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Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Verbrennungsmotoren sowie zur Umwandlung der rückgewonnenen Wärme in mechanische Energie

METHOD FOR RECOVERING HEAT FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND FOR CONVERTING THE RECOVERED HEAT INTO MECHANICAL ENERGY
 
: Kollmeier, Hans-Peter; Kraljevic, Ivica; Rohrpasser, Christian; Striebich, Helmut

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Frontpage ()

DE 102014007214 A1: 20140519
Deutsch
Patent, Elektronische Publikation
Fraunhofer ICT ()

Abstract
Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Wärme aus einem Verbrennungsmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie zur Umwandlung der rückgewonnenen Wärme in mechanische Energie mittels einer Expansionsmaschine nach Art eines Rankine-Kreisprozesses vorgeschlagen. Hierbei wird ein mittels einer Primärpumpe in einem Primärkreislauf geführtes Wärmespeicherfluid einerseits mittels eines Wärmetauschers durch die Abwärme des Verbrennungsmotors erhitzt, in einen Wärmespeicher überführt und zu dem ersten Wärmetauscher rezirkuliert, andererseits wird das Wärmespeicherfluid in einem Sekundärkreislauf geführt, indem es im dampfförmigen Zustand dem Wärmespeicher entnommen und der Expansionsmaschine zugeführt, stromab derselben mittels eines Kondensators kondensiert und mittels einer Sekundärpumpe in den Wärmespeicher rezirkuliert wird.; Die Erfindung sieht vor, dass das Wärmespeicherfluid in dem Wärmespeicher zumindest überwiegend im flüssigen Zustand gehalten wird, so dass der überwiegende Anteil der im Wärmespeicher gespeicherten Wärme in dem im Wärmespeicher im flüssigen Zustand vorliegenden Wärmespeicherfluid gespeichert wird. Dabei wird das Wärmespeicherfluid in dem Wärmespeicher insbesondere in einem unterkritischen thermodynamischen Gleichgewicht zwischen seinem flüssigen Zustand und seinem Dampfzustand gemäss einer der Isobaren zwischen der Siedlinie und der Taulinie in seinem Temperatur-Entropie-Diagramm bei der jeweiligen, in dem Wärmespeicher herrschenden Temperatur gehalten.

 

The invention relates to a method and a device for recovering heat from an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, and for converting the recovered heat into mechanical energy by means of a rankine cycle-type expansion machine. In the process, a heat storage fluid conducted in a primary circuit by means of a primary pump is heated by means of a heat exchanger using the exhaust heat of the internal combustion engine, transferred into a heat accumulator, and recirculated to the first heat exchanger, and the heat storage fluid is conducted in a secondary circuit, wherein the heat storage fluid is removed from the heat accumulator in the vapor state and supplied to the expansion machine, condensed downstream of the expansion machine by means of a condenser, and recirculated into the heat accumulator by means of a secondary pump. According to the invention, the primary circuit of the heat storage fluid is connected to the secondary circuit solely via the heat accumulator and otherwise separated from the secondary circuit. The heat storage fluid is preferably kept largely in the liquid state in the heat accumulator so that a predominant fraction of the heat stored in the heat accumulator is stored in the heat storage fluid present in the heat accumulator in the liquid state.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-372171.html