DE102013009351B3 - Plant for recovery of energy from heat of e.g. waste incinerator, has valves which connect/disconnect vaporizer units to control flow of working fluid, to take heat from working fluid and to pass heated working fluid to workspace - Google Patents

Plant for recovery of energy from heat of e.g. waste incinerator, has valves which connect/disconnect vaporizer units to control flow of working fluid, to take heat from working fluid and to pass heated working fluid to workspace Download PDF

Info

Publication number
DE102013009351B3
DE102013009351B3 DE201310009351 DE102013009351A DE102013009351B3 DE 102013009351 B3 DE102013009351 B3 DE 102013009351B3 DE 201310009351 DE201310009351 DE 201310009351 DE 102013009351 A DE102013009351 A DE 102013009351A DE 102013009351 B3 DE102013009351 B3 DE 102013009351B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
working medium
evaporator
heat
energy
units
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE201310009351
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013009351B8 (en
Inventor
Manfred Moullion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenwerk Misselhorn Mwm De GmbH
Original Assignee
Maschinenwerk Misselhorn - MWM GmbH
MASCH WERK MISSELHORN MWM GmbH
Maschinenwek Misselhorn - Mwm GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenwerk Misselhorn - MWM GmbH, MASCH WERK MISSELHORN MWM GmbH, Maschinenwek Misselhorn - Mwm GmbH filed Critical Maschinenwerk Misselhorn - MWM GmbH
Priority to DE102013009351.1A priority Critical patent/DE102013009351B8/en
Publication of DE102013009351B3 publication Critical patent/DE102013009351B3/en
Priority to PCT/EP2014/060169 priority patent/WO2014195117A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013009351B8 publication Critical patent/DE102013009351B8/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/006Auxiliaries or details not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K5/00Plants characterised by use of means for storing steam in an alkali to increase steam pressure, e.g. of Honigmann or Koenemann type
    • F01K5/02Plants characterised by use of means for storing steam in an alkali to increase steam pressure, e.g. of Honigmann or Koenemann type used in regenerative installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/085Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapour being sulfur
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

The plant has a condenser (1) for re-cooling and liquefying a working fluid. An evaporator assembly (2) is arranged downstream to the condenser and is comprised of the vaporizer units (2A-2C). A pump (4) is arranged between the condenser and the evaporator assembly. The valves (9,10) are provided for the connection/disconnection of the vaporizer units in the cyclic process, to control the flow of working fluid into the vaporizer units in the first phase, to take the heat from the working fluid in the second phase, and to leak out the heated working fluid to the workspace (7). An independent claim is included for a method for recovery of energy from heat in thermodynamic cycle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess.The invention relates to a system and a method for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle.

Thermodynamische Kreisprozesse zur Umwandlung von extern zugeführter Wärmeenergie in mechanische Arbeit sind beispielsweise in Form des klassischen Dampfmaschinenkreislaufes, des Stirling-Kreisprozesses, des Clausius-Rankine-Kreisprozesses oder des organischen Rankine-Kreisprozesses (”Organic-Rankine-Cycle” bzw. ORC-Prozess) bekannt. Bei dem ORC-Prozess wird – anders als bei einem klassischen Dampfmaschinenkreislauf – an Stelle von Wasser ein niedrig siedender, organischer Stoff als Arbeitsmedium zwischen einem Verdampfer, in dem das Arbeitsmedium durch die extern zugeführte Wärme verdampft wird, einer Turbine, in der das dampfförmige Arbeitsmedium unter Auskoppelung von mechanischer Arbeit entspannt wird, und einem Kondensator, in dem das Arbeitsmedium gekühlt und verflüssigt wird, kontinuierlich zirkuliert. Mit dem ORC-Prozess wird versucht, durch Auswahl eines geeigneten Arbeitsmediums und durch Optimierung der Prozessparameter Druck und Temperatur auch kleine Quellen thermischer Energie wirtschaftlich in mechanische Arbeit bzw. elektrische Energie zu wandeln. Allerdings ist für den wirtschaftlichen Betrieb eines ORC-Prozesses ein Temperaturniveau über 100° Celsius erforderlich, weil bei niedrigeren Prozesstemperaturen und einer geringen Temperaturspreizung zwischen Wärmequelle und Wärmesenke der Wirkungsgrad erheblich sinkt.Thermodynamic cycle processes for the conversion of externally supplied heat energy into mechanical work are, for example, in the form of the classical steam engine cycle, the Stirling cycle, the Rankine cycle or the Rankine cycle ("Organic Rankine Cycle" or ORC process). known. In the ORC process is - in contrast to a classic steam engine cycle - instead of water, a low-boiling, organic material as a working medium between an evaporator in which the working fluid is evaporated by the externally supplied heat, a turbine in which the vaporous working medium is relaxed by decoupling mechanical work, and a condenser, in which the working fluid is cooled and liquefied, continuously circulated. The ORC process attempts to economically convert even small sources of thermal energy into mechanical work or electrical energy by selecting a suitable working medium and optimizing the process parameters of pressure and temperature. However, for the economic operation of an ORC process, a temperature level above 100 ° Celsius is required because at lower process temperatures and a low temperature spread between the heat source and heat sink, the efficiency drops significantly.

Die Nutzung von Wärmequellen mit einem Temperaturniveau unter 100° Celsius ist schwierig, aber zunehmend im ökologischen und, aufgrund der Verteuerung der Primärenergie in Form von fossilen Brennstoffen, auch im wirschaftlichen Interesse. Solche Wärme- oder Abwärmequellen stellen beispielsweise die Geothermie, die Müllverbrennung, thermische Solaranlagen, die Kühlkreisläufe stationärer und mobiler großer Verbrennungsmotoren oder Turbinen, die Abwärme der Energieerzeugung in allen Formen (z. B. in Blockheizkraftwerken bzw. BHKW-Anlagen), industrielle Prozeßwärme, oder Abwärme aus Biogasanlagen dar. Bisher bleibt die Abwärme, wenn sie nicht vor Ort zur Raumheizung oder Brauchwassererwärmung genutzt werden kann, ungenutzt und wird in die Umgebung abgegeben, weil ein Transport der Wärme über nennenswerte Distanzen oder eine Speicherung oder eine Wandlung und anderweitige Nutzung in Form von elektrischer oder mechanischer Energie bei diesem Niveau bislang nicht wirtschaftlich möglich ist.The use of heat sources with a temperature level below 100 ° Celsius is difficult, but increasingly in the ecological and, due to the increase in the price of primary energy in the form of fossil fuels, also in the economic interest. Such heat or waste heat sources represent, for example, geothermal energy, waste incineration, thermal solar systems, the cooling circuits of stationary and mobile large internal combustion engines or turbines, the waste heat of energy production in all forms (eg in combined heat and power plants or CHP plants), industrial process heat, or waste heat from biogas plants. So far, the waste heat, if it can not be used locally for space heating or domestic water heating, unused and is released into the environment, because a transport of heat over significant distances or storage or conversion and other use in Form of electrical or mechanical energy at this level has not yet been economically possible.

In der EP 2299097 A1 ist ein thermodynamischer Kreisprozess beschrieben, der eine Kombination des Stirling-Kreisprozesses mit dem Clausius-Rankine-Kreisprozess ist und der auf der Nutzung von mindestens drei speziellen Wärmeübertragern beruht, die sternförmig in Form eines Rotors um einen Arbeitszylinder angeordnet sind und sich mit diesem um seine Längsachse drehen. Durch die Drehung werden die Wärmeübertrager jeweils zur Hälfte durch eine Kühlstrecke und zur anderen Hälfte durch eine Heizstrecke geführt, so dass die Wärmeübertrager abwechselnd und periodisch von einem Heizmedium und einem Kühlmedium umströmt werden. Die periodische Übertragung des Arbeitsmediums von den Wärmeübertragern in den Arbeitszylinder wird durch Ventile gesteuert. In dem Arbeitszylinder kann sich ein magnetisierter Kolben frei-laufend hin- und herbewegen, wobei aufgrund der Bewegung des Kolbens elektrischer Strom in einer um den Arbeitszylinder gelegten elektrischen Spule induziert wird.In the EP 2299097 A1 is described a thermodynamic cycle, which is a combination of the Stirling cycle with the Rankine cycle and is based on the use of at least three special heat exchangers, which are arranged in a star shape in the form of a rotor around a working cylinder and with this around his Turn longitudinal axis. As a result of the rotation, the heat exchangers are each guided in half through a cooling section and the other half through a heating section, so that the heat exchangers are alternately and periodically circulated around by a heating medium and a cooling medium. The periodic transfer of the working medium from the heat exchangers into the working cylinder is controlled by valves. In the working cylinder, a magnetized piston can freely reciprocate, whereby due to the movement of the piston, electrical current is induced in an electric coil placed around the working cylinder.

Aus der US 2009/0151356 A1 ist ein Kältemittelkreislauf für eine Abwärme-Rückgewinnung bekannt, der auf einem ”Organic-Rankine-Cycle” bzw. ORC-Prozess basiert. Das System umfasst einen Kältemittel-Kreislauf mit einem Kondensator, einer Pumpe mit variabler Geschwindigkeit, die durch einen Bypass mit Ventil umgangen werden kann, und einem Verdampfer, der einer Wärmequelle mit 400 bis 500°C zugeordnet ist. Der in dem Verdampfer erzeugte Kältemitteldampf wird in einer Generatoreinheit entspannt und dann wieder in den Kondensator zurückgeführt. Ein Kontroller wirkt mit einem Druck- und einem Temperatursensor am Ausgang des Expanders zusammen und steuert die Pumpe und das Ventil im Bypass an, um die Qualität des Kältemitteldampfes am Ausgang des Expanders zu steuern.From the US 2009/0151356 A1 is a refrigerant cycle for waste heat recovery known, based on an "Organic Rankine cycle" or ORC process. The system includes a refrigerant circuit with a condenser, a variable speed pump that can be bypassed by a bypass valve, and an evaporator associated with a 400-500 ° C heat source. The refrigerant vapor generated in the evaporator is expanded in a generator unit and then returned to the condenser. A controller interacts with a pressure and a temperature sensor at the output of the expander, and bypasses the pump and valve to control the quality of the refrigerant vapor at the expander outlet.

Die US 2008/0289354 A1 beschreibt ein Kühltransportsystem mit mehreren Abteilen und einem einzelnen Kältemittelkreislauf und ein Verfahren zum Steuern der Temperatur in den Abteilen des Kältemittel-Transportsystems.The US 2008/0289354 A1 describes a refrigerated transport system having a plurality of compartments and a single refrigerant circuit and a method for controlling the temperature in the compartments of the refrigerant transport system.

Die US 6047557 A beschreibt ebenfalls ein Kühlsystem mit einem Kältemittelkreislauf mit einem speziellen pulsweitenmodulierten Kompressor, Kondensator und mehreren Verdampfern, die jeweils einem eigenen Abteil des Kühlsystems zugeordnet sind, und betrifft hierzu ein Verfahren zum Steuern des Kompressors in Abhängigkeit des Kühlbedarfs.The US 6047557 A also describes a refrigeration system having a refrigerant circuit with a special pulse width modulated compressor, condenser and a plurality of evaporators, each associated with a separate compartment of the refrigeration system, and relates to a method for controlling the compressor as a function of the cooling demand.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Anlage und eines Verfahrens zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess, mit der bzw. dem die Nutzung von Wärmequellen eines Temperaturniveaus von weniger als 100° Celsius mit angemessenem Wirkungsgrad und unter wirtschaftlichen Bedingungen möglich ist.The object of the invention is to provide a plant and a method for recovering energy from heat in a thermodynamic cyclic process, with the use of heat sources of a temperature level of less than 100 ° Celsius with reasonable efficiency and under economic conditions is possible.

Zur Lösung bringt die Erfindung eine Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 in Vorschlag. Bevorzugte Ausführungsformen der Anlage und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. To solve the invention brings a plant for the recovery of energy from heat in a thermodynamic cycle with the features of claim 1 and a method for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle with the features of claim 13 in proposal. Preferred embodiments of the plant and method are given in the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess weist der Kreisprozess folgende miteinender kommunizierend verbundene Komponenten auf: einen Kondensator zum Rückkühlen und Verflüssigen eines Arbeitsmediums, eine stromab – bezogen auf die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums – des Kondensators vorgesehene Verdampferanordnung zum Zuführen der Wärmeenergie zu dem Arbeitsmedium, um dessen Temperatur und Druck zu erhöhen, wobei die Verdampferanordnung mindestens zwei voneinander unabhängige Verdampfereinheiten aufweist, einen stromab der Verdampferanordnung vorgesehenen Arbeitsraum zum Entspannen von Arbeitsmedium aus der Verdampferanordnung, um dem Arbeitsmedium Energie zu entziehen, und eine Rückführung für das zumindest teilweise entspannte Arbeitsmedium zu dem Kondensator. Eine Pumpe für das Arbeitsmedium ist zwischen dem Kondensator und der Verdampferanordnung angeordnet. Stromauf und stromab der Verdampfereinheiten ist eine Ventilanordnung vorgesehen, die so angesteuert werden kann, dass selektiv für jede Verdampfereinheit

  • i) in einer ersten Phase Arbeitsmedium in die Verdampfereinheit einströmen kann,
  • ii) in einer zweiten Phase die Verdampfereinheit von dem Kreisprozess vollständig getrennt ist, um das aufgenommene Arbeitsmedium zu erhitzen und dessen Druck zu erhöhen, und
  • iii) in einer dritten Phase das erhitzte Arbeitsmedium zu dem Arbeitsraum ausströmen kann. Erfindungsgemäß kann die Ventilanordnung die Verbindung/Trennung der Verdampfereinheiten mit/von dem Kreisprozess derart steuern, dass die Verdampfereinheiten die Phasen i) bis iii) jeweils nacheinander und zeitversetzt durchlaufen.
In the system according to the invention for the recovery of energy from heat in a thermodynamic cycle, the cycle comprises the following miteinender communicatively connected components: a condenser for recooling and liquefying a working medium, a downstream - with respect to the flow direction of the working medium - the condenser provided evaporator assembly for supplying the Heat energy to the working fluid to increase its temperature and pressure, wherein the evaporator assembly comprises at least two independent evaporator units, provided downstream of the evaporator assembly work space for expanding working fluid from the evaporator assembly to withdraw energy from the working fluid, and a return for the at least partially relaxed working medium to the condenser. A pump for the working fluid is disposed between the condenser and the evaporator assembly. Upstream and downstream of the evaporator units, a valve arrangement is provided which can be controlled so as to be selective for each evaporator unit
  • i) in a first phase working medium can flow into the evaporator unit,
  • ii) in a second phase, the evaporator unit is completely separated from the cyclic process in order to heat the recorded working medium and increase its pressure, and
  • iii) in a third phase, the heated working medium can flow out to the working space. According to the invention, the valve arrangement can control the connection / disconnection of the evaporator units with / from the cyclic process such that the evaporator units pass through the phases i) to iii) one after the other and with a time delay.

Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht eine annähernd kontinuierliche Zuführung von diskontinuierlich erhitztem Arbeitsmedium unter Druck zu dem Arbeitsraum, wo es unter Umwandlung in mechanische Energie entspannt wird. Weil erfindungsgemäß das Arbeitsmedium in mehreren Fraktionen getrennt voneinander und zeitlich versetzt in separaten Verdampfereinheiten erhitzt und druckerhöht wird, können auch Wärmequellen mit einem relativ niedrigen Temperaturniveau effektiv genutzt werden. Durch die in Fraktionen getrennte und zeitlich versetzte Erhitzung der einzelnen Fraktionen des Arbeitsmediums steht jeweils eine längere Zeitspanne zur Verfügung, um das Arbeitsmedium zu erhitzen. Die erfindungsgemäße Verwendung einer Pumpe, um das Arbeitsmedium in die jeweiligen Verdampfereinheiten zu fördern, ermöglicht es, eine ausreichende Menge an Arbeitsmedium auch gegen einen gewissen Druckanstieg schnell in die jeweilige Verdampfereinheit zu fördern, so dass auch dadurch die für die Erhitzung zur Verfügung stehende Zeitdauer verlängert wird.The system according to the invention allows an approximately continuous supply of discontinuously heated working fluid under pressure to the working space, where it is expanded by conversion into mechanical energy. Because, according to the invention, the working medium is heated and pressurized separately in separate fractions and at different times in separate evaporator units, heat sources with a relatively low temperature level can also be used effectively. By separate in fractions and time-staggered heating of the individual fractions of the working medium each has a longer period of time available to heat the working medium. The inventive use of a pump to promote the working fluid into the respective evaporator units, it is possible to promote a sufficient amount of working fluid against a certain increase in pressure quickly into the respective evaporator unit, so that also prolongs the time available for heating time becomes.

Vorzugsweise ist die Pumpe eine Dosierpumpe, insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und bezüglich ihrer Förderleistung regelbare Pumpe.Preferably, the pump is a metering pump, in particular a continuously operating pump which can be regulated with regard to its delivery rate.

Vorzugsweise zweigt zwischen der Pumpe und der Verdampferanordnung eine Bypassleitung zu einer Position stromauf des Kondensators ab und weist ein Überdruckventil und einen Druckspeicher für Arbeitsmedium auf.Preferably, a bypass line branches off between the pump and the evaporator arrangement to a position upstream of the condenser and has a pressure relief valve and a pressure accumulator for working medium.

Vorzugsweise ist zwischen der Pumpe und der Verdampferanordnung ein Druckspeicher seriell angeordnet.Preferably, a pressure accumulator is arranged in series between the pump and the evaporator arrangement.

Vorzugsweise ist der Arbeitsraum in einer Kraftmaschine, insbesondere einer Hubkolbenmaschine mit mindestens einem Zylinder, in einer Rotationskolbenmaschine oder einer Strömungsmaschine, einer Turbine, oder in einem Lineargenerator vorgesehen, wodurch die dem Arbeitsmedium entzogene Energie in mechanische Antriebsenergie umgewandelt wird.Preferably, the working space is provided in an engine, in particular a reciprocating engine with at least one cylinder, in a rotary piston machine or a turbomachine, a turbine, or in a linear generator, whereby the energy extracted from the working medium is converted into mechanical drive energy.

Vorzugsweise sind der Kondensator und die Verdampferanordnug voneinander getrennte und unabhängige Einheiten.Preferably, the condenser and evaporator assemblies are separate and independent units.

Vorzugsweise ist die Ventilanordnung so gestaltet, dass sie die jeweilige Verdampfereinheit in der ersten Phase stromab von dem Kreisprozess trennt, und in der dritten Phase stromauf von dem Kreisprozess trennt.Preferably, the valve assembly is configured to separate the respective evaporator unit in the first phase downstream of the cyclic process, and in the third phase to separate upstream of the cyclic process.

Vorzugsweise weist die Ventilanordnung eine erste Ventilgruppe stromauf der Verdampfereinheiten und eine zweite Ventilgruppe stromab der Verdampfereinheiten auf, die unabhängig voneinander betätigbar sind.Preferably, the valve assembly has a first group of valves upstream of the evaporator units and a second group of valves downstream of the evaporator units, which are independently operable.

Vorzugsweise sind die der jeweiligen Verdampfereinheit zugeordneten Ventile innerhalb der jeweiligen Ventilgruppe unabhängig voneinander betätigbar.Preferably, the valves associated with the respective evaporator unit can be actuated independently of one another within the respective valve group.

Vorzugsweise können die Ventile der zweiten Ventilgruppe stromab der Verdampfereinheiten in Abhängigkeit von dem Druck des Arbeitsmediums vor dem Eintritt in den Arbeitsraum angesteuert werden.Preferably, the valves of the second valve group downstream of the evaporator units in dependence on the pressure of the working medium be controlled before entering the work space.

Vorzugsweise können diese Ventile der ersten Ventilgruppe synchron und zeitversetzt zu den Ventilen der zweiten Ventilgruppe angesteuert werden.Preferably, these valves of the first valve group can be controlled synchronously and with a time delay to the valves of the second valve group.

Vorzugsweise können die Ventile der ersten Ventilgruppe stromauf der Verdampfereinheiten in Abhängigkeit von der Menge des in die jeweilige Verdampfereinheit strömenden Arbeitsmediums angesteuert werden.The valves of the first valve group can preferably be actuated upstream of the evaporator units as a function of the quantity of working medium flowing into the respective evaporator unit.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess werden die folgenden Schritte sequentiell und wiederholt ausgeführt:

  • a) Rückkühlen und Verflüssigen eines Arbeitsmediums,
  • b) Erhitzen, Verdampfen und Druckerhöhen des verflüssigten Arbeitsmediums unter Nutzung der Wärme in mindestens zwei getrennten Fraktionen unabhängig voneinander, und
  • c) Entspannen von erhitztem Arbeitsmedium der jeweiligen Fraktion, um dem Arbeitsmedium Energie zu entziehen. Zwischen dem Schritt a) und dem Schritt b) wird das Arbeitsmedium aktiv gefördert, und in dem Schritt b) werden die mindestens zwei Fraktionen des Arbeitsmediums zeitlich versetzt erhitzt, verdampft und druckerhöht.
In the method according to the invention for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle, the following steps are carried out sequentially and repeatedly:
  • a) recooling and liquefying a working medium,
  • b) heating, vaporizing and pressurizing the liquefied working medium using the heat in at least two separate fractions independently, and
  • c) releasing heated working medium of the respective fraction in order to extract energy from the working medium. Between step a) and step b), the working medium is actively conveyed, and in step b), the at least two fractions of the working medium are heated, vaporized and increased in time with a time offset.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren die unabhängige und zeitlich versetzte Erhitzung/Verdampfung/Druckerhöhung der Fraktionen des Arbeitsmediums im Schritt b) dadurch bewirkt, dass jede Fraktion des Arbeitsmediums in eine von mehreren voneinander getrennten Verdampfereinheiten eingeleitet wird, wobei

  • i) in einer ersten Phase das Arbeitsmedium in die jeweilige Verdampfereinheit einströmt,
  • ii) in einer zweiten Phase diese Verdampfereinheit von dem Kreisprozess vollständig getrennt wird, um das Arbeitsmedium zu erhitzen, verdampfen und druckzuerhöhen, und
  • iii) in einer dritten Phase das erhitzte Arbeitsmedium aus dieser Verdampfereinheit ausströmen kann, um im Schritt c) entspannt zu werden, worauf es zu dem Schritt a) zurückgeführt wird.
Preferably, in the method, the independent and staggered heating / evaporation / pressure increase of the fractions of the working medium in step b) is effected by introducing each fraction of the working medium into one of a plurality of separate evaporator units
  • i) in a first phase, the working medium flows into the respective evaporator unit,
  • ii) in a second phase, this evaporator unit is completely separated from the cyclic process to heat the working medium, evaporate and pressure increase, and
  • iii) in a third phase, the heated working medium can flow out of this evaporator unit to be expanded in step c), whereupon it is returned to step a).

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zumindest ein Teil des zwischen den Schritten a) und b) geförderten Arbeitsmediums unter Druckerhöhung zwischengespeichert.Preferably, in the method, at least part of the working medium conveyed between steps a) and b) is temporarily stored under pressure increase.

Vorzugsweise erfolgt bei dem Verfahren der Schritt c) in einem Arbeitsraum einer Kraftmaschine, insbesondere einer Hubkolbenmaschine mit mindestens einem Zylinder, oder einer Rotationskolbenmaschine oder einer Strömungsmaschine, insbesondere einer Turbine, oder einem Lineargenerator, wodurch die dem Arbeitsmedium entzogene Energie in mechanische Antriebsenergie umgewandelt wird.In the method, step c) preferably takes place in a working chamber of an engine, in particular a reciprocating piston engine with at least one cylinder, or a rotary piston machine or a turbomachine, in particular a turbine, or a linear generator, whereby the energy extracted from the working medium is converted into mechanical drive energy.

Vorzugsweise werden bei dem Verfahren die Schritte a) und b) in voneinander getrennten und unabhängigen Einheiten ausgeführt.Preferably, in the method, steps a) and b) are carried out in separate and independent units.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren die Beendigung des Schritts iii) in Abhängigkeit von dem Druck des Arbeitsmediums nach Austritt aus der jeweiligen Verdampfereinheit gesteuert, und die Beendigung des Schritts i) wird in Abhängigkeit von der Menge des in die jeweilige Verdampfereinheit eingebrachten Arbeitsmediums gesteuert.Preferably, in the method, the completion of step iii) is controlled in accordance with the pressure of the working medium after exiting the respective evaporator unit, and the completion of step i) is controlled in dependence on the amount of the working medium introduced into the respective evaporator unit.

Für das erfindungsgemäße Verfahren und für die Anlage kann beispielsweise die Wärme aus einem oder mehreren der folgenden Wärmequellen effektiv genutzt werden: Geothermie, Müllverbrennung, thermische Solaranlagen, Kühlsysteme stationärer oder mobiler Verbrennungsmotoren oder Turbinen, Abwärme der Energieerzeugung, Blockheizkraftwerke (BHKWs), industrielle Prozeßwärme, Abwärme aus Biogasanlagen.For example, the heat from one or more of the following heat sources can be used effectively for the method according to the invention and for the installation: geothermal energy, waste incineration, thermal solar systems, cooling systems of stationary or mobile internal combustion engines or turbines, waste heat of energy production, combined heat and power plants (CHPs), industrial process heat, Waste heat from biogas plants.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in der 1 gezeigten Anlagenschemas der erfindungsgemäßen Anlage beispielhaft erläutert.In the following, the inventive method is based on a in the 1 shown system diagrams of the system according to the invention exemplified.

Die im Zusammenhang mit der Beschreibung der in dem Schema dargestellten Anlage angebenen Parameter für Drücke und Temperaturen an verschiedenen Positionen des Kreisprozesses beziehen sich auf eine konkrete Anlagenausgestaltung und sind für eine andere Anlage mit abgewandelten Komponenten, die gleichwohl von den erfindungsgemäßen Prinzipien Gebrauch macht, entsprechend anzupassen. Entsprechendes gilt für die Strecken der Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Komponenten und die Anordnung von Ventilen. Besonders hervorzuheben ist ferner, dass die in dem Schema dargestellte Anlage eine Verdampferanordnung mit drei Verdampfereinheiten besitzt, wobei erfindungsgemäß eine Verdampferanordnung mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Verdampfereinheiten ausreichend sein kann und auch mehr als die drei Verdampfereinheiten eingesetzt werden können. Außerdem sind die verwendbaren Verdampfereinheiten nicht auf die dargestellte dreieckige Bauform beschränkt.The parameters for pressures and temperatures at various positions of the cycle, given in connection with the description of the system shown in the diagram, relate to a specific design of the system and are to be adapted accordingly for another system with modified components, which nevertheless makes use of the inventive principles , The same applies to the routes of the connecting lines between the individual components and the arrangement of valves. Particularly noteworthy is further that the system shown in the scheme has an evaporator arrangement with three evaporator units, wherein according to the invention an evaporator arrangement with at least two independent evaporator units may be sufficient and more than the three evaporator units can be used. In addition, the usable evaporator units are not limited to the illustrated triangular design.

Der in dem Anlagenschema verwirklichte geschlossene thermodynamische Kreisprozess wird im Gegenuhrzeigersinn ausgehend von dem Kondensator 1 im linken oberen Eckbereich beschrieben. Diese Richtung entspricht, bezogen auf den Kreisprozess ingesamt, auch etwa der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums.The closed thermodynamic cycle realized in the plant scheme is counterclockwise from the condenser 1 described in the upper left corner area. This direction corresponds, based on the cycle in total, about the flow direction of the working medium.

Der Kondensator 1 dient zum Rückkühlen und Verflüssigen eines zum Zeitpunkt der Einleitung in diesen zumindest teilweise gasförmigen Arbeitsmediums, das beispielsweise ein geeignetes organisches Arbeitsmedium sein kann, das auch in ORC-Prozessen verwendet wird. Der Kondensator ist funktional ein Wärmetauscher, dem von Außen eine Wärmesenke, beispielsweise in Form von relativ kühlem Flußwasser KW einer Temperatur von 5–30° Celsius zugeführt wird. The capacitor 1 serves to recool and liquefy one at the time of initiation in this at least partially gaseous working medium, which may be for example a suitable organic working medium, which is also used in ORC processes. The condenser is functionally a heat exchanger to which a heat sink, for example in the form of relatively cool river water KW at a temperature of 5-30 ° Celsius, is supplied from the outside.

Stromab des Kondensators 1 ist eine Verdampferanordnung 2 vorgesehen. Die Verdampferanordnung 2 ist funktional ebenfalls ein Wärmetauscher, mit dem dem Arbeitsmedium im Kreisprozess von Außen Wärmeenergie von einer Wärmequelle HW zugeführt wird. Als Wärmequelle kann jegliche Wärme in Form von Nutz- oder Abwärme aus den in der Einleitung beschriebenen Quellen dienen, das ein ausreichendes hohes Temperaturniveau von vorzugsweise 60–100° Celsius und einen ausreichend großen Volumenstrom besitzt.Downstream of the capacitor 1 is an evaporator arrangement 2 intended. The evaporator arrangement 2 is functionally also a heat exchanger, with the working medium in the cycle from outside heat energy from a heat source HW is supplied. As heat source, any heat in the form of useful or waste heat from the sources described in the introduction can serve, which has a sufficiently high temperature level of preferably 60-100 ° Celsius and a sufficiently large volume flow.

Die Verdampferanordnung umfasst mindestens zwei, hier drei, voneinander unabhängige und über später noch zu beschreibende Ventile von dem Kreisprozeß vollständig abtrennbare Verdampfereinheiten 2A, 2B und 2C, die somit jeweils unabhängig von den anderen Verdampfereinheiten betrieben werden können, um zunächst eine bestimmte Menge (Fraktion) des im Kreisprozess enthaltenen und am Einlass in die Verdampfereinheiten flüssigen Arbeitsmediums aufzunehmen und dann im Wärmetausch mit der externen Wärmequelle die Temperatur und den Druck dieser Fraktion zu erhöhen, und schließlich das erhitzte Arbeitsmedium auszustoßen. Die Verdampferanordnung ist von dem Kondensator 1 getrennt und vorzugsweise isoliert, um das jeweilige Temperaturniveu der Wärmesenke und der Wärmequelle nicht zu beeinflussen.The evaporator arrangement comprises at least two, here three, independent from each other and later to be described valves from the cycle completely separable evaporator units 2A . 2 B and 2C Thus, each of which can be operated independently of the other evaporator units to first receive a certain amount (fraction) of the working fluid contained in the cycle and at the inlet into the evaporator units liquid medium and then in heat exchange with the external heat source, the temperature and the pressure of this fraction increase, and finally eject the heated working medium. The evaporator assembly is of the condenser 1 separated and preferably isolated so as not to affect the respective Temperaturniveu the heat sink and the heat source.

Da die Verdampfereinheiten im externen Kreislauf die Temperatur der Wärmequelle und vorzugsweise eine hohe Wärmeübertragungskapazität besitzen, wird zumindest ein Teil des flüssigen Arbeitsmediums unmittelbar nach dem Eintritt in die jeweilige Verdampfereinheit relativ schnell erhitzt und verdampft. Ein stromauf jeder Verdampfereinheit angeordnetes Rückschlagventil 3A, 3B, 3C verhindert deshalb eine Rückströmung des Arbeitsmediums durch den Einlaß. Nach dem erfolgten Befüllen (Phase I) (das sich an eine später noch beschriebene Phase des Entleerens anschließt) wird die jeweilige Verdampfereinheit stromauf und stromab jeweils mittels einer Ventilanordnung 9, 10 von dem Kreisprozess abgetrennt. In dieser zweiten Phase (Phase II), in der die jeweilige Verdampfereinheit von dem Kreisprozess vollständig getrennt ist, wird das aufgenommene Arbeitsmedium in der Verdampfereinheit weiter erhitzt und dessen Druck wird erhöht, bis die Temperatur annähernd die Temperatur der Wärmequelle erreicht hat. Das erreichbare Druckniveau hängt von der Temperatur der Wärmequelle und dem verwendeten Arbeitsmedium ab. Bei einem Temperaturniveau von 60–95°C und einer Verwendung von R134a als Arbeitsmedium kann beispielsweise ein Druckbereich von 15–36 bar erreicht werden.Since the evaporator units in the external circuit have the temperature of the heat source and preferably a high heat transfer capacity, at least a portion of the liquid working medium is heated and evaporated relatively quickly immediately after entering the respective evaporator unit. A check valve disposed upstream of each evaporator unit 3A . 3B . 3C therefore prevents backflow of the working fluid through the inlet. After filling has been completed (phase I) (which is followed by a later-described phase of emptying), the respective evaporator unit is moved upstream and downstream by means of a valve arrangement 9 . 10 separated from the cycle. In this second phase (Phase II), in which the respective evaporator unit is completely separated from the cyclic process, the absorbed working medium in the evaporator unit is further heated and its pressure is increased until the temperature has approximately reached the temperature of the heat source. The achievable pressure level depends on the temperature of the heat source and the working medium used. At a temperature level of 60-95 ° C and a use of R134a as a working medium, for example, a pressure range of 15-36 bar can be achieved.

Zwischen dem Kondensator 1 und der Verdampferanordnung 2 ist eine Pumpe 4 angeordnet, mit der das flüssige Arbeitsmedium in der Phase 1 in die Verdampfereinheiten 2A, 2B und 2C gefördert wird. Die Pumpe 4 ist eine Dosierpumpe, insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und bezüglich ihrer Förderleistung regelbare Pumpe, so dass die vorbestimmte Menge an flüssigem Arbeitsmedium auch gegen einen anfänglichen Druckanstieg bei Eintritt des Arbeitsmediums in die erhitzten Verdampfereinheiten 2A, 2B, 2C schnell in diese gefördert werden kann.Between the capacitor 1 and the evaporator assembly 2 is a pump 4 arranged, with the liquid working medium in phase 1 in the evaporator units 2A . 2 B and 2C is encouraged. The pump 4 is a metering pump, in particular a continuously operating and controllable with respect to their capacity pump, so that the predetermined amount of liquid working fluid against an initial increase in pressure upon entry of the working medium in the heated evaporator units 2A . 2 B . 2C can be promoted quickly in this.

Zwischen der Pumpe 4 und der Verdampferanordnung 2 kann ein Druckspeicher (nicht dargestellt) seriell angeordnet sein, der durch die Pumpe 4 mit einer bestimmten Menge an Arbeitsmedium befüllt werden kann, wenn die Pumpe das Arbeitsmedium nicht direkt in eine der Verdampfereinheiten fördert. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die für die Förderung der bestimmten Menge (Fraktion) des Arbeitsmediums in die jeweilige Verdampfereinheit erforderliche Zeitspanne verkürzt und die Förderleistung der Pumpe verringert werden kann, weil diese bei längeren Befüllungszeiten ansonsten gegen einen aufgrund der Erhitzung und Druckerhöhung des Arbeitsmediums in der Verdampfereinheit zunehmenden Druck fördern müsste.Between the pump 4 and the evaporator assembly 2 For example, a pressure accumulator (not shown) may be serially disposed through the pump 4 can be filled with a certain amount of working fluid when the pump does not promote the working fluid directly into one of the evaporator units. This embodiment has the advantage that for the promotion of the specific amount (fraction) of the working medium in the respective evaporator unit time required shortened and the flow rate of the pump can be reduced, because these longer filling times otherwise against a due to the heating and pressure increase of the working medium in the evaporator unit would have to promote increasing pressure.

In dem gezeigten Anlagenschema ist eine alternative Anordnung eines Druckspeichers 5 gezeigt, bei der dieser in einer Bypassleitung 6 vorgesehen ist, die von einer Position zwischen der Pumpe 4 oder dem optionalen Druckspeicher und der Verdampferanordnung 2 zu einer Position stromauf des Kondensators 1 abzweigt und in der ein Überstromventil (nicht dargestellt) angeordnet ist. Über diese Bypassleitung 6 kann Arbeitsmedium, das das Volumen des Druckspeichers 5 oder der jeweiligen zu befüllenden Verdampfereinheit übersteigt, zum Verflüssiger zurückgeführt werden. Dadurch kann die Pumpe 4 phasenübergreifend im wesentlichen kontinuierlich arbeiten und den Druckspeicher befüllen, aus dem dann eine der Verdampfereinheiten in der Phase I vorrangig befüllt werden kann.In the system scheme shown is an alternative arrangement of a pressure accumulator 5 shown, in which this in a bypass line 6 is provided by a position between the pump 4 or the optional accumulator and evaporator assembly 2 to a position upstream of the condenser 1 branches off and in which an overflow valve (not shown) is arranged. About this bypass line 6 can be working fluid, which is the volume of the accumulator 5 or exceeds the respective evaporator unit to be filled, are returned to the condenser. This allows the pump 4 working across phases substantially continuously and fill the pressure accumulator, from which then one of the evaporator units in phase I can be filled with priority.

Wenn das Arbeitsmedium in der jeweiligen Verdampfereinheit 2A, 2B, 2C das gewünschte Druckniveau in der Phase II erreicht hat, wird das erhitzte Arbeitsmedium in einer dritten Phase (Phase III) durch entsprechendes Schalten von Ventilen 10, wodurch die jeweilige Verdampfereinheit stromauf von dem Kreisprozess getrennt bleibt und stromab mit dem Kreisprozess verbunden, wird, zu einem Arbeitsraum 7 ausströmen, gelassen, der stromab der Verdampferanordrnung 2 vorgesehen ist und in dem das Arbeitsmedium aus der jeweiligen Verdampfereinheit entspannt wird, wodurch dem Arbeitsmedium Energie entzogen und in mechanische Antriebsenergie umgewandelt wird.If the working fluid in the respective evaporator unit 2A . 2 B . 2C has reached the desired pressure level in phase II, the heated working fluid in a third phase (phase III) by appropriate switching of valves 10 , whereby the respective evaporator unit upstream of the cyclic process remains disconnected and downstream connected to the cycle, becomes a working space 7 flow out, left, downstream of the evaporator assembly 2 is provided and in which the working fluid is released from the respective evaporator unit, whereby the working medium withdrawn energy and converted into mechanical drive energy.

Beim Umschalten von der Phase II auf die Phase III kann eine kurzzeitige Unterbrechung der Druckbeaufschlagung des Arbeitsraumes auftreten. Zur Vermeidung dieses Effekts kann beispielsweise ein. Druckspeicher stromauf des Arbeitsraums, vorzugsweise unmittelbar am Einlaß zum Arbeitsraum, und stromab der Ventile vorgesehen werden, um das gasförmige Arbeitsmedium für die kontinuierliche Versorgung des Arbeitsraums während des Umschaltvorgangs kurzzeitig zwischenzuspeichern.When switching from phase II to phase III, a brief interruption of the pressurization of the working space can occur. To avoid this effect, for example, a. Pressure accumulator upstream of the working space, preferably immediately at the inlet to the working space, and are provided downstream of the valves to temporarily store the gaseous working fluid for the continuous supply of the working space during the switching operation.

Der Arbeitsraum 7 ist vorzugsweise in einer hier nur schematisch angedeuteten Kraftmaschine 7A, insbesondere einer Hubkolbenmaschine mit mindestens einem Zylinder, oder in einer Rotationskolbenmaschine oder in einem Lineargenerator vorgesehen. Der Arbeitsraum kann auch der Strömungskanal einer Strömungsmaschine, insbesondere einer Turbine, sein, wobei das erreichbare maximale Druckniveau des Arbeitsmediums in dem Kreisprozess eher für die erstgenannten Kraftmaschinen spricht. Besonders geeignet ist ein 2-, 3- oder 4-Zylinder-Dieselmotor, dessen Zylinderkopf, Ventilsteuerung und Nockenwelle für die externe Zuführung des Arbeitsmediums unter Druck entsprechend modifiziert sind. Die von der Kraftmaschine bereitgestellte mechanische Bewegung wird in an sich bekannter Weise mittels eines Generators in elektrische Energie gewandelt und als Nutzarbeit NA aus der Anlage abgeführt.The workroom 7 is preferably in an here only schematically indicated engine 7A , in particular a reciprocating piston engine with at least one cylinder, or provided in a rotary piston machine or in a linear generator. The working space may also be the flow channel of a turbomachine, in particular a turbine, wherein the achievable maximum pressure level of the working medium in the cyclic process is more likely to speak for the first-mentioned engine. Particularly suitable is a 2-, 3- or 4-cylinder diesel engine whose cylinder head, valve timing and camshaft for the external supply of the working fluid are modified under pressure accordingly. The mechanical movement provided by the engine is converted in a manner known per se by means of a generator into electrical energy and discharged as useful work NA from the plant.

Die Phase III kann solange aufrechterhalten werden, bis das Druckniveau des in der jeweiligen Verdampfereinheit vorhanden Arbeitsmediums vor dem Eintritt in den Arbeitsraum 7 unter einen Grenzwert abgefallen ist, bei dem mit der jeweils verwendeten Maschine dem Arbeitsmedium keine Energie mehr sinnvoll entzogen werden kann. Die Phase III wird beendet, indem die jeweilige Verdampfereinheit durch die Ventileinheit 10 stromauf von dem Kreisprozess getrennt und für die Phase I mit der Pumpe 4 bzw. dem Druckspeicher 5 verbunden wird. Nachdem das Arbeitsmedium in dem Arbeitsraum 7 zumindest teilweise entspannt wurde, wird es über eine Rückführung 8 zu dem Kondensator 1 zurückgeführt, wo es wieder abgekühlt und verflüssigt wird.The phase III can be maintained until the pressure level of the working medium present in the respective evaporator unit before entering the working space 7 has fallen below a limit, in which no energy can be meaningfully withdrawn from the working medium with the machine used in each case. Phase III is terminated by passing the respective evaporator unit through the valve unit 10 upstream of the cyclic process and for phase I with the pump 4 or the accumulator 5 is connected. After the working medium in the workroom 7 At least partially relaxed, it is about a repatriation 8th to the capacitor 1 recycled, where it is cooled and liquefied again.

Die Strömungssteuerung und Verteilung des Arbeitsmediums zwischen den einzelnen Zylindern und Arbeitstakten einer Hubkolbenmaschine mit mehreren Zylindern erfolgt beispielsweise über die integrierte Ventilsteuerung der Hubkolbenmaschine. In diesem Fall wird das Arbeitsmedium in der Phase III von der jeweiligen Verdampfereinheit einem Einlassverteiler der Hubkolbenmaschine zugeleitet.The flow control and distribution of the working fluid between the individual cylinders and power strokes of a reciprocating engine with multiple cylinders, for example via the integrated valve control of the reciprocating engine. In this case, the working fluid is supplied in phase III from the respective evaporator unit to an intake manifold of the reciprocating engine.

Der Kreisprozess besitzt eine Ventilanordnung mit der die Verbindung/Trennung der einzelnen Verdampfereinheiten mit/von dem Kreisprozess derart gesteuert werden kann, dass die Verdampfereinheiten die Phasen I bis III jeweils nacheinander und zeitversetzt durchlaufen. Während demnach eine Verdampfereinheit in der Phase III das erhitzte Arbeitsmedium unter Druck in den Arbeitsraum 7 ausstößt, wo es entspannt wird, befindet sich eine andere Verdampfereinheit in den Phasen 1 oder 2, falls nur zwei Verdampfereinheiten in der Verdampferanordnung vorgesehen sind. Falls drei Verdampfereinheiten wie in dem Anlagenschema der 1 vorgesehen sind, kann zu jedem Zeitpunkt jede der Verdampfereinheiten in einer anderen der 3 Phasen sein. Die Kapazitäten der Verdampfereinheiten sind so zu bemessen, dass insbesondere die für die Phasen I und II zur Verfügung stehenden Zeitspannen ausreichen, um die bestimmte Menge (Fraktion) an Arbeitsmedium in die Verdampfereinheit aufzunehmen und darin zu erhitzen, bis die zuvor in Phase III befindliche und dabei entleerte Verdampfereinheit bei Erreichen des Mindestdruckniveaus umgeschaltet werden muss, um einen kontinuierlichen Betrieb der Kraftmaschine zu gewährleisten.The cyclic process has a valve arrangement with which the connection / disconnection of the individual evaporator units with / from the cyclic process can be controlled such that the evaporator units pass through the phases I to III in succession and with a time delay. Thus, during a phase III evaporator unit, the heated working fluid under pressure into the working space 7 If it discharges, where it is relaxed, there is another evaporator unit in the phases 1 or 2, if only two evaporator units are provided in the evaporator assembly. If three evaporator units as in the plant scheme of 1 are provided, at any one time, each of the evaporator units may be in another of the 3 phases. The capacities of the evaporator units are to be such that in particular the time periods available for phases I and II are sufficient to take up the specific amount (fraction) of working medium in the evaporator unit and to heat it until the phase III and III This evacuated evaporator unit must be switched upon reaching the minimum pressure levels in order to ensure continuous operation of the engine.

Der hier verwendete Begriff ”Ventilanordnung” umfasst die für die Umschaltung verwendeten Ventile in ihrer Gesamtheit unabhängig davon, ob sie als Einzelventile oder Mehrfachventile ausgeführt sind. Die einzelnen Ventile der Ventilanordnung zum sequentiellen Umschalten der Verdampfereinheiten zwischen den einzelnen Phasen sind in dem gezeigten Anlagenschema in einer ersten Ventilgruppe 9 stromauf der Verdampfereinheiten 2A, 2B, 2C und in eine zweite Ventilgruppe 10 stromab der Verdampfereinheiten 2A, 2B, 2C zusammengefasst, wobei die Gruppen (und damit die in der Gruppe zusammengefassten Ventile jeweils gemeinsam) unabhängig voneinander aber synchron und zeitversetzt betätigbar sind. Diese Anordnung ist bevorzugt, wenn ein starrer Schalttakt bzw. eine synchrone und zeitversetzte Umschaltung der Phasen für alle Verdampfereinheiten erreicht werden soll. Dennoch können beispielsweise die Ventile der zweiten Ventilgruppe stromab der Verdampfereinheiten in Abhängigkeit von dem Druck des Arbeitsmediums vor dem Eintritt in den Arbeitsraum angesteuert werden, und/oder es können die Ventile der ersten Ventilgruppe stromauf der Verdampfereinheiten in Abhängigkeit von der Menge des in die jeweilige Verdampfereinheit strömenden Arbeitsmediums angesteuert werden.The term "valve arrangement" as used herein includes the valves used for switching in their entirety, regardless of whether they are designed as individual valves or multiple valves. The individual valves of the valve arrangement for the sequential switching of the evaporator units between the individual phases are in the system diagram shown in a first valve group 9 upstream of the evaporator units 2A . 2 B . 2C and into a second valve group 10 downstream of the evaporator units 2A . 2 B . 2C summarized, wherein the groups (and thus the combined in the group valves in each case in common) are independently but synchronously and time-shifted actuated. This arrangement is preferred if a rigid switching cycle or a synchronous and time-shifted switching of the phases for all evaporator units to be achieved. Nevertheless, for example, the valves of the second valve group can be controlled downstream of the evaporator units depending on the pressure of the working medium before entering the working space, and / or the valves of the first valve group upstream of the evaporator units depending on the amount of in the respective evaporator unit be driven flowing working medium.

Alternativ können die den jeweiligen Verdampfereinheiten zugeordneten Ventile innerhalb der jeweiligen Ventilgruppe unabhängig voneinander betätigbar ausgestaltet sein. In dieser Ausgestaltung ist eine flexible Ansteuerung und Umschaltung der Phasen für die einzelnen Verdampfereinheiten in einem variablen Takt, beispielsweise mittels einer Programsteuerung oder -regelung, möglich.Alternatively, the valves assigned to the respective evaporator units can be designed to be actuatable independently of one another within the respective valve group. In this embodiment, a flexible control and switching of the phases for the individual evaporator units in a variable cycle, for example by means of a program control or regulation, possible.

Die Ventile können beispielsweise elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch betätigte Ventile sein.The valves may be, for example, electrically or pneumatically or hydraulically actuated valves.

In dem Anlagenschema der 1 sind weitere optionale Komponenten dargestellt wie ein Ölabscheider 12 und ein Kältemittelfilter 13, die in Zweigleitungen angeordnet sind und über Absperrventile mit dem Kreisprozess selektiv verbindbar sind, um das Kältemittel ggf. zu reinigen. Die Absperrventile sind in dem Anlagenschema als manuell betätigbare Ventile gekennzeichnet. Ferner ist auch eine ferngesteuerte Betätung der Ventile in Verbindung mit einem Regelungsprogram, das Messdaten aus der Anlage auswertet und die jeweiligen Absperrventile gemäß einem vordefinierten Programablauf automatisch aktiviert, realisierbar.In the scheme of the 1 Further optional components are shown as an oil separator 12 and a refrigerant filter 13 , Which are arranged in branch lines and can be selectively connected via shut-off valves with the cyclic process in order to clean the refrigerant if necessary. The shut-off valves are marked in the system diagram as manually operable valves. Furthermore, a remote-controlled actuation of the valves in conjunction with a control program that evaluates measured data from the system and automatically activates the respective shut-off valves according to a predefined program sequence, realized.

Claims (20)

Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess, wobei der Kreisprozess aufweist: einen Kondensator (1) zum Rückkühlen und Verflüssigen eines Arbeitsmediums, eine stromab – bezogen auf die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums – des Kondensators (1) vorgesehene Verdampferanordnung (2) zum Zuführen der Wärmeenergie zu dem Arbeitsmedium, um dessen Temperatur und Druck zu erhöhen, wobei die Verdampferanordnung (2) mindestens zwei voneinander unabhängige Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) aufweist, einen stromab der Verdampferanordnung (2) vorgesehenen Arbeitsraum (7) zum Entspannen von Arbeitsmedium aus der Verdampferanordnung (2), um dem Arbeitsmedium Energie zu entziehen, und eine Rückführung (8) für das zumindest teilweise entspannte Arbeitsmedium zu dem Kondensator (1), wobei eine Pumpe (4) für das Arbeitsmedium zwischen dem Kondensator (1) und der Verdampferanordnung (2) angeordnet ist, wobei stromauf und stromab der Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) eine Ventilanordnung (9, 10) vorgesehen ist, die so angesteuert werden kann, dass selektiv für jede Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C): i) in einer ersten Phase Arbeitsmedium in die Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) einströmen kann, ii) in einer zweiten Phase die Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) von dem Kreisprozess vollständig getrennt ist, um das aufgenommene Arbeitsmedium zu erhitzen und dessen Druck zu erhöhen, und iii) in einer dritten Phase das erhitzte Arbeitsmedium aus der Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) zu dem Arbeitsraum (7) ausströmen kann, und wobei die Ventilanordnung (9, 10) die Verbindung/Trennung der Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) mit/von dem Kreisprozess derart steuern kann, dass die Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) die Phasen i) bis iii) jeweils nacheinander und zeitversetzt durchlaufen.A plant for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle, the cycle comprising: a capacitor ( 1 ) for recooling and liquefying a working medium, a downstream - with respect to the flow direction of the working medium - the capacitor ( 1 ) provided evaporator arrangement ( 2 ) for supplying the heat energy to the working medium to increase its temperature and pressure, wherein the evaporator arrangement ( 2 ) at least two independent evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ), one downstream of the evaporator assembly ( 2 ) working space ( 7 ) for relaxing working medium from the evaporator arrangement ( 2 ) to extract energy from the working medium, and a return ( 8th ) for the at least partially relaxed working medium to the condenser ( 1 ), whereby a pump ( 4 ) for the working medium between the condenser ( 1 ) and the evaporator arrangement ( 2 ), upstream and downstream of the evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) a valve arrangement ( 9 . 10 ), which can be controlled so that selectively for each evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ): i) in a first phase, working medium into the evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ), ii) in a second phase, the evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) is completely separated from the cyclic process in order to heat the recorded working medium and increase its pressure, and iii) in a third phase, the heated working medium from the evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) to the workspace ( 7 ), and wherein the valve arrangement ( 9 . 10 ) the connection / separation of the evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) with / from the cycle so that the evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) pass through the phases i) to iii) successively and with a time delay. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 1, wobei die Pumpe (4) eine Dosierpumpe, insbesondere eine kontinuierlich arbeitende und bezüglich ihrer Förderleistung regelbare Pumpe ist.A plant for recovering energy from heat according to claim 1, wherein the pump ( 4 ) is a metering pump, in particular a continuously operating and controllable with respect to their capacity pump. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Pumpe (4) und der Verdampferanordnung (2) eine Bypassleitung (6) zu einer Position stromauf des Kondensators (1) abzweigt und ein Überstromventil und einen Druckspeicher (5) für Arbeitsmedium aufweist.Energy recovery plant according to claim 1 or 2, wherein between the pump ( 4 ) and the evaporator arrangement ( 2 ) a bypass line ( 6 ) to a position upstream of the condenser ( 1 ) branches off and an overflow valve and a pressure accumulator ( 5 ) for working medium. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Pumpe (4) und der Verdampferanordnung (2) ein Druckspeicher seriell angeordnet ist.Energy recovery plant according to claim 1 or 2, wherein between the pump ( 4 ) and the evaporator arrangement ( 2 ) An accumulator is arranged serially. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Arbeitsraum (7) in einer Kraftmaschine (7A), insbesondere einer Hubkolbenmaschine mit mindestens einem Zylinder, in einer Rotationskolbenmaschine oder einer Strömungsmaschine, insbesondere einer Turbine, oder in einem Lineargenerator vorgesehen ist, wodurch die dem Arbeitsmedium entzogene Energie in mechanische Antriebsenergie umgewandelt wird.Energy recovery plant according to any one of claims 1 to 4, wherein the working space ( 7 ) in an engine ( 7A ), in particular a reciprocating piston engine with at least one cylinder, is provided in a rotary piston machine or a turbomachine, in particular a turbine, or in a linear generator, whereby the energy extracted from the working medium is converted into mechanical drive energy. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kondensator (1) und die Verdampferanordnung (2) voneinander getrennte und unabhängige Einheiten sind.Waste heat recovery system according to one of claims 1 to 5, wherein the condenser ( 1 ) and the evaporator arrangement ( 2 ) are separate and independent units. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ventilanordnung (9, 10) so gestaltet ist, dass sie die jeweilige Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) in der ersten Phase stromab von dem Kreisprozess trennt, und in der dritten Phase stromauf von dem Kreisprozess trennt.The waste heat recovery system according to any of claims 1 to 6, wherein the valve assembly ( 9 . 10 ) is designed so that they the respective evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) separates in the first phase downstream of the cyclic process, and in the third phase separates upstream from the cyclic process. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ventilanordnung (9, 10) eine erste Ventilgruppe (9) stromauf der Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) und eine zweite Ventilgruppe (10) stromab der Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) aufweist, die unabhängig voneinander betätigbar sind.Waste heat recovery system according to any one of claims 1 to 7, wherein the valve arrangement ( 9 . 10 ) a first valve group ( 9 ) upstream of Evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) and a second valve group ( 10 ) downstream of the evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) which are independently operable. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß Anspruch 8, wobei die den jeweiligen Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) zugeordneten Ventile innerhalb der jeweiligen Ventilgruppe (9, 10) unabhängig voneinander betätigbar sind.The waste heat recovery system according to claim 8, wherein the units ( 2A . 2 B . 2C ) associated valves within the respective valve group ( 9 . 10 ) are independently operable. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Ventile der zweiten Ventilgruppe (10) stromab der Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) in Abhängigkeit von dem Druck des Arbeitsmediums vor dem Eintritt in den Arbeitsraum (7) angesteuert werden können.Waste heat recovery system according to claim 8 or 9, wherein the valves of the second valve group ( 10 ) downstream of the evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) depending on the pressure of the working medium before entering the working space ( 7 ) can be controlled. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Ventile der ersten Ventilgruppe (9) synchron und zeitversetzt zu den Ventilen der zweiten Ventilgruppe (10) angesteuert werden können.Waste heat recovery system according to one of claims 8 to 10, wherein the valves of the first valve group ( 9 ) synchronously and with a time delay to the valves of the second valve group ( 10 ) can be controlled. Anlage zur Rückgewinnung von Energie aus Abwärme gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Ventile der ersten Ventilgruppe (9) stromauf der Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) in Abhängigkeit von der Menge des in die jeweilige Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) strömenden Arbeitsmediums angesteuert werden können.Waste heat recovery system according to one of claims 8 to 11, wherein the valves of the first valve group ( 9 ) upstream of the evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ) depending on the amount of in the respective evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) flowing working medium can be controlled. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme in einem thermodynamischen Kreisprozess, mit den sequentiell und wiederholt auszuführenden Schritten: a) Rückkühlen und Verflüssigen eines Arbeitsmediums, b) Erhitzen, Verdampfen und Druckerhöhen des verflüssigten Arbeitsmediums unter Nutzung der Wärme in mindestens zwei getrennten Fraktionen unabhängig voneinander, und c) Entspannen von erhitztem Arbeitsmedium der jeweiligen Fraktion, um dem Arbeitsmedium Energie zu entziehen, wobei das Arbeitsmedium zwischen dem Schritt a) und dem Schritt b) aktiv gefördert wird, wobei in dem Schritt b) die mindestens zwei Fraktionen des Arbeitsmediums zeitlich versetzt erhitzt, verdampft und druckerhöht werden.Process for the recovery of energy from heat in a thermodynamic cycle, with the sequential and repeated steps to be carried out: a) recooling and liquefying a working medium, b) heating, vaporizing and pressurizing the liquefied working medium using the heat in at least two separate fractions independently, and c) releasing heated working medium of the respective fraction in order to extract energy from the working medium, wherein the working medium is actively conveyed between step a) and step b), wherein in the step b) the at least two fractions of the working medium are heated in time offset, vaporized and pressure increased. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 13, wobei die unabhängige und zeitlich versetzte Erhitzung/Verdampfung/Druckerhöhung der Fraktionen des Arbeitsmediums im Schritt b) dadurch bewirkt wird, dass jede Fraktion des Arbeitsmediums in eine von mehreren voneinander getrennten Verdampfereinheiten (2A, 2B, 2C) eingeleitet wird, wobei i) in einer ersten Phase das Arbeitsmedium in die jeweilige Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) einströmt, ii) in einer zweiten Phase diese Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) von dem Kreisprozess vollständig getrennt wird, um das Arbeitsmedium zu erhitzen, verdampfen und druckzuerhöhen, und iii) in einer dritten Phase das erhitzte Arbeitsmedium aus dieser Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) ausströmen kann, um im Schritt c) entspannt zu werden, worauf es zu dem Schritt a) zurückgeführt wird.A process for recovering energy from heat according to claim 13, wherein the independent and staggered heating / evaporation / pressure increase of the fractions of the working medium in step b) is effected in that each fraction of the working medium in one of a plurality of separate evaporator units ( 2A . 2 B . 2C ), wherein i) in a first phase, the working medium in the respective evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ii) in a second phase this evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) is completely separated from the cyclic process in order to heat, evaporate and pressurize the working medium, and iii) in a third phase, the heated working medium from this evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) can be discharged to be relaxed in step c), whereupon it is returned to step a). Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei zumindest ein Teil des zwischen den Schritten a) und b) geförderten Arbeitsmediums unter Druckerhöhung zwischengespeichert wird.A method for recovering energy from heat according to claim 13 or 14, wherein at least a part of the between a) and b) funded working medium is cached under pressure increase. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Schritt c) in einem Arbeitsraum (7) einer Kraftmaschine (7A), insbesondere einer Hubkolbenmaschine mit mindestens einem Zylinder, oder einer Rotationskolbenmaschine oder einer Strömungsmaschine, insbesondere einer Turbine, oder einem Lineargenerator erfolgt, wodurch die dem Arbeitsmedium entzogene Energie in mechanische Antriebsenergie umgewandelt wird.A method for recovering energy from heat according to any one of claims 13 to 15, wherein step c) in a working space ( 7 ) an engine ( 7A ), in particular a reciprocating piston engine having at least one cylinder, or a rotary piston machine or a turbomachine, in particular a turbine, or a linear generator, whereby the energy extracted from the working medium is converted into mechanical drive energy. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Schritte a) und b) in voneinander getrennten und unabhängigen Einheiten ausgeführt werden.A method of recovering energy from heat according to any one of claims 13 to 16, wherein steps a) and b) are carried out in separate and independent units. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 14, wobei die Beendigung des Schritts iii) in Abhängigkeit von dem Druck des Arbeitsmediums nach Austritt aus der jeweiligen Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) gesteuert wird.A process for the recovery of energy from heat according to claim 14, wherein the completion of step iii) in dependence on the pressure of the working medium after exiting the respective evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) is controlled. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß Anspruch 14, wobei die Beendigung des Schritts i) in Abhängigkeit von der Menge des in die jeweilige Verdampfereinheit (2A, 2B, 2C) eingebrachten Arbeitsmediums gesteuert wird.A method of recovering energy from heat according to claim 14, wherein the completion of step i) is dependent on the amount of heat in the respective evaporator unit ( 2A . 2 B . 2C ) is introduced working medium. Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus Wärme gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Wärme aus einem oder mehreren der folgenden Wärmequellen genutzt wird: Geothermie, Müllverbrennung, thermische Solaranlagen, Kühlsysteme stationärer oder mobiler Verbrennungsmotoren oder Turbinen, Abwärme der Energieerzeugung, Blockheizkraftwerke (BHKWs), industrielle Prozeßwärme, Abwärme aus Biogasreaktoren.A method for recovering energy from heat according to any one of claims 14 to 19, wherein the heat from one or more of the following heat sources is used: geothermal, waste incineration, thermal solar systems, cooling systems of stationary or mobile combustion engines or turbines, waste heat of energy production, cogeneration units (CHPs ), industrial process heat, waste heat from biogas reactors.
DE102013009351.1A 2013-06-04 2013-06-04 Plant and method for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle Expired - Fee Related DE102013009351B8 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013009351.1A DE102013009351B8 (en) 2013-06-04 2013-06-04 Plant and method for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle
PCT/EP2014/060169 WO2014195117A1 (en) 2013-06-04 2014-05-16 System and method for recovering energy from heat in a cyclical thermodynamic process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013009351.1A DE102013009351B8 (en) 2013-06-04 2013-06-04 Plant and method for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013009351B3 true DE102013009351B3 (en) 2014-01-16
DE102013009351B8 DE102013009351B8 (en) 2014-05-28

Family

ID=49781715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013009351.1A Expired - Fee Related DE102013009351B8 (en) 2013-06-04 2013-06-04 Plant and method for recovering energy from heat in a thermodynamic cycle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013009351B8 (en)
WO (1) WO2014195117A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014006909B3 (en) * 2014-05-09 2015-07-09 Maschinenwerk Misselhorn Mwm Gmbh Arrangement with several heat exchangers and method for vaporizing a working medium
US11421663B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11421625B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US20220316454A1 (en) * 2021-04-02 2022-10-06 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11480074B1 (en) 2021-04-02 2022-10-25 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11486370B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11578706B2 (en) 2021-04-02 2023-02-14 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11644015B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11644014B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11905934B2 (en) 2021-04-02 2024-02-20 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6047557A (en) * 1995-06-07 2000-04-11 Copeland Corporation Adaptive control for a refrigeration system using pulse width modulated duty cycle scroll compressor
US20080289354A1 (en) * 2006-01-20 2008-11-27 Carrier Corporation Method for Controlling Temperature in Multiple Compartments for Refrigerated Transport
US20090151356A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-18 General Electric Company System and method for controlling an expansion system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005013287B3 (en) * 2005-01-27 2006-10-12 Misselhorn, Jürgen, Dipl.Ing. Heat engine
US8544274B2 (en) * 2009-07-23 2013-10-01 Cummins Intellectual Properties, Inc. Energy recovery system using an organic rankine cycle
AT511077B1 (en) * 2011-08-16 2012-09-15 Seyfried Andrea Mag HIGH PRESSURE GAS DRIVE UNIT

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6047557A (en) * 1995-06-07 2000-04-11 Copeland Corporation Adaptive control for a refrigeration system using pulse width modulated duty cycle scroll compressor
US20080289354A1 (en) * 2006-01-20 2008-11-27 Carrier Corporation Method for Controlling Temperature in Multiple Compartments for Refrigerated Transport
US20090151356A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-18 General Electric Company System and method for controlling an expansion system

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014006909B3 (en) * 2014-05-09 2015-07-09 Maschinenwerk Misselhorn Mwm Gmbh Arrangement with several heat exchangers and method for vaporizing a working medium
US11421663B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11421625B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US20220316454A1 (en) * 2021-04-02 2022-10-06 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11480074B1 (en) 2021-04-02 2022-10-25 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11486330B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11486370B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11493029B2 (en) * 2021-04-02 2022-11-08 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11542888B2 (en) 2021-04-02 2023-01-03 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11549402B2 (en) 2021-04-02 2023-01-10 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11572849B1 (en) 2021-04-02 2023-02-07 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11578706B2 (en) 2021-04-02 2023-02-14 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11598320B2 (en) 2021-04-02 2023-03-07 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11624355B2 (en) 2021-04-02 2023-04-11 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11644015B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11644014B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11668209B2 (en) 2021-04-02 2023-06-06 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11680541B2 (en) 2021-04-02 2023-06-20 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11732697B2 (en) 2021-04-02 2023-08-22 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11761353B2 (en) 2021-04-02 2023-09-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11761433B2 (en) 2021-04-02 2023-09-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11773805B2 (en) 2021-04-02 2023-10-03 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11879409B2 (en) 2021-04-02 2024-01-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11905934B2 (en) 2021-04-02 2024-02-20 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11933279B2 (en) 2021-04-02 2024-03-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11933280B2 (en) 2021-04-02 2024-03-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11946459B2 (en) 2021-04-02 2024-04-02 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11959466B2 (en) 2021-04-02 2024-04-16 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11971019B2 (en) 2021-04-02 2024-04-30 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014195117A1 (en) 2014-12-11
DE102013009351B8 (en) 2014-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013009351B3 (en) Plant for recovery of energy from heat of e.g. waste incinerator, has valves which connect/disconnect vaporizer units to control flow of working fluid, to take heat from working fluid and to pass heated working fluid to workspace
DE102008005978B4 (en) Low-temperature power plant and method for operating a thermodynamic cycle
AT502402B1 (en) METHOD FOR CONVERTING THERMAL ENERGY TO MECHANICAL WORK
WO2013045388A1 (en) Installation for storing thermal energy
AT517535B1 (en) Steam power plant
AT12844U1 (en) Method for operating a stationary power plant with at least one internal combustion engine
EP2825737A1 (en) System for storing and outputting thermal energy having a heat accumulator and a cold accumulator and method for the operation thereof
EP3080407B1 (en) Steam accumulator comprising a latent heat accumulator and a steam thermocompressor
DE102012110579B4 (en) Plant and process for generating process steam
WO2011045047A2 (en) (o) rc-method for utilizing waste heat from biomass combustion for generating electricity and corresponding system
WO2007042215A1 (en) Method and device for generating mechanical or electrical energy from heat
DE102011101665B4 (en) Heating unit for generating electrical energy and method for generating electricity from heat
EP3152487B1 (en) Anordnung mit mehreren wärmeübertragern und verfahren zum verdampfen eines arbeitsmediums
DE102012011167A1 (en) Rotary piston apparatus for steam engine, has working chamber that is arranged with moveable piston element and is coupled to discharge unit for discharging working medium from working chamber
EP2951407A2 (en) Method for operating a low-temperature power plant, and low-temperature power plant itself
DE102014016868A1 (en) Method for operating a low-temperature power plant with an evaporator circuit process as a working cycle
DE102013001478B4 (en) Method for operating a low-temperature power plant, and low-temperature power plant itself
DE102013013104B4 (en) Heat engine
WO2013060447A1 (en) Waste heat recovery device
DE102013016461A1 (en) Method for operating a low-temperature power plant, and low-temperature power plant itself
DE102010048292A1 (en) Method for operating low temperature power plant utilized to convert heat energy of low temperature mass flow into electricity, involves changing state of working fluid by increasing temperature, and vaporizing fluid in partial streams
DE102010063379A1 (en) Expansion machine and method for waste heat utilization of internal combustion engines
EP2443321A2 (en) Method and device for producing electricity from heat
DE102019100539A1 (en) Multi-stage heat pump system with rotary piston machines connected in series
DE102009047903A1 (en) Pressure generator for heat engine, has chambers which are coupled with each other, where each chamber has fixed predetermined volume

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE HENKEL, BREUER & PARTNER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MASCHINENWERK MISSELHORN MWM GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: MASCHINENWERK MISSELHORN GMBH - MWM, 80992 MUENCHEN, DE

Effective date: 20140416

R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE HENKEL, BREUER & PARTNER, DE

Effective date: 20140416

Representative=s name: PATENTANWAELTE HENKEL, BREUER & PARTNER MBB, DE

Effective date: 20140416

R020 Patent grant now final
R020 Patent grant now final

Effective date: 20141017

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee