DE102009038585A1 - Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der Abwärme von großen Verbrennungskraftmaschinen mit dem Ziel die Ausbeute an technischer Arbeit so zu erhöhen, dass diese Maschinen unabhängig vom Bedarf an Heiz- und Prozesswärme wirtschaftlich betrieben werden können. Das Ziel wird erreicht durch eine neuartige Kopplung des Verbrennungsmotors mit Gas- und Dampfturbinenkraftprozessen, gekennzeichnet dadurch, dass – unter Beachtung der Strömungsverluste – eine vollständige Nutzung des Druckgefälles des Motorabgases bis zum Umgebungsdruck und die Motor- und Ölkühlung unter Bildung von Sattdampf erfolgt, der durch das durch Expansion abgekühlte Abgas überhitzt und danach unter Abgabe von technischer Arbeit in einem Dampfkraftprozess expandiert und kondensiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen, bevorzugt von großen Otto- und Dieselmotoren.
  • Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Produktion und Ertüchtigung von insbesondere großen Verbrennungskraftmaschinen, die eingesetzt werden als Antriebe aller Art, z. B. für Fahrzeuge, Pumpen, Kompressoren, elektrische Generatoren usw.
  • Die Verbrennungskraftmaschinen wandeln die Brennstoffe, z. B. Dieselöl, Ottokraftstoffe oder Brenngase durch Kompression, Verbrennung und Expansion in technische Arbeit um, indem die für die Verbrennung erforderliche Luft vor oder nach Kompression mit dem Brennstoff vermischt und das Brennstoff-Luft-Gemisch unter Druck gezündet, oder sich durch die Kompression selbst entzündet, zu Verbrennungsgas umgewandelt wird, das gegenüber der Umgebung ein erhöhtes Temperatur- und Druckniveau hat. Das Verbrennungsgas expandiert unter Abgabe von technischer Arbeit, wobei nur ein Teil der durch Verbrennung frei gesetzten chemischen Energie in technische Arbeit umgewandelt werden kann, wovon wiederum ein Teil zur Überwindung der Reibung der Maschinenelemente benötigt wird. Der andere Teil der zugeführten Energie fällt als Prozessabwärme an. Daraus ergibt sich, dass der größte Teil der zugeführten chemischen Energie mit dem nach der Expansion vorliegenden Abgas, durch Kühlung des Motors und ggfs. des Schmiermittels, wie Schmieröl, sowie durch Abstrahlung an die Umgebung abgeführt oder anderweitig, z. B. für die Wärme- oder Warmwasserversorgung genutzt werden muss.
  • Da das Abgas der Verbrennungsmotoren außer einer hohen Temperatur auch noch einen gegenüber der Umgebung höheren Druck aufweist und damit technisches Arbeitsvermögen besitzt, ist es beim Stand der Technik üblich, das Abgas unter Abgabe von interner technischer Arbeit in einem Turbolader zu entspannen, bei dem eine Gasturbine direkt einen Turboverdichter antreibt, der den Druck der Verbrennungsluft bzw. Ladeluft oder des Brenngas-/Luftgemisches anhebt, mit dem diese dann dem Motor zugeführt werden.
  • Die danach noch verfügbare Wärme des Abgases wird beim Stand der Technik genutzt zur Erzeugung von Heißwasser oder anderen Wärmeträgern und/oder Dampf des Kühlmittels, meist Wasserdampf, der auch als Arbeitsmittel für Dampfkraftprozesse Verwendung findet. Bekannt ist es weiterhin die Motor- und Schmiermittelkühlung für die Warmwassererzeugung zu nutzen.
  • Die Kombinationen von Verbrennungsmotoren mit Gasturboladern und Dampfprozessen und damit die Kraft-Wärme-Kopplung sind an sich bekannt.
  • Die bekanntesten technischen Lösungen sind Motor-Heizkraftwerke mit im Druck aufgeladenen Verbrennungsmotoren, so wie sie im Datenblatt der Gasmotoraggregate Baureihe 3.500 E der Firma Zeppelin Power Systems aufgezeigt sind.
  • Der grundsätzliche Mangel des Standes der Technik sind die hohen Exergieverluste bei der Umsetzung der Abwärme der Verbrennungsmotoren in Nutzwärme oder Arbeitsmittel für nachgelagerte Kraftprozesse. So nutzt der Stand der Technik die gegebene Druckdifferenz zwischen Abgas nach der Expansion im Motor und Umgebungsdruck nicht vollständig, da die üblichen Turbolader zur Aufladung des Verbrennungsmotors das Arbeitsvermögen des Abgases nicht nutzen können.
  • Ein bedeutender Nachteil bekannter Lösungen zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung bei der praktischen Anwendung ist, dass an vielen Standorten kein oder nur saisonbedingter Wärmebedarf vorliegt, so dass die Verbrennungskraftmaschine die meiste Zeit im Jahr nur zur Stromerzeugung eingesetzt werden kann, was die Wirtschaftlichkeit des Betriebes und damit die Investition infrage steift.
  • Es besteht daher ein Interesse daran, die Kopplung von Verbrennungskraftmaschinen (-motoren), Gasturbinen und Dampfprozessen exergetisch zu optimieren und somit den Anteil der technischen Arbeit an der Energiebilanz dieser Kombination so zu erhöhen, dass diese weitgehend unabhängig vom Wärmebedarf wirtschaftlich betrieben werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, worin die thermische Energie der Motorkühlung, gegebenenfalls des Schmiermittels sowie des Abgases und gegebenenfalls der Ladeluft bzw. Verbrennungsluft für die Umwandlung in technische Arbeit thermodynamisch effektiver genutzt werden.
  • Die technische Aufgabe wird gelöst durch eine neuartige Kombination des Verbrennungskraftmaschinenprozesses (-motorprozesses) mit Gasturbinen, die neben einem Verdichter für die Verbrennungsluft oder das Brennstoff-Luftgemisch auch elektrische Generatoren antreiben (d. h. externe technische Arbeit verrichten), und Dampfkraftprozessen, wobei – unter Beachtung der Strömungsverluste – eine vollständige Nutzung des Druckgefälles des Motorabgases im wesentlichen bis zum Umgebungsdruck und die Motor- und Schmiermittelkühlung unter Bildung von (Satt)Dampf des Kühlmittels erfolgt, der durch das durch Expansion in der Gasturbine abgekühlte Abgas überhitzt und danach unter Abgabe von technischer Arbeit in einem Dampfkraftprozess expandiert und kondensiert wird. Erfindungsgemäß ist somit vergesehen, daß
    • • die Kühlung der Verbrennungskraftmaschine durch übliche, im wesentlichen flüssige Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, im Siedezustand annähernd isotherm unter Bildung von Sattdampf erfolgt,
    • • der Sattdampf, gegebenenfalls unter Zugabe von flüssigem Kühlmittel, durch das nach der Expansion vorliegende, auf annähernd Umgebungsdruck abgesenkte Motorabgas, überhitzt auf eine Temperatur im Bereich von ca. 100 bis 600°C, bevorzugt 300 bis 500°C, und danach durch Expansion unter Abgabe technischer Arbeit auf Umgebungstemperatur abgekühlt und kondensiert wird,
    • • die Ladeluft bzw. Verbrennungsluft oder das komprimierte Brennstoff-/Luftgemisch, insbesondere Brenngas/Luftgemisch vor Einleitung in den Verbrennungsmotor mit dem Kondensat des Kühlmittels auf eine Temperatur im Bereich von ca. 5 bis 80°C, bevorzugt 25 bis 35°C, gekühlt und das Kondensat so vor seiner Wiederverwendung als flüssiges Kühlmittel vorgewärmt wird,
    • • das Schmiermittel ebenfalls durch Verdampfung von Kühlmittel, z. B. durch vorgewärmtes Kondensat des Dampfkraftprozesse, auf eine Temperatur im Bereich von ca. 70 bis 200°C, bevorzugt 100 bis 150°C gekühlt wird.
    • • das Abgas mit dem vom Zylinder des Verbrennungsmotors gelieferten Druck von ca. 2 bis 20 bar, bevorzugt 8 bis 12 bar, unter Beachtung der Strömungswiderstände unter Abgabe von technischer Arbeit auf Umgebungsdruck expandiert und somit gegenüber dem Stand der Technik weiter auf eine Temperatur im Bereich von unter 500°C, bevorzugt unter 400°C abgekühlt wird.
  • Die erfindungsgemäß weitergehende Expansion des (Motor)Abgases, d. h. im wesentlichen bis zum Umgebungsdruck, nutzt vollständig den Abgasdruck, der um das Verhältnis absolute Gastemperatur nach Expansion im Motor zu absoluter Ladetemperatur höher ist als der Druck im Zylinder nach Abschluss der Beladung.
  • Die erfindungsgemäße Nutzung der Motor- und Schmiermittelkühlung zur Dampferzeugung ist exergetisch optimal und ermöglicht die Bereitstellung von Dampf, der gegenüber den flüssigen oder gasförmigen Wärmeträgern des Standes der Technik ein höheres Arbeitsvermögen hat. Die Bereitstellung von Dampf aus der Motor- und Schmiermittelkühlung ermöglicht nachfolgend auch eine exergetisch bessere Nutzung der Wärme des Motorabgases, auch gegenüber großen Verbrennungskraftmaschinen, die in einigen Anwendungen des Standes der Technik bereits die Wärme des Abgases nach dem Turbolader zur Erzeugung von Wasserdampf und die der Motor- und Verbrennungsluftkühlung zur Erzeugung von heißem Wasser nutzen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen, die durch einen Kühlmittelkreislauf mit Kühlflüssigkeit gekühlt werden und optional einen Schmiermittelkreislauf aufweisen, zeichnet sich dadurch aus, dass die zum Zwecke der Kühlung, insbesondere das Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine durchfließende, Kühlflüssigkeit, bevorzugt dort, d. h. im Gehäuse, unter Druck durch die Abwärme der Verbrennungskraftmaschine, erhitzt und anschließend unter Absenkung des Druckes unter ihren Siededruck zumindest teilweise einem angeschlossenen Verdampfer zugeführt wird. In dem Verdampfer wird ein Teil der Kühlflüssigkeit durch Flashverdampfung in Sattdampf umgewandelt und der erhaltende Dampf aus dem Kühlkreislauf abgeführt und überhitzt. Dabei verbleibt flüssiges Kühlmittel aus dem Verdampfungsprozeß im Kühlkreislauf. Der überhitzte Dampf wird als Arbeitsmittel einem angeschlossenen Dampfkraftprozess zugeführt, unter Abgabe von technischer Arbeit expandiert und unter Abgabe von Wärme kondensiert. Das erhaltene Kondensat wird in den Kühlmittelkreislauf rückgeführt.
  • Bevorzugt sind Schmiermittelkreislauf und Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt. Die Kopplung ist zweckmäßig derart, daß die Schmiermittelkühlung analog der Verbrennungskraftmaschinenkühlung (Motorkühlung) durch Verdampfung von Kühlmittel erfolgt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Abgas der Verbrennungskraftmaschine unter Abgabe von externer technischer Arbeit bis auf Umgebungsdruck, vorzugsweise in einer Gasturbine, expandiert. Dabei sind zweckmäßig die Strömungswiderstände zu beachten. Die externe technische Arbeit kann insbesondere zum Betrieb eines (Elektro)Generators dienen.
  • Vorteilhaft wird das vorzugsweise expandierte Abgas der Verbrennungskraftmaschine zum Überhitzen des Sattdampf des Kühlmittels eingesetzt.
  • Das Kühlmittelkondensat kann vorteilhaft vor seiner Rückführung in den Kühlmittelkreislauf zur rekuperativen Kühlung der Ladeluft bzw. Verbrennungsluft oder des Brennstoff-Luftgemisches, insbesondere Brenngas-Luftgemisches, nach deren Druckaufladung und vor deren Eintritt in den Verbrennungsmotor/-kraftmaschine eingesetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensführung wird der Kühlung der Ladeluft bzw. Verbrennungsluft oder des Brennstoff-Luftgemisches zusätzliche Kühlflüssigkeit zugeführt und im wesentlichen vollständig verdampft.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vorrichtung, welche im wesentlichen eine Kombination von Verbrennungskraftmaschine mit Flashverdampfer im Kühlkreislauf und in fluider Verbindung mit dem Kühlkreislauf angeordneter Dampfturbine sowie optional einer im Abgasstrom angeordneten Gasturbine betrifft und bevorzugt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Bevorzugt stellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Motor-Heizkraftwerk dar.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen, wobei das Abgas unter Abgabe von externer technischer Arbeit bis auf Umgebungsdruck, vorzugsweise in einer Gasturbine, expandiert wird. Die externe technische Arbeit kann, insbesondere zum Betrieb eines (Elektro)Generators dienen.
  • Die erfindungsgemäß
    • • vollständige Nutzung des Druckgefälles des Motorabgases zur Auskopplung von technischer Arbeit,
    • • die Dampferzeugung durch Motor- und Schmiermittelkühlung und
    • • die Dampfüberhitzung durch das auf Umgebungsdruck expandierte Motorabgas
    führen zu wirtschaftlichen Vorteilen, die der nachfolgende Vergleich der Energiebilanzen zeigt. Vergleich der Energiebilanzen in kWh am Beispiel eines Motor-Heizkraftwerks
    St. d. T. erfindungsgemäß
    Motorkraftprozess
    • Heizwert des zugeführten Brenngases : 4.715 4.715
    • Fühlbare Wärme Brenngas-Luftgemisch : 120 120
    • Zugeführte Energie : 4.835 4.835
    • Abstrahlung : 125 125
    • Verluste Elektrogenerator : 47 47
    • Stromerzeugung : 2.000 2.000
    • Abwärme im Schmieröl : 143 143
    • Abwärme Motorkühlung : 536 536
    • Abwärme im Abgas : 1.984 1.984
    • Abgastemperatur in °C : 610 610
    • Abgasdruck in bar : 8,5 8,5
    Gasturbinenprozess
    • Nettostromerzeugung : - 635
    • Abwärme im Abgas nach Turbolader : 1.435 907
    • Abgastemperatur nach Gasturbine in °C : 450 290
    Heizwärmeauskopplung/Dampfturbinenkraftprozess
    Wärmeangebot
    • Motorkühlung (125–130°C) : 536 536
    • Schmierölkühlung (125–130°C) : 143 143
    • Kühlung Brenngas-Luftgemisch (80–150°C) : 213 -
    (40–170°C) : - 369
    • Nutzbare Abgaswärme bis 120–130°C : 1.034 200
    Energieauskopplung
    • Heißwasser (70–90°C) : 1.926 -
    • Stromerzeugung im Dampfkraftprozess : - 287
    Zusammenfassender Vergleich
    • Nettostromerzeugung : 2.000 2.923
    • Elektroenergie:Brennstoffheizwert : 0,424 0,620
    • Heizwärme : 1.926 200
    • Energetischer Wirkungsgrad im Heizbetrieb : 0.83 0,66
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht unter Berücksichtigung des Energieaufwandes für die Druckaufladung des Motors ein ca. 1,46-fach höheres Ausbringen an Elektroenergie.
  • Bei einem üblichen Marktpreis für Strom von 90 EUR/MWh und einem Wärmepreis von 40 EUR/MWh kann das Motor-Heizkraftwerk des Standes der Technik bei Volllastbetrieb und Kraft-Wärme-Kopplung Erlöse von 257 EUR/h erzielen. In der öffentlichen Stromversorgung ist das in der Regel 2.200 h/a möglich, d. h. 5.500 h/a kann das Motor-Heiz-Kraftwerk des Standes der Technik nur Strom abgeben und einen Erlös von 180 EUR/h erzielen. Die möglichen Erlöse betragen dann 1.555.400 EUR/a. Meist reichen diese Erlöse für einen wirtschaftlichen Betrieb nicht aus, d. h. solche Kraftwerke werden nicht gebaut.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines Motor-Heizkraftwerks erzielt bei gleicher Betriebsweise allein aus der Stromerzeugung einen Erlös von 263 EUR/h. Damit kompensiert das erfindungsgemäße Heizkraftwerk durch erhöhte Stromausbeute von 923 kWh/h die Verkaufsausfälle bei Wärmeenergie und kann ohne Wärmeabsatz Erlöse von 2.025.639 EUR/a erzielen.
  • Wird das erfindungsgemäße Motor-Heizkraftwerk zum Antrieb einer Großwärmepumpe, die beim Stand der Technik mit einer Leistungszahl von 4 (Wärmeabgabe zu Stromeinsatz) Prozess- und Fernwärme liefern kann, verwendet, dann kann diese Kombination bei ganzjähriger Wärmeproduktion Erlöse in Höhe von 3.6 Mio. EUR/a erwirtschaften.
  • Das erfindungsgemäße Motor-Heizkraftwerk ist somit unabhängig vom Wärmebedarf und kann ganzjährig bedarfsgerecht Strom und Wärme produzieren und ohne Erlösausfall wegen fehlendem Wärmeabsatz betrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf sämtliche Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen, soweit diese sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Angaben ”etwa” oder ”ca.” in Verbindung mit einer Zahlenangabe bedeuten, dass zumindest um 10% höhere oder niedrigere Werte oder um 5% höhere oder niedrigere Werte und in jedem Fall um 1% höhere oder niedrigere Werte eingeschlossen sind.
  • Die Erfindung soll anhand des folgenden Beispiels erläutert werden, ohne jedoch auf die speziell beschriebene Ausführungsform beschränkt zu sein.
  • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von 1 im Vergleich zum Stand der Technik von Gasmotoren für die Stromerzeugung beschrieben. Der ausgewählte Gasmotor (1) verwendet Methan als Brennstoff (2) mit einem Heizwert von 13,87 kWh/kg und erreicht einen elektrischen Wirkungsgrad bezogen auf den Heizwert des Brenngases von 42,4%. Bei einem Brennstoffeinsatz von 4,715 MWh/h, entsprechend 340 kg/h Methan, kann diese Maschine 2,0 MWh/h Strom und bei einer Abkühlung des Motorabgases auf 120°C 1,9 MWh/h Nutzwärme in Form von Dampf und Heißwasser abgeben. Die Verluste des Motorheizkraftwerkes betragen ca. 800 kWh/h.
  • Die Verbrennung des Gases im Verbrennungsmotor (1) erfolgt bei einer Luftzahl (Lambda) von 1,72. Die Verbrennungsluft (3) wird über den Kanal zugeführt, vor dem Turboverdichter (4) mit dem Brenngas (2) vermischt und danach durch den Turboverdichter (4) von Umgebungsdruck auf einen Druck von 3.5 bar verdichtet. Der Verdichtungsaufwand dafür beträgt 440 kWh/h. Das Brenngas-Luftgemisch (8) hat nach der Kompression eine Enthalpiedifferenz bezogen auf 0°C von 580 kWh und eine Temperatur von 186°C.
  • Der Turboverdichter (4) sitzt mit der Gasturbine (5) und dem elektrischen Generator (6) auf einer Welle (7). Das Brenngas-Luftgemisch (8) wird im Rekuperator (9) mit Kondensat (10) aus dem Kondensator (19) des nach geschalteten Dampfkraftprozesses gekühlt, das dadurch auf mindestens 170°C erwärmt wird, bevor es über eine Leitung als vorgewärmtes Kondensat (11) dem Heißwasserzeuger (12) zugeführt wird. Das Brenngas-Luftgemisch wird im Rekuperator (9) durch Abführung von 369 kWh/h auf 40°C gekühlt, so dass mit dem Gemisch dem Motor neben dem Heizwert noch 120 kWh/h Wärmeenergie, also insgesamt 4.835 kWh/h über die Einlassventile (15) zugeführt werden.
  • Das Schmieröl (13) wird ebenfalls im Heißwassererzeuger (12) gekühlt, bevor es der Ölwanne (14) des Verbrennungsmotors (1) wieder zugeführt wird.
  • Das über die Einlassventile (15) dem Verbrennungsmotor (1) zugeführte im Druck aufgeladen Brenngas-Luftgemisch (8) hat folgende Zusammensetzung in kg/kg.
    • 0.033 Methan
    • 0.967 Luft.
  • Der Massestrom des Brenngas-Luftgemisches (8) beträgt 10.336 kg/h und sein Druck im Zylinder (16) des Verbrennungsmotors (1) soll am Ende der Beladung 3 bar betragen.
  • Nach der Verbrennung und Expansion im Zylinder (16) des Verbrennungsmotors (1) verfügt das Motorabgas über eine Wärmeenergie von 1.984/h kWh und folgende Gaszusammensetzung in kg/kg:
    • CO2 0,090
    • H2O 0,073
    • N2 0,431
    • Luft 0,406.
  • Daraus errechnet sich eine Abgastemperatur nach der Expansion im Verbrennungsmotor von 610°C und ein Druck von 8,5 bar.
  • Erfindungsgemäß wird das Abgas nun in einer Gasturbine (5) von 8,0 auf 1.05 bar unter Abgabe von 1.070 kWh/h technischer Arbeit zum Zwecke der Stromerzeugung im Elektrogenerator (6) auf eine Temperatur von 290°C expandiert.
  • Weiterhin erfindungsgemäß wird der Gasturbine (5) ein Wasserdampfturbinenprozess (17) nachgeschaltet, in dessen Dampferzeuger (21) die Abwärme der Motor- und Ölkühlung in Höhe von 679 kWh/h zur Erzeugung von 2 bar Sattdampf, die Kühlung des Brenngas-Luftgemisches nach der Kompression zur Kondensatvorwärmung im Rekuperator (9) und die Abgaswärme der Gasturbine (5) von 290 bis 130°C für die Dampfüberhitzung mit Kondensateinspritzung im Dampfüberhitzer (18) eingesetzt wird. Das Gas dient danach in der Wärmesenke (20) zur Bereitstellung von Warmwasser.
  • Für die Erzeugung von Frischdampf mit einem Druck von 2 bar und einer Temperatur von 280°C stehen somit 1.630 kWh/h zur Verfügung, ausreichend für eine Dampferzeugung von 2.164 kg/h. Die Dampfturbinenanlage (17) kann bei einer Kondensationstemperatur von 30°C im Kondensator (19) eine technische Arbeit in Höhe von 287 kWh/h leisten.
  • Im Ausführungsbeispiel führt die erfindungsgemäße Ertüchtigung des zum Vergleich gewählten Gasmotors unter Beachtung des Eigenbedarfs für die Druckaufladung zu einer Steigerung der Nettostromerzeugung um 46% von 2.000 kWh/h auf 2.923 kWh/h bei gleichem Brennstoffeinsatz.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor/Gasmotor
    2
    Brennstoff/Brenngas
    3
    Verbrennungsluft
    4
    Turboverdichter
    5
    Gasturbine
    6
    elektrischer Generator
    7
    Welle
    8
    Brenngas-Luftgemisch
    9
    Rekuperator
    10
    Kondensat
    11
    vorgewärmtes Kondensat
    12
    Heißwasserzeuger
    13
    Schmiermittel/Schmieröl
    14
    Ölwanne
    15
    Einlassventile
    16
    Zylinder
    17
    (Wasser)Dampfturbinenanlage
    18
    Dampfüberhitzer
    19
    Kondensator
    20
    Wärmesenke
    21
    Dampferzeuger
    22
    Motorabgas
    23
    Turbinenabgas

Claims (8)

  1. Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen, die durch einen Kühlmittelkreislauf mit Kühlflüssigkeit gekühlt werden und optional einen Schmiermittelkreislauf aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit unter Druck durch die Abwärme der Verbrennungskraftmaschine erhitzt und anschließend unter Absenkung des Druckes unter ihren Siededruck zumindest teilweise einem Verdampfer zugeführt wird, in dem Verdampfer ein Teil der Kühlflüssigkeit durch Flashverdampfung in Sattdampf umgewandelt wird, der erhaltende Dampf aus dem Kühlkreislauf abgeführt und überhitzt wird, der überhitzte Dampf in einem Dampfkraftprozess unter Abgabe von technischer Arbeit expandiert und kondensiert wird, und das erhaltene Kondensat in den Kühlmittelkreislauf rückgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit das Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine durchfließt und bevorzugt dort unter Druck erhitzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkreislauf und Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorabgas unter Abgabe von externer technischer Arbeit bis auf Umgebungsdruck vorzugsweise in einer Gasturbine expandiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sattdampf des Kühlmittels durch das expandierte (Gasturbinen)Abgas überhitzt wird.
  6. Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass das Kühlmittelkondensat vor seiner Rückführung in den Kühlmittelkreislauf zur rekuperativen Kühlung der Verbrennungsluft oder des Brennstoff-Luftgemisches nach deren Druckaufladung eingesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der Kühlung der komprimierten Verbrennungsluft oder des Brennstoff-Luftgemisches zusätzlich Kühlflüssigkeit zugeführt und über die Siedetemperatur des Kühlmittelkreislaufes erhitzt wird und danach der Flashverdampfung des Kühlmittelkreislaufs zugeführt wird.
  8. Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas unter Abgabe von externer technischer Arbeit bis auf Umgebungsdruck vorzugsweise in einer Gasturbine expandiert wird.
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