系统包括辅助热交换器，所述辅助热交换器被构造成与制冷剂流流体连通并且热连通，并且将热能从所述工作流体传递至所述制冷剂流以便控制所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
17.根据权利要求13所述的热力发动机系统，其特征在于，所述热交换器组件进一步包括加热系统，所述加热系统被构造成与热源流体连通并且热连通，并且将热能从所述热源传递至所述工作流体以便控制所述主加压装置的入口处的所述工作流体的压力。
18.一种用于控制热力发动机系统的主加压装置的入口处的工作流体的压力的方法，包括：
经由所述主加压装置使所述工作流体在热力发动机系统的工作流体回路中循环；
在所述工作流体回路的废热交换器中将热能从热源流传递至所述工作流体；
在与所述废热交换器流体连通的膨胀装置中使所述工作流体膨胀；
经由一个或多个传感器检测所述工作流体回路的主加压装置的入口处的工作流体的压力；
调整至少一个风扇的旋转速度，所述风扇被构造成引导冷却介质与所述工作流体回路的热交换器组件的多个气冷式热交换器中的相应的气冷式热交换器接触，其中调整所述至少一个风扇的旋转速度包括：
基于所检测到的压力调节流动通过所述热交换器组件的所述工作流体的热力学质量或密度；以及
将具有经过调节的热力学质量或密度的工作流体进给至所述主加压装置的入口，从而调节和控制所述主加压装置的入口处的工作流体的压力。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括基于所检测到的压力向至少一个驱动器控制器传输一个或多个指令，所述至少一个驱动器控制器操作地联接至被构造成驱动所述至少一个风扇的驱动器，其中，所述至少一个驱动器控制器为变频驱动装置或开关。
20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括调节所述热交换器组件的多个阀，以选择性地使所述热交换器组件的所述多个气冷式热交换器中的一个或更多个气冷式热交换器与所述工作流体回路的剩余部分隔离，其中，所述多个气冷式热交换器中的每一个流体地联接至所述热交换器组件的入口歧管和出口歧管，并且所述多个气冷式热交换器在所述工作流体回路中彼此并行地布置。
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