世界范围内的能源危机以及环境问题的加剧,使节能减排受到越来越多人的重视。为了实现节能减排、缓解能源危机以及环境保护的目的,余热资源的回收利用被认为是一个切实有效的方法。由于有机朗肯循环结构简单、维护成本较低、可靠性高以及可利用热源温度区间大,因此被广泛的应用于余热回收领域。但是对于小型有机朗肯循环系统来说,工质泵耗功严重的问题使小型系统效率相对较低。针对这一问题,无泵有机朗肯循环被提出,在无泵有机朗肯循环系统中,工质泵被移除,不存在工质泵耗功,因此可在一定程度上提升系统效率。针对无泵有机朗肯循环系统,本文主要对系统膨胀机的选择与改装、系统工质的优选以及系统发电性能进行了研究。小型有机朗肯循环中的涡旋膨胀机一般由汽车空调涡旋压缩机改装而成。论文首先对这种膨胀机进行了性能测试,在考虑有机工质性质的基础上,综合工质在无泵有机朗肯循环系统中的模拟计算结果,最终选择R245fa以及R1233zd(E)两种工质进行实验研究。通过改变系统热源水进口温度以及系统负载,研究无泵有机朗肯循环系统在不同实验条件下的发电性能。研究结果表明,以R245fa为工质的无泵有机朗肯循环系统,当热源温度由75~oC增加至95~oC的时候,系统发电过程平均电功率输出由90 W增加至212 W,系统最大瞬时电功率输出由108 W增加至246W,同时系统发电效率以及?效率分别为2.1%~2.6%以及12.62%~14.1%。当系统工质采用R1233zd(E),系统热源进口温度由80~oC增加至95~oC时,系统发电过程平均功率输出随之增加,为62W~127 W,系统效率最低为2.7%,最高为3.5%,同时,系统?效率最小为16.1%,最大为17.1%。本文对系统负载数量对系统性能的影响进行了研究,在相同的冷、热源温度条件下,系统负载数量的增加会增加系统电流以及电功率输出,同时降低系统电压输出;同时,负载数量的增加降低了系统中膨胀机的转速,由此导致系统中制冷剂流量的下降,从而在相同的冷热源温度下,系统发电持续时间增加。