DE102006052906A1 - Working medium for steam cycle processes - Google Patents

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Abstract

Dampfkreisprozess, enthaltend eine Speisewasserpumpe zur Erzeugung eines erhöhten Drucks in einem in dem Dampfkreisprozess verwendeten Arbeitsmedium, eine Wärmeübertrageranordnung zur Übertragung von Wärme und/oder Abwärme auf das Arbeitsmedium, so dass das Arbeitsmedium von einem niedrigen Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau erwärmt wird, und einen Expander zum Expandieren des Arbeitsmediums unter Arbeitsleistung, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium ein C<SUB>1</SUB>- bis C<SUB>4</SUB>-Alkohol oder ein Gemisch aus Wasser und/oder mehreren dieser Alkohole ist und das höhere Temperaturniveau oberhalb von 170°C liegt.Steam cycle process comprising a feedwater pump for generating an elevated pressure in a working medium used in the steam cycle, a heat transfer arrangement for transferring heat and / or waste heat to the working medium so that the working medium is heated from a low temperature level to a higher temperature level, and an expander for expanding the working fluid under working performance, is characterized in that the working medium is a C <SUB> 1 </ SUB> to C <SUB> 4 </ SUB> alcohol or a mixture of water and / or more of these alcohols, and the higher temperature level is above 170 ° C.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Dampfkreisprozess enthaltend

  • (a) eine Speisewasserpumpe zur Erzeugung eines erhöhten Drucks in einem in dem Dampfkreisprozess verwendeten Arbeitsmedium,
  • (b) eine Wärmeübertrageranordnung zur Übertragung von Wärme und/oder Abwärme aus auf das Arbeitsmedium, so dass das Arbeitsmedium von einem niedrigeren Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau erwärmt wird, und
  • (c) einen Expander zum Expandieren des Arbeitsmediums unter Arbeitsleistung,
The invention relates to a steam cycle process containing
  • (a) a feedwater pump for generating an elevated pressure in a working medium used in the steam cycle process,
  • (B) a heat exchanger assembly for the transfer of heat and / or waste heat from the working medium, so that the working fluid is heated from a lower temperature level to a higher temperature level, and
  • (c) an expander for expanding the working fluid under working power,

Solche Dampfkreisprozesse dienen der Erzeugung von Arbeit aus Wärmeenergie. Die Arbeit kann zum Beispiel an einer Welle verrichtet werden, mit der Maschinen oder Kraftfahrzeuge angetrieben werden. Sie kann aber auch zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines Generators dienen.Such Steam cycle processes serve to generate work from heat energy. The work can be done, for example, on a wave, with the machinery or motor vehicles are driven. But she can also for the generation of electrical energy by means of a generator serve.

Stand der TechnikState of the art

Unter dem Begriff „Clausius-Rankine-Dampfkreisprozess„ ist ein Kreisprozess bekannt bei dem ein externer Brenner Wärme erzeugt. Die Wärme wird in einem Wärmeübertrager auf ein Arbeitsmedium, üblicherweise Wasser, übertragen. Das Arbeitsmedium wird mit einer Speisewasserpumpe in dem Kreislauf umgepumpt. In einem Expander, etwa einem Kolbenexpander, wird das Wasser entspannt. Dabei wird eine Welle angetrieben. In einem Kondensator kondensiert das Wasser und steht erneut zur Wärmeaufnahme zur Verfügung.Under The term "Clausius Rankine steam cycle" is a Circular process known in which an external burner generates heat. The heat is in a heat exchanger on a working medium, usually Water, transfer. The Working fluid is in the circuit with a feedwater pump circulated. In an expander, such as a piston expander, that will Water relaxes. In this case, a shaft is driven. In a condenser condenses the water and is available again for heat absorption.

Übliche Arbeitsmedien sind Wasser oder wässrige Lösungen. Ein Kalina-Prozess ist ein Kreislauf, bei dem das Arbeitsmedium aus mehreren Komponenten, insbesondere auch organischen Komponenten besteht. Wichtig ist bei allen Kreisläufen, dass das Arbeitsmedium sich nicht zersetzt und den Umgebungsbedingungen genügt. Diese Umgebungsbedingungen sind unter anderem das maximale obere und das minimale untere Temperaturniveau. Wasser ist als Arbeitsmedium nicht für alle Umgebungsbedingungen geeignet, zum Beispiel da es bei niedrigen Temperaturen gefriert.Usual working media are water or watery Solutions. A Kalina process is a cycle in which the working medium from several components, especially organic components consists. It is important for all circuits that the working medium does not decompose and meets the environmental conditions. These Ambient conditions include the maximum upper and lower limits minimum lower temperature level. Water is not as a working medium for all Environmentally suitable, for example because it is at low temperatures freezes.

Der Wirkungsgrad eines Kreisprozesses steigt mit der Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Temperaturniveau. Es ist deshalb ein hohes oberes und ein niedriges unteres Temperaturniveau zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades erstrebenswert.Of the Efficiency of a cycle increases with the difference between the upper and the lower temperature level. It is therefore a high one upper and a lower lower temperature level to achieve a high degree of efficiency desirable.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung einen Kreisprozess mit einem alternativen Arbeitsmedium zu finden, dass für andere Umgebungsbedingungen geeignet ist und eine Erhöhung des Wirkungsgrads erlaubt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Arbeitsmedium ein C1 bis C4 Alkohol ist und das höhere Temperaturniveau oberhalb von 170°C liegt.It is an object of the invention to find a cycle with an alternative working medium that is suitable for other environmental conditions and allows an increase in the efficiency. According to the invention the object is achieved in that the working medium is a C 1 to C 4 alcohol and the higher temperature level is above 170 ° C.

Die Verwendung von Alkoholen mit niedrigem Schmelzpunkt erlaubt die Verwendung auch bei Temperaturen unterhalb von 0°C, also unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser. Durch die ebenfalls niedrige Verdampfungstemperatur kann mit Alkoholen eine Verdampfung bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, zum Beispiel in Kühlwasser, erreicht werden. Die Verwendung von Alkoholen oder Alkoholgemischen auch bei Temperaturen oberhalb von 170° schafft damit einen besonders guten Wirkungsgrad der Anordnung. Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, dass niederkettige Alkohole auch oberhalb von 170° für die Anwendung in einem Dampfkreisprozess ausreichend stabil sind. Es ist also möglich zum Beispiel Kühlwasserwärme bei leicht angehobener Kühlwassertempertur von 110°C durch Verdampfung des Arbeitsmediums vollständig aufzunehmen. Das Arbeitsmedium kann dennoch im Abgas auf dort herrschende hohe Abgastemperaturen von zum Beispiel 400°C überhitzt werden.The Use of low melting point alcohols allows the Use even at temperatures below 0 ° C, ie below freezing of water. Due to the low evaporation temperature can evaporate with alcohols at comparatively low temperatures, for example in cooling water, be achieved. The use of alcohols or alcohol mixtures even at temperatures above 170 ° creates a special good efficiency of the arrangement. The invention is based on the surprising Recognition that low-chain alcohols are also above 170 ° for the application are sufficiently stable in a steam cycle. So it is possible for example, cooling water heat at light raised cooling water temperature from 110 ° C through Completely absorb evaporation of the working medium. The working medium can still in the exhaust gas to prevailing high exhaust gas temperatures of for example 400 ° C overheated become.

Der Carnot'sche Wirkungsgrad ist: ηC = 1 – Tu/To mit To = oberes Temperaturniveau und Tu = unteres Temperaturniveau. Bei einem oberen Temperaturniveau von 170°C und einem unteren Temperaturniveau von 110°C liegt der Wirkungsgrad bei 13,5%, bei einer Erhöhung des oberen Temperaturniveaus auf z.B. 400°C hingegen bei 44%. Dies ist eine deutliche Steigerung des Wirkungsgrads.Carnot's efficiency is: η C = 1 - T u / T O with T o = upper temperature level and T u = lower temperature level. At an upper temperature level of 170 ° C and a lower temperature level of 110 ° C, the efficiency is 13.5%, with an increase of the upper temperature level to eg 400 ° C, however, 44%. This is a significant increase in efficiency.

Der Dampfkreisprozess kann ein Kalinaprozess, ein Clausius-Rankine-Prozess oder jeder andere geeignete Dampfkreisprozess sein. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertrageranordnung Mittel zur Abgaswärmenutzung eines primären Verbrennungsprozesses. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Wärmeübertrageranordnung zusätzlich Mittel zur Nutzung der Abwärme eines Kühlkreislaufs. Die Wärmeübertrageranordnung kann auch weitere Wärmequellen zum Vorwärmen des Arbeitsmediums nutzen. Dies ermöglicht eine hohe Prozesstemperatur bei geringem Bedarf an Kraftstoffen.Of the Steam cycle process can be a Kalina process, a Clausius Rankine process or any other suitable steam cycle process. Preferably includes the heat exchanger assembly Means for exhaust heat utilization a primary Combustion process. In a further embodiment of the invention the heat exchanger arrangement additionally comprises means to use the waste heat a cooling circuit. The heat exchanger arrangement can also other heat sources to preheat the Use working medium. this makes possible a high process temperature with low fuel requirements.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Arbeitsmedium mit einem Schmiermittel versetzt.In a preferred embodiment of the invention, the working fluid with a lubricating tel.

Das Arbeitsmedium kann zusätzlich zu dem Alkohol auch Wasser und/oder Methylpyridin enthalten. Wasser und Methylpyridin bilden ein Azeotrop mit einem eigenen Verdampfungspunkt. In diesem Azeotrop lösen sich polare und unpolare Stoffe, insbesondere auch Schmiermittel. Der Einsatz von Alkohol und Methylpyridin dient unter anderem dem Frostschutz. Alkohol verdampft bei einer niedrigeren Temperatur als das Azeotrop Wasser/Methylpyridin. Er kann zur Aufnahme der Kühlwasserwärme im Niedertemperaturbereich verwendet werden. Das Wasser/Methylpyridin-Azeotrop hat einen höheren Verdampfungspunkt und eignet sich besonders zur Aufnahme der Abgaswärme oder anderer Wärmequellen im oberen Temperaturbereich.The Working medium can additionally to the alcohol also contain water and / or methylpyridine. water and methylpyridine form an azeotrope with its own vaporization point. Solve in this azeotrope polar and non-polar substances, in particular also lubricants. The use of alcohol and methylpyridine serves among other things to protect against freezing. Alcohol evaporates at a lower temperature than the azeotrope Water / methyl pyridine. It can absorb the cooling water heat in the low temperature range be used. The water / methylpyridine azeotrope has a higher evaporation point and is particularly suitable for absorbing the exhaust heat or other heat sources in the upper temperature range.

Weiterhin kann ein Kondensator zum Kondensieren des Arbeitsmediums vorgesehen sein. Alternativ ist der Dampfkreisprozess als offener Prozess ausgelegt, wie dies zum Beispiel in der chemischen Industrie der Fall sein kann.Farther For example, a condenser may be provided to condense the working fluid be. Alternatively, the steam cycle is designed as an open process, as is the case for example in the chemical industry can.

Von den als Arbeitsmedium verwendeten Alkoholen werden Ethanol und noch mehr Methanol als Alkohol bevorzugt.From The alcohols used as the working medium are ethanol and still more methanol is preferred than alcohol.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird dem Arbeitsmedium ein Schmiermittel hinzugefügt bei dem die Kondensationstemperatur des Schmiermittels oberhalb der Dampfaustrittstemperatur liegt. Dann wird das Schmiermittel mit verdampft und kondensiert im bei der Entspannung im Expander als erstes aus. Der Expander kann auf diese Weise ohne separaten Ölkreislauf geschmiert werden.In In one embodiment of the invention, the working fluid is a lubricant added at the condensation temperature of the lubricant above the Steam outlet temperature is. Then the lubricant is with evaporates and condenses in the expansion in the expander first out. The expander can work this way without a separate oil circuit be lubricated.

Ein Teil des Abdampfes kann in das Kurbelgehäuse des Expanders leitbar sein. Dann wird der Kurbeltrieb durch das auskondensierende Schmiermittel geschmiert. Durch eine Verbindung mit dem Kondensator kann das übrige Schmiermittel anschließend wieder dem Kreislauf zugeführt werden. Ausgestaltungen der Erfindungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.One Part of the exhaust steam can be conducted into the crankcase of the expander. Then the crank mechanism by the auskondensierende lubricant lubricated. By connecting to the condenser, the remaining lubricant can subsequently returned to the circuit become. Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. One embodiment is explained below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt schematisch einen Dampfkreisprozess, der mit Methanol als Arbeitsmedium arbeitet. 1 schematically shows a steam cycle process that works with methanol as the working medium.

2 zeigt schematisch einen Kalina-Prozess, der mit einer Ethanol:Alkohol-Mischung als Arbeitsmedium arbeitet 2 schematically shows a Kalina process, which works with an ethanol: alcohol mixture as a working medium

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In 1 ist ein allgemein mit 10 bezeichneter Clausius-Rankine-Kreisprozess illustriert. Der Dampfkreisprozess 10 umfasst eine Expansionsmaschine 14 und einen Wärmeübertrager 12. Der Wärmeübertrager 12 wird von der Abwärme eines Primärprozesses beaufschlagt. Solche Primärprozesse können Kraftwerke oder Fahrzeuge, wie Schienenfahrzeuge, Lastkraftwagen, Schiffe oder sonstige Maschinen sein, die Abwärme erzeugen. Alternativ wird der Wärmeübertrager vom Abgas eines eigens für diesen Zweck vorgesehenen externen Brenners beaufschlagt. Der Kreisprozess umfasst weiterhin eine Speisewasserpumpe 16 und einen Kondensator 18.In 1 is a common with 10 designated Clausius-Rankine cycle illustrates. The steam cycle process 10 includes an expansion machine 14 and a heat exchanger 12 , The heat exchanger 12 is acted upon by the waste heat of a primary process. Such primary processes can be power plants or vehicles, such as rail vehicles, trucks, ships or other machines that produce waste heat. Alternatively, the heat exchanger is acted upon by the exhaust gas of a specially provided for this purpose external burner. The cycle also includes a feed water pump 16 and a capacitor 18 ,

Der Wärmeübertrager 12 ist von Arbeitsmedium in Form von Methanol bzw. Methanoldampf durchflossen. Dem Methanol ist ferner ein Schmiermittel beigefügt. Das Arbeitsmedium steht dabei unter einem erhöhten Druck, welcher von einer Pumpe 16 erzeugt wird. Dem Methanol oder Methanoldampf wird eine Wärmemenge ΦH aus der Abwärme zugeführt. Dadurch wird der Dampf stark überhitzt, d.h. auf eine hohe Temperatur bei ca. 400°C und ein höheres Druckniveau von etwa 4 bar gebracht. Die innere Energie steigt.The heat exchanger 12 is traversed by working medium in the form of methanol or methanol vapor. The methanol is also accompanied by a lubricant. The working fluid is under an increased pressure, which of a pump 16 is produced. The methanol or methanol vapor is an amount of heat Φ H supplied from the waste heat. As a result, the steam is greatly overheated, ie brought to a high temperature at about 400 ° C and a higher pressure level of about 4 bar. The inner energy increases.

In einem Expander, zum Beispiel einem Kolbenexpander, Turbine oder dergleichen 14 wird der Methanoldampf entspannt. Dabei sinkt der Druck wieder auf ein niedrigeres Druckniveau. Bei dieser Entspannung wird Arbeit frei, die über eine Welle zum Beispiel an einem Generator für elektrische Energie nutzbar gemacht werden kann.In an expander, for example a piston expander, turbine or the like 14 the methanol vapor is released. The pressure drops back to a lower pressure level. In this relaxation work is released, which can be harnessed via a shaft, for example, to a generator for electrical energy.

Der entspannte Methanoldampf wird dann einem Kondensator 18 zugeführt, in welchem er kondensiert wird, damit das Methanol für den Kreisprozess weiter zur Verfügung steht. Dabei wird die Wärmemenge Φc frei, die zum Beispiel für Wärmezwecke genutzt werden kann. Das kondensierte Methanol wird erneut der Pumpe 16 zugeführt.The relaxed methanol vapor then becomes a condenser 18 in which it is condensed, so that the methanol is still available for the cycle. In this case, the amount of heat Φ c is released, which can be used for example for heat purposes. The condensed methanol is returned to the pump 16 fed.

Der beschriebene Kreisprozess ist ein typischer Clausius-Rankine-Kreisprozess. Der Carnot-Wirkungsgrad (s.o.) wird durch die obere Temperatur To im Wärmeübertrager 12 und die untere Temperatur Tu im Kondensator 18 bestimmt.The described cycle is a typical Rankine cycle. The Carnot efficiency (see above ) is determined by the upper temperature T o in the heat exchanger 12 and the lower temperature T u in the condenser 18 certainly.

Vor der Erwärmung ist das Methanol flüssig und hat die Temperatur Tu. Bei Erwärmung im Wärmeübertrager wird zunächst die Flüssigkeit erwärmt und nimmt Energie auf. Bei der Siedetemperatur beginnt das Arbeitsmedium zu verdampfen. Die Temperatur bleibt dabei zunächst konstant, bis das Arbeitsmedium vollständig in den gasförmigen Zustand übergegangen ist. Dem nun gasförmige Arbeitsmedium wird nun weiter Wärmeenergie zugeführt, was zu einem erneuten Temperaturanstieg führt. Wenn die Temperatur To der Abwärme erreicht ist, ist kein weiterer Wärmeübergang möglich. Das unter Druck stehende und heiße Gas wird in einem Expander entspannt und in dem Kondensator 18 gekühlt, bis es bei der niedrigen Temperatur wieder vollständig kondensiert ist.Before heating, the methanol is liquid and has the temperature T u . When heated in the heat exchanger, the liquid is first heated and absorbs energy. At the boiling point, the working fluid begins to evaporate. The temperature initially remains constant until the working medium has completely passed into the gaseous state. The now gaseous working fluid is now further heat energy supplied, resulting in a renewed increase in temperature leads. When the temperature T o of the waste heat is reached, no further heat transfer is possible. The pressurized and hot gas is expanded in an expander and in the condenser 18 cooled until completely condensed again at the low temperature.

Durch die Verwendung von Methanol ist es möglich, die eine niedrige Verdampfungstemperatur bei ausreichendem Druck zu erreichen.By The use of methanol makes it possible to use a low evaporation temperature to achieve sufficient pressure.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Kalina-artiger Kreisprozess verwendet wird. Der Kreisprozess ist zum Beispiel in einem Motors für Personenkraftwagen integriert.In 2 an embodiment is shown in which a Kalina-type cyclic process is used. The cycle is integrated, for example, in an engine for passenger cars.

Der Dieselmotor ist allgemein mit 110 bezeichnet. Der Dieselmotor 110 treibt eine Antriebswelle 112 an. Die Funktionsweise eines Dieselmotors ist übliche Technik und braucht daher nicht näher erläutert werden. In dem Dieselmotor wird Abwärme erzeugt, die einerseits über ein erstes Kühlsystem 114 bzw. 116 an Kühlwasser abgegeben wird. Andererseits wird heißes Abgas erzeugt, wovon ein Teilstrom zur Vermeidung von Emissionsbildung über eine Abgasrückführung 118 dem Motor erneut zugeführt wird. Dies ist durch eine gestrichelte Linie 120 repräsentiert.The diesel engine is common with 110 designated. The diesel engine 110 drives a drive shaft 112 at. The operation of a diesel engine is common technique and therefore need not be explained in more detail. In the diesel engine waste heat is generated, on the one hand via a first cooling system 114 respectively. 116 is discharged to cooling water. On the other hand, hot exhaust gas is generated, of which a partial flow to avoid emission via an exhaust gas recirculation 118 the motor is supplied again. This is indicated by a dashed line 120 represents.

Die soweit beschriebenen Komponenten sind bekannte Komponenten eines Motor-Antriebssystems. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antriebssystemen wird nun der Kühlkreislauf 114 bzw. 116 von einem weiteren Kreislauf gekühlt. In diesem Kreislauf wird eine Mehrkomponentenlösung als Arbeitsfluid mit einer Pumpe 128 auf einem erhöhten Druckniveau von etwa 4 bar umgepumpt. Das Arbeitsfluid besteht im vorliegenden Fall aus einer Trägersubstanz, nämlich Wasser, in die Alkohol gelöst ist. Das Massenverhältnis Ethanol:Wasser ist abhängig von den Wärmeströmen Kühlwasser-Abgas und liegt bei Dieselmotoren im Bereich von 40:60.The components described so far are known components of a motor drive system. In contrast to conventional drive systems now the cooling circuit 114 respectively. 116 cooled by another circuit. In this cycle is a multi-component solution as working fluid with a pump 128 pumped at an elevated pressure level of about 4 bar. The working fluid in the present case consists of a carrier substance, namely water, is dissolved in the alcohol. The mass ratio of ethanol: water is dependent on the heat flows cooling water-exhaust gas and is in diesel engines in the range of 40:60.

Die Wasser-Alkohol-Lösung nimmt zunächst von dem mit etwa 110°C betriebenen Kühlkreislauf des Motors Wärme über einen Plattenwärmetauscher 132 auf. In diesem Plattenwärmetauscher wird der erste Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors 110 gekühlt.The water-alcohol solution first takes heat from the engine cooling circuit, which is operated at about 110 ° C., via a plate heat exchanger 132 on. In this plate heat exchanger, the first cooling circuit of the internal combustion engine 110 cooled.

Das ca. 110°C heiße Kühlwasser 114 wird dabei auf etwa 105°C gekühlt. Das Arbeitsfluid erwärmt sich bei diesem Wärmeübergang auf annähernd 110°C. Dadurch wird ein großer Teil des gelösten Alkohols verdampft. Die Wärmeaufnahme des Arbeitsfluids ist infolge des Verdampfen des Alkohols aus dem Arbeitsfluid derart groß, das mit kleinen Volumenströmen die gesamte anfallende Abwärme des Kühlsystems in das Arbeitsfluid übertragen werden kann.The approx. 110 ° C hot cooling water 114 is cooled to about 105 ° C. The working fluid heats up to approximately 110 ° C during this heat transfer. As a result, a large part of the dissolved alcohol is evaporated. The heat absorption of the working fluid is so large due to the evaporation of the alcohol from the working fluid that can be transferred with small volume flows, the entire accumulating waste heat of the cooling system in the working fluid.

In einem zweiten Wärmetauscher wird nun ein der Teil der Abgaswärme auf das Arbeitsfluid übertragen, der die gewünschte Endtemperatur des Arbeitsfluids herbeiführt. Die Temperatur des gesamten Arbeitsfluids mit beiden Komponenten erreicht dann etwa 400°C und das gesamte Arbeitsmedium ist verdampft und überhitzt. Ein Phasentrenner ist im Gegensatz zu einem reinen Kalina-Prozess nicht erforderlich.In a second heat exchanger now becomes one of the part of the exhaust heat transferred to the working fluid, the one you want End temperature of the working fluid causes. The temperature of the whole Working fluid with both components then reaches about 400 ° C and that entire working medium has evaporated and overheated. A phase separator is not required in contrast to a pure Kalina process.

Das unter einem Druck von 15 bar stehende Gas wird einer Expansionsmaschine 138, z.B. einer Rotationskolbenmaschine, Kolbenmaschine, Schraubenmaschine oder einer Turbine zugeführt und dort auf einen Druck von z.B. 0,5 bar entspannt. Die dabei frei werdende, nutzbare Arbeit kann der Welle 112 zugeführt werden. Anschließend wird der Abdampf im Kondensator 136 kondensiert und über die Pumpe 128 wieder dem Kreislauf zugeführt.The gas under a pressure of 15 bar becomes an expansion machine 138 , For example, a rotary piston machine, piston machine, screw machine or a turbine fed and there to a pressure of, for example, 0.5 bar relaxed. The usable work that is released can be used by the wave 112 be supplied. Then the exhaust steam is in the condenser 136 condensed and over the pump 128 returned to the circuit.

Es können auch Lösungen mit anderen und/oder weiteren Komponenten verwendet werden, die in Art und Anteil an die jeweiligen Wärmequellen angepasst sind. Ziel ist es dabei, einen möglichst guten Wärmeübergang und eine hohe Aufnahme an Verdampfungsenthalpie zu ermöglichen. Die Verwendung von Ethanol erlaubt eine besonders niedrige Verdampfungstemperatur und daher einen höheren Wirkungsgrad.It can also solutions used with other and / or other components that are adapted in nature and proportion of the respective heat sources. The goal is to get one as possible good heat transfer and to allow a high absorption of enthalpy of vaporization. The use of ethanol allows a particularly low evaporation temperature and therefore a higher one Efficiency.

Claims (12)

Dampfkreisprozess enthaltend (a) eine Speisewasserpumpe zur Erzeugung eines erhöhten Drucks in einem in dem Dampfkreisprozess verwendeten Arbeitsmedium, (b) eine Wärmeübertrageranordnung zur Übertragung von Wärme und/oder Abwärme aus auf das Arbeitsmedium, so dass das Arbeitsmedium von einem niedrigeren Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau erwärmt wird, und (c) einen Expander zum Expandieren des Arbeitsmediums unter Arbeitsleistung, dadurch gekennzeichnet, dass (d) das Arbeitsmedium ein C1 bis C4-Alkohol oder ein Gemisch aus Wasser und/oder mehreren dieser Alkohole ist und (e) das höhere Temperaturniveau oberhalb von 170°C liegt.Steam cycle process comprising (a) a feedwater pump for generating an elevated pressure in a working medium used in the steam cycle process, (b) a heat exchanger arrangement for transferring heat and / or waste heat to the working medium so that the working medium is from a lower temperature level to a higher temperature level and (c) an expander for expanding the working fluid under operating conditions, characterized in that (d) the working fluid is a C 1 to C 4 alcohol or a mixture of water and / or more of these alcohols; and (e) the higher temperature level is above 170 ° C. Dampfkreisprozess nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfkreisprozess ein Kalina-artiger Mehrkomponentenprozess ist.Steam cycle process according to claim 1, characterized in that that the steam cycle process is a Kalina-type multi-component process is. Dampfkreisprozess nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfkreisprozess ein Clausius-Rankine-Prozess ist.Steam cycle process according to claim 1, characterized in that the steam cycle is a Rankine process. Dampfkreisprozess nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertrageranordnung Mittel zur Abgaswärmenutzung eines primären Verbrennungsprozesses umfasst.Steam cycle process according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger arrangement Means for exhaust heat utilization a primary Combustion process includes. Dampfkreisprozess nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertrageranordnung Mittel zur Nutzung der Abwärme eines Kühlkreislaufs umfasst.Steam cycle process according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger arrangement Means for using the waste heat a cooling circuit includes. Dampfkreisprozess nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator zum Kondensieren des Arbeitsmediums vorgesehen ist.Steam cycle process according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a capacitor is provided for condensing the working medium. Dampfkreisprozess nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium mit einem Schmiermittel versetzt ist.Steam cycle process according to one of the preceding claims, characterized in that the working medium is mixed with a lubricant is. Dampfkreisprozess nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium zusätzlich zu dem Alkohol auch Wasser und/oder Methylpyridin enthält.Steam cycle process according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the working medium in addition to the alcohol also Contains water and / or methylpyridine. Dampfkreisprozess nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensationstemperatur des Schmiermittels oberhalb der Dampfaustrittstemperatur liegt.Steam cycle process according to claim 7, characterized in that that the condensation temperature of the lubricant above the Steam outlet temperature is. Dampfkreisprozess nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Abdampfes in das Kurbelgehäuse des Expanders leitbar ist.Steam cycle process according to claim 7, characterized in that a part of the exhaust steam can be conducted into the crankcase of the expander. Verwendung eines C1 bis C4 Alkohols als Arbeitsmedium in einem Dampfkreisprozess nach einem der vorgehenden Ansprüche.Use of a C 1 to C 4 alcohol as a working medium in a steam cycle process according to one of the preceding claims. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol Ethanol oder Methanol ist.Use according to claim 11, characterized that the alcohol is ethanol or methanol.
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