CN114962055A - Orc余热回收系统、控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机技术领域,公开了一种ORC余热回收系统、控制方法、装置、设备及存储介质,控制方法包括关闭d出口和有机工质电控阀,完全打开有机工质电控阀和c出口,开启工质泵并以第一流量运行使第一回路导通;逐渐减小有机工质电控阀的开度,当排气换热器出口端的压力达到启动压力时,保持有机工质电控阀的当前开度;继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域,尤其涉及一种ORC余热回收系统、控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
从发动机的能量热平衡角度分析,一般发动机输出的有效功率只占燃油燃烧总热量的20%-40%左右,其余热能量则主要通过排气和冷却介质(冷却水、机油散热等)被传递到大气环境中。由此可以看出,对于车用发动机,其余热能量具有很大的节能潜力,余热能回收利用技术有广泛的应用空间。目前,发动机余热能利用技术主要集中在增压、余热制冷、余热取暖、余热发电和改良燃料燃烧性能等几个方面。在当前车用余热利用的各种技术方案中,有机朗肯循环(ORC)余热回收技术的热效率最高,是最有可能首先实现产业化的技术。
但是在有机朗肯循环余热回收装置启动过程中,往往采用定压启动方式,即在朗肯循环启动之初,工质以设计流量在余热回收装置中流动,通过膨胀机旁通阀门将蒸发器内部压力建立至设计蒸发压力并保持压力不变,发动机排气流入蒸发器中加热工质使其变成过热蒸汽,最后将过热蒸汽流入膨胀机,高温高压的过热蒸汽工质推动膨胀机做功,这样完成了朗肯循环的定压启动过程。
该方法需要通过工质泵将朗肯循环系统工质压力建立至较高的蒸发压力,存在启动过程工质泵功耗高的问题;同时,此启动过程中通过减小膨胀机旁通阀门开度的方式将蒸发器内部压力升高至设计蒸发压力,对膨胀机旁通阀门的可靠性要求高,零部件成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ORC余热回收系统、控制方法、装置、设备及存储介质,以解决启动过程工质泵功耗高的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,一种ORC余热回收系统,包括:
发动机、发动机尾气后处理装置、排气三通阀、排气换热器、有机工质电控阀、膨胀机、发电机、单向阀、有机工质电控阀、冷凝器、储液罐、工质泵、流量计、第一温度传感器和第一压力传感器,所述排气三通阀的a出口连接所述发动机尾气后处理装置,所述排气三通阀的c出口和d出口分别连接至外部环境和所述排气换热器;
所述工质泵、流量计、排气换热器、有机工质电控阀、冷凝器、储液罐、工质泵形成第一回路;
所述工质泵、流量计、排气换热器、有机工质电控阀、膨胀机、单向阀、冷凝器、储液罐、工质泵形成第二回路;
所述第一温度传感器和第一压力传感器分别用于获取所述排气换热器出口端的第一温度和第一压力。
作为上述ORC余热回收系统的优选方案,还包括风扇、第二温度传感器和第二压力传感器,所述风扇用于对所述冷凝器散热,所述第二温度传感器和第二压力传感器分别用于获取所述冷凝器出口端的第二温度和第二压力。
作为上述ORC余热回收系统的优选方案,还包括压气机和涡轮机,进气管路与所述压气机的进气端相连,所述压气机的出气端与所述发动机相连,所述发动机与所述涡轮机的进气端相连,所述涡轮机的出气端与所述发动机尾气后处理装置的进气端相连。
第二方面,一种ORC余热回收控制方法,用于控制上述的ORC余热回收系统,所述控制方法包括以下步骤:
S100、关闭d出口和有机工质电控阀,完全打开有机工质电控阀和c出口,开启工质泵并以第一流量运行使第一回路导通;
S200、逐渐减小所述有机工质电控阀的开度,当所述排气换热器出口端的压力达到启动压力时,保持所述有机工质电控阀的当前开度;
S300、逐渐减小c出口的开度,同时逐渐增加d出口的开度,根据所述排气换热器出口端的第一温度和第一压力确定当前工质过热温度,当所述工质过热温度达到工质过热目标温度时,保持c出口和d出口的当前开度;
S400、逐渐增加有机工质电控阀的开度并保持所述排气换热器出口端的压力为所述启动压力,直到有机工质电控阀完全打开;
S500、保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小所述有机工质电控阀的开度直到所述有机工质电控阀关闭;
S600、继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。
作为上述ORC余热回收控制方法的优选方案,所述步骤S300和步骤S600中,减小c出口开度的速率和增加d出口开度的速率相同。
作为上述ORC余热回收控制方法的优选方案,包括以下步骤:
根据冷凝器出口端的第二温度和过冷目标温度,控制风扇的转速。
作为上述ORC余热回收控制方法的优选方案,第二温度大于过冷目标温度时,降低风扇的转速;
第二温度小于过冷目标温度时,提高风扇的转速;
第二温度等于过冷目标温度时,保持风扇的当前转速。
第三方面,一种ORC余热回收控制装置,包括:
第一模块,用于关闭d出口和有机工质电控阀,完全打开有机工质电控阀和c出口,开启工质泵并以第一流量运行使第一回路导通;
第二模块,用于逐渐减小所述有机工质电控阀的开度,当所述排气换热器出口端的压力达到启动压力时,保持所述有机工质电控阀的当前开度;
第三模块,用于逐渐减小c出口的开度,同时逐渐增加d出口的开度,根据所述排气换热器出口端的第一温度和第一压力确定当前工质过热温度,当所述工质过热温度达到工质过热目标温度时,保持c出口和d出口的当前开度;
第四模块,用于逐渐增加有机工质电控阀的开度并保持所述排气换热器出口端的压力为所述启动压力,直到有机工质电控阀完全打开;
第五模块,用于保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小所述有机工质电控阀的开度直到所述有机工质电控阀关闭;
第六模块,用于继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。
第四方面,一种设备,包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如上述的ORC余热回收控制方法。
第五方面,一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述的ORC余热回收控制方法。
本发明的有益效果:
对于ORC余热回收系统,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
对于ORC余热回收控制方法,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
对于ORC余热回收控制装置,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
对于设备,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
对于计算机可读存储介质,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
附图说明
图1是本申请实施例一提供的ORC余热回收系统的结构示意图;
图2是本申请实施例二提供的ORC余热回收控制方法的流程图。
图中:
1、发动机;2、压气机;3、涡轮机;4、发动机尾气后处理装置;5、排气三通阀;6、排气换热器;7、有机工质电控阀;8、膨胀机;9、发电机;10、单向阀;11、有机工质电控阀;12、储液罐;13、工质泵;14、流量计;15、风扇;16、安全阀;17、电控单元;18、第一温度传感器;19、第一压力传感器;20、第二温度传感器;21、第二压力传感器;22、冷凝器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
实施例一:
本实施例提供一种ORC余热回收系统,如图1所示,该系统包括发动机1、发动机尾气后处理装置4、排气三通阀5、排气换热器6、有机工质电控阀7、膨胀机8、发电机9、单向阀10、有机工质电控阀11、冷凝器22、储液罐12、工质泵13、流量计14、第一温度传感器18、第一压力传感器19、第二温度传感器20和第二压力传感器21。
排气三通阀5的a出口连接发动机尾气后处理装置4,排气三通阀5的c出口和d出口分别连接至外部环境和排气换热器6。
工质泵13、流量计14、排气换热器6、有机工质电控阀11、冷凝器22、储液罐12、工质泵13形成第一回路。
工质泵13、流量计14、排气换热器6、有机工质电控阀7、膨胀机8、单向阀10、冷凝器22、储液罐12、工质泵13形成第二回路。
第一温度传感器18和第一压力传感器19分别用于获取排气换热器6出口端的第一温度和第一压力,第二温度传感器20和第二压力传感器21分别用于获取冷凝器22出口端的第二温度和第二压力。
对于ORC余热回收系统,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
进一步,该系统还包括风扇15,风扇15用于对冷凝器22散热。
该系统还包括安全阀16,安全阀16连接在储液罐12上。
该系统还包括一个电控单元17,电控单元17与有机工质电控阀7、有机工质电控阀11、排气三通阀5、第一温度传感器18、第一压力传感器19、流量计14、工质泵13、第二温度传感器20、第二压力传感器21、风扇15电性连接。
该系统还包括压气机2和涡轮机3,进气管路与压气机2的进气端相连,压气机2的出气端与发动机1相连,发动机1与涡轮机3的进气端相连,涡轮机3的出气端与发动机尾气后处理装置4的进气端相连。
实施例二:
本实施例提供一种ORC余热回收控制方法,用于控制实施例一提供的ORC余热回收系统。
如图2所示,控制方法包括以下步骤S100-S600。
S100、关闭d出口和有机工质电控阀7,完全打开有机工质电控阀11和c出口,开启工质泵13并以第一流量运行使第一回路导通。
完全打开c出口后,发动机排气通过c出口直接排至环境中,可选地,此时能够启动风扇15,并以冷凝器22出口端工质过冷温度闭环工作。关闭有机工质电控阀7,打开有机工质电控阀11,工质泵13以工质流量M1(0.1kg/s)运行,此时,液态有机工质从储液罐12流出后经过工质泵13、流量计14、排气换热器6、有机工质电控阀11、冷凝器22后流回储液罐12。
在步骤S100时,可先设定好膨胀机8的目标转速N。本实施例中,目标转速为50000rpm。
S200、逐渐减小所述有机工质电控阀11的开度,当所述排气换热器6出口端的压力达到启动压力时,保持所述有机工质电控阀11的当前开度。
本实施例中,以每秒2%的阀门开度关闭速率减小有机工质电控阀11的开度,此时排气换热器6的出口端压力逐渐增加,当第一压力传感器19的压力达到启动压力Pstart时,停止继续减小有机工质电控阀11的开度,即保持当前开度。本实施例中,启动压力Pstart为0.5MPa。
S300、逐渐减小c出口的开度,同时逐渐增加d出口的开度,根据排气换热器6出口端的第一温度和第一压力确定当前工质过热温度,当工质过热温度达到工质过热目标温度时,保持c出口和d出口的当前开度。
本实施例中,以每秒2%的阀门开度关闭速率减小c出口的开度,并同时以2%的阀门开度关闭速率逐渐打开d出口,发动机1排气逐渐流入排气换热器6的排气侧。
在发动机1排气流入排气换热器6排气侧的过程中,每间隔t0秒(本实施例为1秒)读取第一温度传感器18和第一压力传感器19的信号,根据第一温度传感器18获取的第一温度和第一压力传感器19获取的第一压力查表获得排气换热器6的当前工质过热温度,当工质过热温度等于工质过热目标温度时,c出口和d出口的开度保持不变。本实施例中,工质过热目标温度为30K。
S400、逐渐增加有机工质电控阀7的开度并保持排气换热器6出口端的压力为启动压力Pstart,直到有机工质电控阀7完全打开。
具体地,保持第一压力传感器19所测的第一压力为启动压力Pstart,以每秒2%阀门开度速率逐渐打开有机工质电空阀7,此过程有机工质电控阀11以2%阀门开度速率逐渐关闭,直到有机工质电控阀7完全打开。
S500、保持当前工质过热温度为工质过热目标温度,并逐渐减小所述有机工质电控阀11的开度。
有机工质电控阀7完全打开后,工质泵13以排气换热器6出口端的工质过热温度为控制变量进行闭环控制模式工作,并保持工质过热温度为工质过热目标温度,以每秒2%阀门开度速率逐步关闭有机工质电控阀11直至完全关闭。
S600、继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,并逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。
具体地,以每秒2%阀门关度速率逐步关闭c出口,并以2%阀门关度速率逐步打开d出口,使得发动机1的排气逐渐流入排气换热器6,工质泵13转速逐渐增加以维持工质过热目标温度保持不变,装置中工质流量逐渐增加,第一压力传感器19所测第一压力逐步增大,发电机9的发电量逐渐增大,直到c出口完全关闭,d出口完全打开,发动机1的高温废气全部流入排气换热器6,此时朗肯循环装置启动成功。
需要说明的是,该方法还包括步骤:根据冷凝器22出口端的第二温度和过冷目标温度,控制风扇15的转速。本实施例中,过冷目标温度为10K。
具体地,第二温度大于过冷目标温度时,降低风扇15的转速;第二温度小于过冷目标温度时,提高风扇15的转速;第二温度等于过冷目标温度时,保持风扇15的当前转速。
该方法能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
实施例三:
本实施例提供一种ORC余热回收控制装置,该控制装置包括第一模块、第二模块、第三模块、第四模块、第五模块和第六模块。
结合图1,一种ORC余热回收系统,该系统包括发动机1、发动机尾气后处理装置4、排气三通阀5、排气换热器6、有机工质电控阀7、膨胀机8、发电机9、单向阀10、有机工质电控阀11、冷凝器22、储液罐12、工质泵13、流量计14、第一温度传感器18、第一压力传感器19、第二温度传感器20和第二压力传感器21。
排气三通阀5的a出口连接发动机尾气后处理装置4,排气三通阀5的c出口和d出口分别连接至外部环境和排气换热器6。
工质泵13-流量计14-排气换热器6-有机工质电控阀11-冷凝器22-储液罐12-工质泵13形成第一回路。
工质泵13-流量计14-排气换热器6-有机工质电控阀7-膨胀机8-单向阀10-冷凝器22-储液罐12-工质泵13形成第二回路。
第一温度传感器18和第一压力传感器19分别用于获取排气换热器6出口端的第一温度和第一压力,第二温度传感器20和第二压力传感器21分别用于获取冷凝器22出口端的第二温度和第二压力。
进一步,该系统还包括风扇15,风扇15用于对冷凝器22散热。
该系统还包括安全阀16,安全阀16连接在储液罐12上。
该系统还包括一个电控单元17,电控单元17与有机工质电控阀7、有机工质电控阀11、排气三通阀5、第一温度传感器18、第一压力传感器19、流量计14、工质泵13、第二温度传感器20、第二压力传感器21、风扇15电性连接。
该系统还包括压气机2和涡轮机3,进气管路与压气机2的进气端相连,压气机2的出气端与发动机1相连,发动机1与涡轮机3的进气端相连,涡轮机3的出气端与发动机尾气后处理装置4的进气端相连。
对于该控制装置,第一模块用于关闭d出口和有机工质电控阀7,完全打开有机工质电控阀11和c出口,开启工质泵13并以第一流量运行使第一回路导通。
第二模块用于逐渐减小所述有机工质电控阀11的开度,当所述排气换热器6出口端的压力达到启动压力时,保持所述有机工质电控阀11的当前开度。
第三模块用于逐渐减小c出口的开度,同时逐渐增加d出口的开度,根据所述排气换热器6出口端的第一温度和第一压力确定当前工质过热温度,当所述工质过热温度达到工质过热目标温度时,保持c出口和d出口的当前开度。
第四模块用于逐渐增加有机工质电控阀7的开度并保持所述排气换热器6出口端的压力为所述启动压力,直到有机工质电控阀7完全打开。
第五模块用于保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小所述有机工质电控阀的开度直到所述有机工质电控阀关闭。
第六模块用于继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。
该装置能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
实施例四
本实施例提供一种设备。
设备以通用计算设备的形式表现。设备的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元;一个系统存储器,用于连接不同系统组件,系统组件包括系统存储器和处理单元的总线。
总线表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速出口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
设备典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
系统存储器可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器。设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质。可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线相连。系统存储器可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块的程序/实用工具,可以存储在例如系统存储器中,这样的程序模块包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
设备也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、显示器等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该设备交互的设备通信,和/或与使得该设备能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口进行。
另外,本实施例中的设备,其显示器不是作为独立个体存在,而是嵌入镜面中,在显示器的显示面不予显示时,显示器的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且,设备还可以通过网络适配器与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。网络适配器通过总线与设备的其它模块通信。应当明白,可以结合设备使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元通过运行存储在系统存储器中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明实施例二所提供的一种控制方法。
对于本实施例提供的设备,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
实施例五:
本实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例二提供的一种控制方法。
对于本实施例提供的计算机可读存储介质,能够在低热负荷工况开始建立工质压力,热负荷增加时工质压力随之增加直至完成启动,降低启动过程工质泵的能耗,同时,保证朗肯循环余热回收系统启动过程安全平稳,从而有助于发动机有机朗肯循环余热回收装置在汽车领域的应用推广。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种ORC余热回收系统,其特征在于,包括:
发动机(1)、发动机尾气后处理装置(4)、排气三通阀(5)、排气换热器(6)、有机工质电控阀(7)、膨胀机(8)、发电机(9)、单向阀(10)、有机工质电控阀(11)、冷凝器(22)、储液罐(12)、工质泵(13)、流量计(14)、第一温度传感器(18)和第一压力传感器(19),所述排气三通阀(5)的a出口连接所述发动机尾气后处理装置(4),所述排气三通阀(5)的c出口和d出口分别连接至外部环境和所述排气换热器(6);
所述工质泵(13)、流量计(14)、排气换热器(6)、有机工质电控阀(11)、冷凝器(22)、储液罐(12)、工质泵(13)形成第一回路;
所述工质泵(13)、流量计(14)、排气换热器(6)、有机工质电控阀(7)、膨胀机(8)、单向阀(10)、冷凝器(22)、储液罐(12)、工质泵(13)形成第二回路;
所述第一温度传感器(18)和第一压力传感器(19)分别用于获取所述排气换热器(6)出口端的第一温度和第一压力。
2.根据权利要求1所述的ORC余热回收系统,其特征在于,还包括风扇(15)、第二温度传感器(20)和第二压力传感器(21),所述风扇(15)用于对所述冷凝器(22)散热,所述第二温度传感器(20)和第二压力传感器(21)分别用于获取所述冷凝器(22)出口端的第二温度和第二压力。
3.根据权利要求2所述的ORC余热回收系统,其特征在于,还包括压气机(2)和涡轮机(3),进气管路与所述压气机(2)的进气端相连,所述压气机(2)的出气端与所述发动机(1)相连,所述发动机(1)与所述涡轮机(3)的进气端相连,所述涡轮机(3)的出气端与所述发动机尾气后处理装置(4)的进气端相连。
4.一种ORC余热回收控制方法,其特征在于,用于控制权利要求2-3所述的ORC余热回收系统,所述控制方法包括以下步骤:
S100、关闭d出口和有机工质电控阀(7),完全打开有机工质电控阀(11)和c出口,开启工质泵(13)并以第一流量运行使第一回路导通;
S200、逐渐减小所述有机工质电控阀(11)的开度,当排气换热器(6)出口端的压力达到启动压力时,保持所述有机工质电控阀(11)的当前开度;
S300、逐渐减小c出口的开度,同时逐渐增加d出口的开度,根据所述排气换热器(6)出口端的第一温度和第一压力确定当前工质过热温度,当所述工质过热温度达到工质过热目标温度时,保持c出口和d出口的当前开度;
S400、逐渐增加有机工质电控阀(7)的开度并保持所述排气换热器(6)出口端的压力为所述启动压力,直到有机工质电控阀(7)完全打开;
S500、保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小所述有机工质电控阀(11)的开度直到所述有机工质电控阀(11)关闭;
S600、继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。
5.根据权利要求4所述的ORC余热回收控制方法,其特征在于,所述步骤S300和步骤S600中,减小c出口开度的速率和增加d出口开度的速率相同。
6.根据权利要求4所述的ORC余热回收控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据冷凝器(22)出口端的第二温度和过冷目标温度,控制风扇(15)的转速。
7.根据权利要求6所述的ORC余热回收控制方法,其特征在于,所述第二温度大于所述过冷目标温度时,降低所述风扇(15)的转速;
所述第二温度小于所述过冷目标温度时,提高所述风扇(15)的转速;
所述第二温度等于所述过冷目标温度时,保持所述风扇(15)的当前转速。
8.一种ORC余热回收控制装置,其特征在于,包括:
第一模块,用于关闭d出口和有机工质电控阀(7),完全打开有机工质电控阀(11)和c出口,开启工质泵(13)并以第一流量运行使第一回路导通;
第二模块,用于逐渐减小所述有机工质电控阀(11)的开度,当排气换热器(6)出口端的压力达到启动压力时,保持所述有机工质电控阀(11)的当前开度;
第三模块,用于逐渐减小c出口的开度,同时逐渐增加d出口的开度,根据所述排气换热器(6)出口端的第一温度和第一压力确定当前工质过热温度,当所述工质过热温度达到工质过热目标温度时,保持c出口和d出口的当前开度;
第四模块,用于逐渐增加有机工质电控阀(7)的开度并保持所述排气换热器(6)出口端的压力为所述启动压力,直到有机工质电控阀(7)完全打开;
第五模块,用于保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小所述有机工质电控阀的开度直到所述有机工质电控阀关闭;
第六模块,用于继续保持当前工质过热温度为所述工质过热目标温度,逐渐减小c出口的开度同时逐渐增加d出口的开度,直到c出口的完全关闭,d出口完全打开。
9.一种设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求4-7任一项所述的ORC余热回收控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4-7任一项所述的ORC余热回收控制方法。
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