一种应用于机动装置的ORC控制系统及其应用装置的制作方法

本实用新型涉及废气回收再利用的技术领域，具体涉及一种应用于机动装置的orc控制系统及其应用装置。

背景技术：

随着能源短缺形势的日益严峻，节能减排已成为时代发展的主题。对于车用发动机，其有效利用的能量仅占总热量的三分之一左右，而大部分主要以尾气排放和散热的形式流失。在研究如何高效地利用发动机废热等各方案里面，orc循环(有机朗肯循环)以其较高的循环利用效率而受到研究学者的青睐。

其中，orc循环系统的有效和安全运行受到热源(发动机排气)的瞬态特性的限制，该特性取决于行驶条件。通常只有在很窄的工作流体蒸发压力和温度范围内才能实现最佳运行。工质的解离和降解限制了最大适用工作温度，而下限则通过工质在膨胀装置中的冷凝而得以固定。因此，精确的控制系统设计对于优化orc系统运行至关重要。

由于需要实验多种工况，然而系统的调节无法实时通过手动操作做到，且手动调节易产生误差。

技术实现要素：

本申请提供一种应用于机动装置的orc控制系统及其应用装置，实现了orc装置中的启停、启停检测、报警等功能，解决现有技术中，由于orc循环系统的调节由于手动调节易产生误差，而无法通过手动操作控制的问题。

本申请提供的一种应用于机动装置的orc控制系统,包括:

控制子装置和orc装置；所述orc装置至少包括透平装置、输送装置以及开关装置；所述透平装置的输出端与一机动装置连接；

所述控制子装置包括输送控制模块、透平控制模块，

所述输送控制模块至少包括输送启动控制模块和输送停止控制模块，所述输送启动控制模块、输送停止控制模块与所述输送装置信号连接；所述透平控制模块分别与所述透平装置、所述开关装置信号连接。

进一步优选地，所述orc装置还包括储液装置，所述储液装置用于存储液态的有机介质，检测有机介质的液位信号；所述储液装置与所述输送启动控制模块信号连接，所述输送启动控制模块与所述输送装置的运动阀信号连接；所述输送启动控制模块与所述储液装置的液位信号联锁，用于确定是否具备启动条件。

进一步优选地，所述orc装置还包括变频装置，所述变频装置分别与所述输送启动控制模块、所述输送停止控制模块信号连接。

进一步优选地，所述控制子装置包括输送变频控制模块；所述输送变频控制模块与所述变频装置信号连接，用于调整所述变频装置的输出频率，通过控制所述输送装置的运动阀的运转频率，控制所述输送装置中的有机介质的输出流量，适应不同的工况。

进一步优选地，所述控制子装置还包括开关控制模块；所述开关控制模块与所述开关装置信号连接；

所述开关控制模块接收到所述开关装置中开度的调整指令时，输出开度调整信号，调整所述开关装置的开度，从而调节废气流量。

本申请提供的一种采用如上述任意一项所述的应用于机动装置的orc控制系统的重型卡车废气能量回收装置，所述orc控制系统包括：控制子装置和orc装置，所述orc装置包括透平装置、开关装置，所述透平装置的输出端与重型卡车的主继电器连接，所述控制子装置包括透平控制模块，所述透平控制模块包括透平联锁控制模块；所述透平联锁控制模块与透平装置信号连接，接收透平停机信号，联锁关闭所述透平装置、所述主继电器的开关，后控制所述开关装置打开。

进一步优选地，所述透平控制模块还包括透平信号控制模块，所述透平信号控制模块与所述透平装置、所述透平联锁控制模块信号连接；

所述透平信号控制模块接收包括主继电器跳机信号、紧急停机信号、就地操作紧急停机信号在内的信号，用于与重型卡车上的高速轴转速、轴承振动、供油压力、干气密封压力、发电机故障跳机信号分别联锁，获取并识别出发送给所述透平装置的控制信号为透平停机信号后，向所述透平联锁控制模块反馈透平停机信号。

进一步优选地，还包括烟气开关，所述控制子装置包括烟气控制模块，所述烟气控制模块与所述烟气旁路开关信号连接，用于控制所述烟气开关的启停，所述orc装置启动时，用于控制所述烟气开关关闭，所述orc装置关闭时，用于控制所述烟气开关开启。

相比现有技术，本申请的有益效果如下：

(1)本实用新型的应用于机动装置的orc控制系统，具有对orc装置中的输送装置进行启停、启停检测以及调控的功能，有效规避由于人工手动启停带来的误差干扰。

(2)本实用新型的应用于机动装置的orc控制系统，通过透平装置的输出端与机动装置联锁设置，有效保证orc装置的安全稳定运行。

(3)本实用新型应用于机动装置的orc控制系统，通过蒸发装置的过渡热，即使在工况不稳定的情况下，导致蒸发装置的过渡热发生变化时，也能保证orc装置的安全运行。

(4)本实用新型应用于机动装置的orc控制系统，通过控制变频装置的频率变化，控制输送装置的运动阀的转速，进而改变输送装置中的有机介质的输送流量。

(5)本实用新型应用于机动装置的orc控制系统，应用于重型卡车的废气能量回收装置中，通过透平装置的联锁控制以及烟气控制，有效控制重型卡车废气能量回收装置的安全运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例的orc控制系统的结构框图；

图2为本实用新型另一种实施例orc控制系统的结构框图；

图3为本实用新型实施例的orc控制系统的中的orc装置的示意图；

图4为本实用新型实施例中的输送装置实施例的电气原理图；

图5为本实用新型实施例中的输送装置控制启动流程图；

图6为本实用新型实施例中的输送装置控制停止流程图；

图7为本实用新型实施例中的开关装置控制流程图；

图8为本实用新型实施例中的透平装置联锁控制流程图；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

本实施例描述的一种应用于机动装置的orc控制系统，参考附图1-2所示，该orc控制系统包括控制子装置10和orc装置20，其中，orc装置20为一种用于有机工质进行余热回收的循环装置。本实施例根据本实用新型描述的一种实施例的控制子装置10用于控制orc装置20，控制子装置10用于控制orc装置20启动停止、检测停止以及调整orc装置20。

本实施例中的应用于机动装置的orc控制系统包括控制子装置10和orc装置20；orc装置20至少包括透平装置22、输送装置21以及开关装置23；透平装置22的输出端与一机动装置连接。本实施例中的输送装置21可以为一种工质泵，用于输送有机介质。开关装置23为一种旁路开关，用于提高本实用新型中orc装置的安全性能。

控制子装置10包括输送控制模块、透平控制模块，输送控制模块至少包括输送启动控制模块11和输送停止控制模块12，输送启动控制模块11、输送停止控制模块12与输送装置21信号连接；透平控制模块分别与透平装置22、开关装置23信号连接。

本实施例的应用于机动装置的orc控制系统的应用方法包括：

输送启动控制模块11、输送停止控制模块12接收输送控制指令后，控制输送装置21的启停，后通过采集输送装置21的启动信号、反馈信号、频率信号，来检测判断输送装置21的启停状态是否正常；透平控制模块接收到透平装置22的控制信号为透平停机信号时，控制发出联锁关闭信号关闭包括透平装置22和机动装置在内的开关，后控制开关装置23打开。

参考附图3所示，在一种实施例中，orc装置20中至少包括蒸发装置25、透平装置22、冷凝装置27、储液装置26、输送装置21；其中，orc装置20的一种循环管路上依次连通设置蒸发装置25、透平装置22、冷凝装置27、储液装置26、输送装置21，且，输送装置21与蒸发装置25连通，用于实现orc装置20中的有机介质的一种循环回路。

有机介质在循环回路中的工作过程包括：orc装置20中，蒸发装置25中的有机介质在废气余热流中吸收热量，生成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平装置22膨胀做功，将有机介质中蕴有的热量与透平装置22中的动能相互转换，从而带动连接透平装置22的机动装置运转；透平装置22排出的蒸汽在冷凝装置27中冷却放热，凝结成液态，存储到储液装置26中。蒸发装置25与输送装置21连通，进一步地，输送装置21的进口连通储液装置26的出口，以便输送装置21将储液装置26中的有机介质吸入并传输到蒸发装置25中。

进一步地，在有机介质的这种循环回路中，orc装置20中的透平装置22连接蒸发装置25的废气侧出口，根据控制子装置10的相应的控制指令调整透平装置22的入口阀门的开度，实现期望的循环利用废气流量。本实施例中，废气余热进入蒸发装置25后，与蒸发装置25中的有机介质混合，有机介质受高温高压汽化，变成蒸汽，进而通过透平装置22的膨胀做功，回收废气余热中的能量。

在有机介质的另一种循环回路，orc装置20还包括开关装置23，开关装置23连接在蒸发装置25的废气侧出口，在orc装置20的管路中，蒸发装置25、开关装置23、冷凝装置27依次连通，通过开关装置23接收蒸发装置25中的高温高压的蒸汽，后传输给冷凝装置37冷却凝结成液态。其中，开关装置23的阀门通常是处于关闭状态，根据不同工况的类型和适用范围，一般可以在1-5秒内快速的打开。

可以理解，开关装置23与透平装置22并联设置，使蒸发装置25产生的蒸汽不经过或者减少经过透平装置22的蒸汽，以此来提高orc装置20中余热应用的安全性以及降低由于蒸汽的高压和高温带来的风险。

本实施例中，orc装置20循环回路上的有机介质采用乙醇和水混合物，以便高温余热进行直接加热。现有有机介质有冷媒r245fa、r134a，特点包括使用温度较低，不超过150c，否则高温情况下会发生分解，分解的氟化氢hf具有很强的腐蚀性，极易挥发，对人和环境有毒。并且这类工质有温室效应对臭氧有破坏作用，而制冷剂较为昂贵。在本实用新型的orc装置20中的有机介质的选择上，本实施例经过多次的推导及实验，考虑到醇类。其中，甲醇有剧毒，人体吸入/摄入少量可致失明甚至死亡，甲醇用于制造甲醛和农药，所以是不允许应用在汽车上；乙醇无毒，而且orc循环性能角度，乙醇与甲醇相当，综合乙醇易获取、价格低廉、运输保存方便等优点，用乙醇溶液作为循环工质是更佳的选择。

基于此，本实施例采用乙醇和水混合物(比如，乙醇浓度95％)，经过计算和试验，含有少量水的乙醇工质能充分地从发动机高温烟气中吸热，而乙醇本身并不会因为高温发生分解，得到的高参数乙醇蒸汽(高压力3.5mpa，265c)具有更高的做功能力，乙醇工质性质稳定，价格低廉，容易获取；另外极大减轻了纯乙醇对金属材料的腐蚀影响，延长设备使用寿命。乙醇溶液工质为乙醇和水的二元共沸混合物，该混合物具有比单一工质具有更低的沸点，更容易被中低温品位热源加热产生相变，并且，乙醇浓度控制在93％-96％范围，含4％-7％氧化剂水的乙醇蒸汽在叶轮表面形成一层对表面材料起到钝化保护的氧化层薄膜，且4％-7％的乙醇蒸汽含水量对进入高速膨胀机叶轮的水蚀危害相对较小。

参考附图4-6所示，本实用新型实施例中的一种应用于机动装置的orc控制系统，描述控制输送装置21启停方法的实施例。

基于实施例1，本实施例中的控制输送介质31的启动或停止的方法，可以包括如下描述。

orc装置20还包括储液装置26，储液装置26用于存储液态的有机介质，并检测有机介质的液位信号。本实施例中为控制orc装置20的正常安全运行，对储液装置26中的有机工质进行液位监控，避免储液装置26中的有机工质含量不足时，无法进行废气余热的循环及利用，从而无法供应给机动装置使用。在一种实施例中，需要检测判断储液装置26中的有机工质的含量是否满足orc装置20正常运行的设定要求，在满足设定要求时，才能启动orc装置20。

本实施例中的储液装置26上设有液位检测装置，用于测量储液装置中有机介质的液位信号，从而有效对储液装置26中的有机介质的液位进行监控。

本实施例中的储液装置与输送启动控制模块11信号连接，输送启动控制模块11与输送装置21的运动阀信号连接；输送启动控制模块11通过与储液装置的液位信号联锁，来确定是否具备启动条件，其方法包括：

输送启动控制模块11接收储液装置传输的液位信号，并将液位信号与预设液位信号相比较；当液位信号低于预设液位信号时，输出输送停止信号，控制输送装置21的运动阀停止运转；当液位信号高于预设液位信号时，在接收到的输送控制指令为输送启动指令时，输出输送启动信号，控制输送装置21的运动阀启动运转。

在一种实施例中，设置液位信号报警器，当储液装置中的液位信号低于预设液位信号时，报警输出提醒当前无法进行余热回收；当储液装置中的液位信号高于预设液位信号时，报警输出提醒当前可以进行余热回收。

此外，可以将自动控制和手动控制相结合，比如，设置上位机，上位机连接液位信号报警器，液位信号报警器采用“指示灯”，在满足相关要求时，比如，当当前液位信号高于预设液位信号，报警器显示“绿色指示灯”，操作人员可以通过上位机手动操作下发输送启动指令；当然，在报警器显示“绿色指示灯”时，操作人员也可以通过上位机手动操作下发输送停止指令。当当前液位信号低于预设液位信号，报警器显示“红色指示灯”，以此提醒不符合启动要求。

输送启动控制模块11自动控制输送装置21，在储液装置中的当前液位信号高于预设液位信号时，相当于储液装置中的液位信号满足输送启动控制模块11发送输送启动信号的要求，通过输出输送启动控制信号，控制输送装置21启动。本实施例中的上位机可以为任意的可以发送控制指令的控制终端。同理，当前储液装置中的当前液位信号低于预设液位信号时，输送启动控制模块11输出输送停止信号，控制输送装置21停止运转。

本实用新型实施例中提供的一种应用于机动装置的orc控制系统，描述检测输送装置21的是否正常开启、停止的方法的实施例。

参考附图5所示，检测判断输送装置21是否正常启停方法的实施例。

输送启动控制模块11控制输送装置21的运动阀启停的方法，进一步包括：输送启动控制模块11检测输送装置21的运动阀的启动反馈信号，并将启动反馈信号的启动反馈时间与预设启动反馈时间相比较，以判断输送装置21是否正常启动。其中，启动反馈信号包括输送装置21的运动阀的启动信号、反馈信号以及频率信号，通过接收启动反馈信号来判断输送装置21是否正常启动。

当启动反馈时间低于预设启动反馈时间时，判断输送装置21的运动阀启动正常；当启动反馈时间高于预设启动反馈时间时，判断输送装置21的运动阀启动故障，输出启动故障信号并报警，以便提醒操作人员，当前无法进行废气余热回收；当输送装置21的运动阀未反馈时，重新接收输送启动指令，输出输送启动信号，以控制输送装置21的运动阀启动运转，继续检测输送装置2126的运动阀的启动反馈时间，后判断输送装置21是否正常启动。

在一种实施例中，orc控制系统连接上位机，当启动反馈时间高于预设启动反馈时间时，输出输送启动故障信号并报警；上位机接收到输送装置21的启动故障信号反馈，手动或自动控制发送输送启动指令。本实施例中的上位机可以为任意的可以发送控制指令的控制终端。

进一步地，在一种实施例中，预设的预设启动反馈时间为5s，若输送启动控制模块11立即检测(低于预设启动反馈时间)到启动反馈信号时，自动控制或者通过上位机手动控制输送装置21的运动阀启动运转，后调整输送装置21的运动阀的运转频率；若检测到启动反馈信号延迟5s后，则输出输送启动故障信号，并报警反馈给上位机，若检测延迟5s后，没有接收到输送装置21的运动阀的启动反馈信号，则返回到控制输送装置21的运动阀的启动操作，以便输送启动控制模块11重新输出输送启动信号。

参考附图6所示，检测判断输送装置21是否正常停止方法的实施例。

输送停止控制模块12与输送装置21的运动阀信号连接；其应用方法包括：

输送停止控制模块12在接收到的输送控制指令为输送停止指令时，输出输送停止信号，接收输送装置21的运动阀的关闭反馈时间，将关闭反馈时间与预设关闭反馈时间相比较，以判断输送装置21是否正常停止；

当关闭反馈时间低于预设关闭反馈时间时，输出输送停止信号，控制输送装置21的运动阀停止运转；

当关闭反馈时间高于预设关闭反馈时间时，或者未接收到输送装置21的运动阀的关闭反馈信号时，输出输送停止失败信号并报警，继续接收输送停止指令，输出输送停止信号，以控制输送的运动阀停止运转。

在一种实施例中，预设关闭反馈时间为5s，当关闭反馈时间低于5s时，输送停止控制模块12输出输送停止信号控制输送装置21的运动阀停止运转。本例中，低于5s的反馈时间，可认为是立即检测到反馈信号。当关闭反馈时间高于5s时，或者未接收到输送装置21的运动阀的关闭反馈信号时，输出输送停止失败信号，并输出输送停止失败报警。输送停止控制模块12继续接收输送停止指令，输出输送停止信号，以便继续控制输送装置21的运动阀的停止运转。当然，此处操作若无法实现控制输送装置21的停止，那么继续接收输送停止指令操作。

本实施例中的orc装置20还包括变频装置24，变频装置24分别与输送启动控制模块11、输送停止控制模块12信号连接，通过变频装置24控制输送装置21的运动阀的运转频率，以便控制输送装置21从储液装置26中吸收的有机介质的流量。

本实施例中，控制变频装置24启停的方法包括：输送启动控制模块11检测出输送装置21正常启动时，控制变频装置24开启；输送停止控制模块12检测出输送装置21正常停止时，控制变频装置24停止。

进一步地，当输送启动控制模块11检测出输送装置21的启动反馈时间低于预设启动反馈时间时，检测出输送装置21的运动阀启动正常，并控制变频装置24打开，以便按照变频装置24的输出频率输出有机介质的流量。

当输送停止控制模块12检测到输送装置21的关闭反馈时间低于预设关闭反馈时间时，检测出输送装置21的运动阀关闭正常，并控制变频装置24关闭，以便输送装置21的运动阀停止运转的同时，控制变频装置24关闭。

参考附图7所示，本实用新型的实施例的应用于机动装置的orc控制系统，描述调控输送装置21的输出流量的实施例。

本实施例提供的一种应用于机动装置的orc控制系统，包括包括控制子装置10和orc装置20，orc装置20还包括变频装置24，本实施例中的变频装置24连通输送装置21的出口，用于控制输送装置21的运动阀的运转频率，以便控制输送装置21从储液装置26中吸收的有机介质的流量。

进一步地，本实施例中的变频装置24分别与输送启动控制模块11、输送停止控制模块12信号连接；控制变频装置24启停的方法包括：

输送启动控制模块11检测出输送装置21正常启动时，控制变频装置24开启；输送停止控制模块12检测出输送装置21正常停止时，控制变频装置24停止。

控制子装置10包括输送变频控制模块16；输送变频控制模块16与变频装置24信号连接，用以调控变频装置24的输出频率，通过控制输送装置21的运动阀的运转频率，控制输送装置21中的有机介质的输出流量，适应不同的工况；

输送变频控制模块16控制输送装置21的运动阀的运转频率控制方式包括：

orc装置20包括蒸发装置，蒸发装置与输送装置21连通；

获取蒸发装置的过度热为：δt＝t-ts，

其中，t为蒸发装置出气温度，ts为有机介质的饱和温度；

预设输送装置21的流量为：qt＝zq*n，

其中，n为输送装置21的运动阀的转速，z为输送装置21内的柱塞个数，q为单个柱塞单冲程下的流量；

获取输送装置21的实际流量为：q＝qt-δq，

其中，δq为内部泄漏量；

其中，有机介质吸收的热量为：h＝cmδt，

其中，c为有机介质的比热容，m为有机介质的质量，δt为温升，其中，m＝ρ*q，其中，ρ为有机介质的密度；

获取输送装置21的运动阀的运转频率为：

控制子装置10还包括开关控制模块13；开关控制模块13与开关装置23信号连接；开关控制模块13接收到开关装置23中开度的调整指令时，输出开度调整信号，调整开关装置23的开度，从而调节废气流量。

在orc装置20的管路中，蒸发装置25、开关装置23、冷凝装置27依次连通，通过开关装置23接收蒸发装置25中的高温高压的蒸汽，后传输给冷凝装置27冷却凝结成液态。

进一步地，变频控制模块16实现控制输送装置21的运动阀的运转频率的方式如下：

本实施例中，变频控制模块16分别获取蒸发装置25、有机工质的温度，可以通过比如，红外测温，也可以通过其他温度测试设备进行测温。

本实施例中首先设定一个最佳工况下蒸发装置25的过热度δt’，当实际的δt变化时，会产生一个偏差信号，此时，通过pid控制器使变频装置24的频率变化，从而控制泵的转速，进而改变泵的流量。

进一步，获取蒸发装置25的过度热为：δt＝t-ts，其中，t为蒸发装置25出气温度，ts为有机工质的饱和温度。变频控制模块1626中预设输送装置21的流量为：qt＝zq*n，其中，n为输送装置21转速，z为输送装置21内的柱塞个数，q为单个柱塞单冲程下的流量。变频控制模块1626中获取输送装置21的实际流量为：q＝qt-δq，其中，δq为内部泄漏量；其中，有机工质吸收的热量为：h＝cmδt，其中，c为有机介质的比热容，m为有机介质的质量，δt为温升，其中，m＝ρ*q，其中，ρ为有机介质的密度；由此可得出，输送装置21的运动阀的运转频率为：从而控制输送装置21的输出流量，以便适应不同的工况。

实施例2

本实施例根据本实用新型描述的一种实施例的应用于机动装置的orc控制系统的具体应用，具体地，本实施例提供一种重型卡车废气能量回收装置，可以包括：控制子装置10和orc装置20，orc装置20包括透平装置22、开关装置23，透平装置22的输出端与重型卡车的主继电器连接，控制子装置10包括透平控制模块，透平控制模块包括透平联锁控制模块14；参考图8所示，透平联锁控制模块14与透平装置22信号连接，接收透平停机信号，联锁关闭透平装置22、主继电器的开关，后控制开关装置23打开。

进一步地，透平控制模块还包括透平信号控制模块15，透平信号控制模块15与透平装置22、透平联锁控制模块14信号连接；透平信号控制模块15接收包括主继电器跳机信号、紧急停机信号、就地操作紧急停机信号在内的信号，用于与重型卡车上的高速轴转速、轴承振动、供油压力、干气密封压力、发电机故障跳机信号分别联锁，获取并识别出发送给透平装置22的控制信号为透平停机信号后，向透平联锁控制模块14反馈透平停机信号。

本实施例中，当高速轴转速≥10.5krpm，输出停机信号；当轴承振动≥25μm时，输出停机信号；当供油压力低低≤1.6barg，输出停机信号；当干气密封压力≤2.5barg，输出停机信号；当接收到电机故障信号，输出停机信号。

本实施例提供一种重型卡车废气能量回收装置，还包括烟气开关30，控制子装置10包括烟气控制模块17，烟气控制模块17与烟气旁路开关信号连接，用于控制烟气开关30的启停，orc装置20启动时，用于控制烟气开关30关闭，orc装置20关闭时，用于控制烟气开关30开启，以便重型卡车的尾气不经过蒸发器25后直接排出。

下面参考附图1所示，一种实施例中的应用于重型卡车废气能量回收装置的orc控制系统，包括控制子装置10、orc装置20、烟气开关30三个组成部分。下面分别介绍四个组成部分的具体工作流程和能量传递过程：

控制子装置10：控制子装置10用于接收相应的控制指令，包括输送启动控制模块11、输送停止控制模块12、开关控制模块13、透平联锁控制模块14、透平信号控制模块15、变频控制模块16、烟气控制模块17。

orc装置20：orc装置20包括蒸发装置25、透平装置22、冷凝装置27、储液装置26、输送装置21、开关装置23。

本实施例中，透平装置22的主轴与重型卡车的电机的转轴相联结，从而将透平装置22膨胀做功转换的动能转化为电机的动能进行利用。

重型卡车中的发动机的涡轮增压器输出温度高达120℃-200℃的废弃烟气，进入蒸发装置25后，把热量传递给有机介质，本例中，把热量传递给乙醇工质，生成有机介质的蒸汽。重型卡车的发动机排出的尾气温度超过350℃，经过本例中的orc装置20，然后与有机工质混合进行二次充分利用，以此来提高能量利用效率。

本实施例中，采用水冷冷凝装置或者风冷冷凝装置进行冷却，冷凝装置27上设有冷却塔28。进一步地，采用水冷冷凝装置，外部冷却水经过冷凝装置27，吸收气态乙醇工质的热量，使其成为低温低压的液态乙醇溶液。

本实施例中，乙醇溶液为一种乙醇和水混合物，乙醇浓度控制在93％-96％范围。

透平装置22中高达80krpm转速的叶轮，为了满足转子动力学设计，采用轻量化的钛合金制造。然而纯乙醇蒸汽在200℃以上高温下，对钛合金材质叶轮会产生应力腐蚀，影响叶轮长期安全运行。因此，采用含少量氧化剂(水)的乙醇蒸汽，因氧化剂水的作用能够在钛材表面形成一层氧化层薄膜，对主体钛合金起到钝化保护作用，但过多的水，会显著降低orc装置20的循环热力性能，而且在重型卡车中发动机的涡轮增压器的的工作压力下(35barg)，即使被高温烟气加热，水可能不完全蒸发成干气状态，这些小液滴形式的水份进入高速膨胀机会引起叶轮水蚀损坏。经过计算，4％-7％的含水量就能对钛合金叶轮及起到良好的钝化保护作用，对叶轮的水蚀危害最低，同时对orc的性能下降微小。

现有orc装置20利用方案是：采用缸套水去吸收重型卡车中发动机的尾气热量，缸套水温度升高有限，一般为98℃～110℃。以缸套水作为热源再驱动orc低沸点介质，如r134a、r245fa制冷剂，由于热源温度低，加热的制冷剂压力、温度参数较低，通常温度只有70℃～90℃，所以循环效率相对较低只有5％左右；而采用发动机尾气直接加热orc循环介质(比如，采用乙醇浓度为95％的乙醇溶液工质)，乙醇蒸汽的温度能达到约260℃，高的蒸汽初参数带来循环效率的大幅提升，效率达12％，系统具有更高的做功能力。

烟气开关30：烟气开关30在orc装置20已停机或故障时开启，此时，重型卡车中发动机排出的烟气不再经过蒸发装置25，直接从尾气通道直接排出。

本实用新型中的控制子装置10可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，具体可以实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

就本说明书而言，计算机可读介质可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施例中，多个实施例的实现可以通过存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。