负责人：谢永慧        

所在学院：能动学院  

目的和意义：根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的 17%～67%，而其中可回收利用的余热资源约为余热总资源的 60%。目前常见的余热利用主要集中在冶金和石化等单个余热源热功率较大的行业，而对于类似于汽车尾气这样的单个余热源热功率较小但总量巨大的余热能源的研究较少。随着国际能源形势日益严峻，对这种微型余热能源利用进行深入研究，可以为余热利用开辟一条新的途径，对于节约能源，提高能源利用率，建立合理的能源架构，保护生态环境具有极为重要的意义。  

系统说明：该系统原理如图 1 所示，由 2 个小型板式换热器（回热器和冷凝器）、增压泵、储液罐、微型涡轮发电机单元构成，加热器中利用余热来加热有机工质。系统的工作流程为：工质首先经加热器进行加热成为过热蒸汽，进入微型高速透平膨胀做功，将热能转化为机械能，带动高速电机发电。由膨胀机出来的蒸汽还有一定的热能，通过回热器对由冷凝器过来的液态工质进行预热，使热源的热能得到充分利用，降低了透平排气能量损失，提高循环系统的效率。该系统中的关键部件微型透平与高速电机为一体结构（转速：60000rpm，见图 2）。在使用低温热源（150℃）时，系统发电效率可以达到 10.9%。目前已经完成了该热力系统实验台构造及测试。

                                            微型透平与高速电机一体结构装配