DE102014019571A1

DE102014019571A1 - Arrangement for converting thermal energy from heat loss of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014019571A1
Application number: DE102014019571.6A
Authority: DE
Inventors: Christopher Bittl; Jan Gärtner; Andreas Hartmann; Dominik Mall
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) zur Abwärmerückgewinnung aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine (2) in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen die Verbrennungskraftmaschine (2) durchströmenden Kühlkreislauf (3), in dem ein Kühlmedium angetrieben von einer Pumpe (4) durch einen Kühler (5) zirkuliert, sowie einen Arbeitskreislauf, in dem ein Arbeitsmedium zirkuliert, das unter Verwendung von Verlustwärme der Verbrennungskraftmaschine (2) erwärmbar und verdampfbar ist, wobei im Arbeitskreislauf eine Expansionsmaschine zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Wärme des Arbeitsmediums vorgesehen ist, wobei in einem Kondensatorzweig (10) des Kühlkreislaufs (3) ein Kondensator (9) vorgesehen ist, der auch im Arbeitskreislauf angeordnet ist, wobei der Kondensatorzweig (10) als ein Nebenzweig des Kühlkreislaufs (3) ausgebildet und in einer Strömungsrichtung (R) des Kühlmediums dem Kühler (5) nachgelagert und der Verbrennungskraftmaschine (2) vorgelagert ist.The invention relates to an arrangement (1) for waste heat recovery from waste heat of an internal combustion engine (2) in a motor vehicle, comprising a cooling circuit (3) flowing through the internal combustion engine (2), in which a cooling medium driven by a pump (4) through a radiator (5 ), and a working circuit in which circulates a working medium which is heatable and vaporizable using heat loss of the internal combustion engine (2), wherein in the working circuit an expansion machine for recovering mechanical energy from the heat of the working medium is provided, wherein in a capacitor branch ( 10) of the cooling circuit (3) a capacitor (9) is provided, which is arranged in the working circuit, the capacitor branch (10) as a side branch of the cooling circuit (3) and in a flow direction (R) of the cooling medium to the radiator (5 ) downstream and the internal combustion engine (2) is upstream.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for converting thermal energy from waste heat of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Die DE 10 2010 003 906 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem System zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors mittels des Clausius-Rankine-Kreisprozesses, umfassend einen Kühlmittelkreislauf mit wenigstens einer von Kühlmittel durchströmten Kühlmittelleitung zur Kühlung des Verbrennungsmotors und einen Kühlmittelwärmeübertrager zur Kühlung des Kühlmittels, einen Kreislauf mit Leitungen mit einem Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, zur Bildung des Systems, eine Arbeitsmediumpumpe zum Fördern des Arbeitsmediums, wenigstens einen Verdampfer zum Verdampfen des flüssigen Arbeitsmediums, eine Expansionsmaschine, einen Kondensator zum Verflüssigen des dampfförmigen Arbeitsmediums, wobei der Kondensator als Kondensatorwärmeübertrager in den Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors zur Verflüssigung des Arbeitsmediums mittels einer Wärmeübertragung von dem Arbeitsmedium auf das Kühlmittel integriert ist, und vorzugsweise einen Auffang- und Ausgleichsbehälter für das flüssige Arbeitsmedium. Der Clausius-Rankine-Kreisprozess soll einen hohen Wirkungsgrad bei einem einfachen Aufbau des Verbrennungsmotors aufweisen. Hierzu ist der Kondensatorwärmeübertrager in den Kühlmittelkreislauf in Strömungsrichtung des Kühlmittels, insbesondere unmittelbar, nach dem Kühlmittelwärmeübertrager integriert.The DE 10 2010 003 906 A1 discloses an internal combustion engine having a system for utilizing waste heat of the internal combustion engine by means of the Rankine cycle, comprising a coolant circuit with at least one coolant line through which coolant flows for cooling the internal combustion engine and a coolant heat exchanger for cooling the coolant, a circuit with lines with a working medium, in particular water, to form the system, a working medium pump for conveying the working medium, at least one evaporator for vaporizing the liquid working medium, an expansion machine, a condenser for liquefying the working medium, the condenser as a condenser heat exchanger in the coolant circuit of the internal combustion engine for liquefying the working medium by means a heat transfer from the working fluid is integrated on the coolant, and preferably a collecting and surge tank for the liquid Arbe itsmedium. The Clausius-Rankine cycle should have high efficiency in a simple structure of the internal combustion engine. For this purpose, the condenser heat exchanger is integrated into the coolant circuit in the flow direction of the coolant, in particular directly after the coolant heat exchanger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved arrangement for the conversion of thermal energy from heat loss of an internal combustion engine.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1.The object is achieved by an arrangement for converting thermal energy from heat loss of an internal combustion engine according to claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Abwärmerückgewinnung aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug beinhaltet einen die Verbrennungskraftmaschine durchströmenden Kühlkreislauf, in dem ein Kühlmedium angetrieben von einer Pumpe durch einen Kühler zirkuliert, sowie einen Arbeitskreislauf, in dem ein Arbeitsmedium zirkuliert, das unter Verwendung von Verlustwärme der Verbrennungskraftmaschine erwärmbar und verdampfbar ist, wobei im Arbeitskreislauf eine Expansionsmaschine zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Wärme des Arbeitsmediums vorgesehen ist, wobei in einem Kondensatorzweig des Kühlkreislaufs ein Kondensator vorgesehen ist, der auch im Arbeitskreislauf angeordnet ist. Der Kondensatorzweig ist als ein Nebenzweig des Kühlkreislaufs ausgebildet und in einer Strömungsrichtung des Kühlmediums dem Kühler nachgelagert und der Verbrennungskraftmaschine vorgelagert.An inventive arrangement for waste heat recovery from heat loss of an internal combustion engine in a motor vehicle includes a combustion engine flowing through the cooling circuit in which circulates a cooling medium driven by a pump through a radiator, and a working circuit in which circulates a working fluid, the heatable using heat loss of the internal combustion engine and is evaporable, wherein an expansion machine for recovering mechanical energy from the heat of the working medium is provided in the working circuit, wherein in a capacitor branch of the cooling circuit, a capacitor is provided which is also arranged in the working circuit. The capacitor branch is formed as a side branch of the cooling circuit and downstream of the radiator in a flow direction of the cooling medium and upstream of the internal combustion engine.

Die Leistung des Dampfkreisprozesses, beispielsweise eines Clausius-Rankine-Prozesses, profitiert von einer niedrigen Temperatur der Wärmesenke. Als Wärmesenke dient der Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine. Um das Temperaturfenster des Wassermantels im Motorblock der Verbrennungskraftmaschine nicht negativ zu beeinflussen, erfolgt eine Aufteilung des Kühlmittelmassenstromes auf den Kondensator und die Verbrennungskraftmaschine in Strömungsrichtung des Kühlmittels nach dem Kühler.The performance of the steam cycle process, such as a Rankine cycle process, benefits from a low heat sink temperature. As a heat sink, the coolant circuit of the internal combustion engine is used. In order not to adversely affect the temperature window of the water jacket in the engine block of the internal combustion engine, there is a division of the coolant mass flow to the condenser and the internal combustion engine in the flow direction of the coolant to the radiator.

Eine betriebspunktabhängige Aufteilung des Kühlmittel-Massenstromes nach dem Kühler erfolgt durch Verschaltung und Thermostate so, dass der Kondensator mit einem Kühlmittel möglichst geringer Temperatur durchströmt wird und der Verbrennungsmotor gleichzeitig im gewünschten Temperaturfenster betrieben werden kann. Die Regelung erfolgt über das Thermostatventil. Nach einem Kaltstart wird dabei das heiße Kühlmittel, beispielsweise Wasser, aus dem Kondensator zur schnellen Anwärmung der Verbrennungskraftmaschine genutzt, das heißt die Abwärme aus der Abgaswärmenutzung des Dampfkreisprozesses wärmt das Kühlwasser der Verbrennungskraftmaschine. Damit erfolgt eine schnelle Minimierung der Reibleistung. Fahrzeugmessungen sowie Simulationsergebnisse bestätigen diesen Effekt. Wenn die Verbrennungskraftmaschine hingegen zu heiß zu werden droht, bekommt sie kaltes Wasser direkt aus dem Kühler.An operating point-dependent division of the coolant mass flow to the radiator is done by interconnection and thermostats so that the condenser is flowed through by a coolant as low as possible temperature and the engine can be operated simultaneously in the desired temperature window. The regulation takes place via the thermostatic valve. After a cold start while the hot coolant, such as water, used from the condenser for rapid warming of the internal combustion engine, that is, the waste heat from the exhaust heat utilization of the steam cycle process heats the cooling water of the internal combustion engine. This results in a fast minimization of the friction power. Vehicle measurements and simulation results confirm this effect. On the other hand, when the internal combustion engine threatens to get too hot, it gets cold water directly from the radiator.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine, und 1 a schematic representation of a first embodiment of an inventive arrangement for the conversion of thermal energy from heat loss of an internal combustion engine, and

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine. 2 a schematic representation of a second embodiment of an inventive arrangement for the conversion of thermal energy from heat loss of an internal combustion engine.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 1 zur Abwärmerückgewinnung (Waste Heat Recovery), insbesondere Abgaswärmerückgewinnung (Exhaust Heat Recovery), aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Die Anordnung 1 umfasst einen Kühlkreislauf 3, in dem ein Kühlmedium, beispielsweise Kühlwasser, angetrieben von einer Pumpe 4, beispielsweise einer elektrischen Pumpe, zirkuliert. Nach dem Passieren der Pumpe 4 durchläuft das Kühlmedium die Verbrennungskraftmaschine 2 und anschließend einen Kühler 5 und wird dann zur Pumpe 4 zurückgeführt. Der Kühler 5 kann durch Fahrtwind oder einen Lüfter gekühlt sein. Mittels eines Thermostatventils 6, beispielsweise eines Kennfeldventils, kann im Kühlkreislauf 3 ein erster Bypass 7 geöffnet werden, durch den das Kühlmedium unter Umgehung des Kühlers 5 von der Verbrennungskraftmaschine 2 direkt zur Pumpe 4 zurückgeführt wird. Typischerweise wird der erste Bypass 7 durch das Thermostatventil 6 zumindest teilweise geöffnet und ein über den Kühler 5 verlaufender Kühlerzweig 13 des Kühlkreislaufs 3 zumindest teilweise geschlossen, solange das Kühlmedium eine vorbestimmte Temperatur unterschreitet. 1 shows a schematic representation of an arrangement 1 for waste heat recovery, in particular exhaust heat recovery (Exhaust Heat Recovery), from heat loss of an internal combustion engine 2 , in particular in a motor vehicle. The order 1 includes a cooling circuit 3 in which a cooling medium, for example cooling water, driven by a pump 4 , For example, an electric pump circulates. After passing the pump 4 the cooling medium passes through the internal combustion engine 2 and then a cooler 5 and then becomes the pump 4 recycled. The cooler 5 can be cooled by wind or a fan. By means of a thermostatic valve 6 , For example, a map valve, in the cooling circuit 3 a first bypass 7 be opened, through which the cooling medium, bypassing the radiator 5 from the internal combustion engine 2 directly to the pump 4 is returned. Typically, the first bypass 7 through the thermostatic valve 6 at least partially open and a over the radiator 5 extending radiator branch 13 of the cooling circuit 3 at least partially closed, as long as the cooling medium falls below a predetermined temperature.

Ein Heizungswärmetauscher 14 ist in einem Heizungszweig 8 dem Kühler 5 im Kühlkreislauf 3 parallel geschaltet. Der Heizungszweig 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über das Thermostatventil 6 geführt, kann aber alternativ direkt der Pumpe 4 oder der Verbrennungskraftmaschine 2 zugeführt werden. Abhängig von der Stellung des Thermostatventils 6 zirkuliert Kühlmittel durch die Verbrennungskraftmaschine 2 und den Heizungswärmetauscher 14, wenn das Kühlmittel durch die Pumpe 4 umgewälzt wird.A heating heat exchanger 14 is in a heating branch 8th the radiator 5 in the cooling circuit 3 connected in parallel. The heating branch 8th is in the illustrated embodiment via the thermostatic valve 6 guided, but can alternatively directly the pump 4 or the internal combustion engine 2 be supplied. Depending on the position of the thermostatic valve 6 circulates coolant through the internal combustion engine 2 and the heater core 14 when the coolant through the pump 4 is circulated.

Ein Teil des der Verbrennungskraftmaschine 2 zuströmenden Kühlmittels kann zunächst über ein oder mehrere Abgasturbolader 15 geführt und dann in die Verbrennungskraftmaschine 2 eingespeist werden.Part of the internal combustion engine 2 inflowing coolant can first via one or more exhaust gas turbocharger 15 led and then in the internal combustion engine 2 be fed.

In einer Ausführungsform ist ein Ausgleichsbehälter 16 für das Kühlmittel vorgesehen, der über eine Entlüftungsleitung 17 mit dem Kühlkreislauf 3 an einem Zulauf des Kühlers 5 und über eine Füllleitung 18 mit dem in Strömungsrichtung R des Kühlmediums dem Heizungswärmetauscher 14 nachgelagerten Teil des Heizungszweigs 8 verbunden ist. Alternativ kann die Füllleitung 18 direkt der Pumpe 4 oder der Verbrennungskraftmaschine 2 zugeführt werden.In one embodiment, a surge tank 16 provided for the coolant, via a vent line 17 with the cooling circuit 3 at an inlet of the cooler 5 and via a filling line 18 with the direction of flow R of the cooling medium to the heater core 14 downstream part of the heating branch 8th connected is. Alternatively, the filling line 18 directly to the pump 4 or the internal combustion engine 2 be supplied.

An einem Ausgang des Kühlkreislaufs 3 aus der Verbrennungskraftmaschine 2 ist ein Temperatursensor 11 vorgesehen, mittels dessen die Temperatur des Kühlmittels in der Verbrennungskraftmaschine 2 bestimmbar ist.At an outlet of the cooling circuit 3 from the internal combustion engine 2 is a temperature sensor 11 provided by means of which the temperature of the coolant in the internal combustion engine 2 is determinable.

In einem Kondensatorzweig 10 des Kühlkreislaufs 3 ist ein Kondensator 9 vorgesehen, der außerdem in einem Arbeitskreislauf für ein Arbeitsmedium angeordnet ist, das unter Verwendung von Verlustwärme, insbesondere Abgaswärme und/oder Verlustwärme der Verbrennungskraftmaschine 2, erwärmbar und verdampfbar ist, wobei im Arbeitskreislauf eine Expansionsmaschine zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Wärme des Arbeitsmediums vorgesehen ist, beispielsweise mittels eines Dampfkreisprozesses, insbesondere eines Clausius-Rankine-Kreisprozesses oder eines Organic-Rankine-Kreisprozesses. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Arbeitskreislauf nicht dargestellt.In a capacitor branch 10 of the cooling circuit 3 is a capacitor 9 provided, which is also arranged in a working circuit for a working medium, using heat loss, in particular exhaust heat and / or heat loss of the internal combustion engine 2 , is heated and vaporizable, wherein an expansion machine for recovering mechanical energy from the heat of the working medium is provided in the working cycle, for example by means of a steam cycle process, in particular a Rankine cycle Rankine or an Organic Rankine cycle. For reasons of clarity, the working cycle is not shown.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kondensatorzweig 10 mit dem Kühlkreislauf 3 so verbunden, dass aus dem Kühler 5 ausströmendes, das heißt abgekühltes Kühlmittel zumindest zum Teil in der Nähe des Kühlers 5 abgezweigt und dem Kondensator 9 zugeführt und aus dem Kondensator 9 in den in Strömungsrichtung R des Kühlmediums dem Heizungswärmetauscher 14 nachgelagerten Teil des Heizungszweigs 8 vor dem Thermostatventil 6 abgeführt wird. Alternativ kann der in Strömungsrichtung R des Kühlmediums dem Kondensator 9 nachgelagerte Teil des Kondensatorzweiges 10 nach dem Thermostatventil 6 direkt der Pumpe 4 oder der Verbrennungskraftmaschine 2 zugeführt werden.In the illustrated embodiment, the capacitor branch 10 with the cooling circuit 3 so connected to that from the radiator 5 outflowing, that is cooled coolant at least partially in the vicinity of the radiator 5 branched off and the capacitor 9 fed and out of the condenser 9 in the direction of flow R of the cooling medium the heater core 14 downstream part of the heating branch 8th in front of the thermostatic valve 6 is dissipated. Alternatively, the direction of flow R of the cooling medium to the condenser 9 downstream part of the capacitor branch 10 after the thermostatic valve 6 directly to the pump 4 or the internal combustion engine 2 be supplied.

Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erhält der Kondensator 9 Kühlmittel direkt aus dem Kühler 5, während die Verbrennungskraftmaschine 2 eine Mischung von Kühlmittel aus dem Kühler 5, dem Kondensator 9, dem Heizungswärmetauscher 14, dem Ausgleichsbehälter 16 und der Verbrennungskraftmaschine 2 nach Maßgabe eines Kennfelds des Thermostatventils 6 erhält.Im in 1 the embodiment shown receives the capacitor 9 Coolant directly from the radiator 5 while the internal combustion engine 2 a mixture of coolant from the radiator 5 , the capacitor 9 , the heater core 14 , the expansion tank 16 and the internal combustion engine 2 in accordance with a characteristic diagram of the thermostatic valve 6 receives.

Die Aufteilung des Kühlmittel-Massenstroms wird durch die Abzweigung direkt nach dem Kühler 5 und Steuerung und/oder Regelung des Thermostatventils 6 betriebspunktabhängig so gewählt, dass der Kondensator 9 durch das Kühlmittel mit möglichst geringer Temperatur durchströmt wird und die Verbrennungskraftmaschine 2 gleichzeitig in einem gewünschten Temperaturfenster betrieben werden kann. Im Idealfall wird die Kühlmittel-Vorlauf-Temperatur zum Kondensator 9 hin und damit eine Kondensationstemperatur des Dampfkreisprozesses dabei ausschließlich von der Umgebungstemperatur und dem erforderlichen Temperaturgefälle zur Wärmeabfuhr (Abwärme der Verbrennungskraftmaschine 2 und des Dampfkreisprozesses) bestimmt. Der Dampfkreisprozess soll dabei in der Lage sein, mit seinem Niederdruck wie Druckverhältnis über der Expansionsmaschine der Kühlmittel-Vorlauftemperatur zu folgen, so dass stets (unabhängig von der Kühlmittel-Vorlauftemperatur) eine minimale Unterkühlung des Arbeitsmediums vor einer Ansaugung durch eine Speisepumpe des Dampfkreisprozesses vorherrscht.The distribution of the coolant mass flow is through the branch directly after the radiator 5 and control and / or regulation of the thermostatic valve 6 Operating point dependent chosen so that the capacitor 9 flows through the coolant with the lowest possible temperature and the internal combustion engine 2 can be operated simultaneously in a desired temperature window. Ideally, the coolant flow temperature becomes the condenser 9 and thus a condensation temperature of the steam cycle process exclusively from the ambient temperature and the required temperature gradient for heat dissipation (waste heat of the internal combustion engine 2 and the steam cycle process). The steam cycle should be able to with its low pressure as pressure ratio over the expansion machine of the coolant flow temperature to follow, so that always (regardless of the coolant flow temperature) prevails minimal undercooling of the working fluid prior to suction by a feed pump of the steam cycle process.

Die mittlere Temperatur der Wärmeabfuhr des Dampfkreisprozesses zur thermischen Rekuperation wird somit abgesenkt. Dadurch steigt der Wirkungsgrad des Dampfkreisprozesses.The average temperature of the heat removal of the steam cycle for thermal recuperation is thus lowered. This increases the efficiency of the steam cycle process.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung 1 zur Abwärmerückgewinnung (Waste Heat Recovery), insbesondere Abgaswärmerückgewinnung (Exhaust Heat Recovery), aus Verlustwärme einer Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. 2 shows a schematic representation of another embodiment of an arrangement 1 for waste heat recovery, in particular exhaust heat recovery (Exhaust Heat Recovery), from heat loss of an internal combustion engine 2 , in particular in a motor vehicle.

Die in 2 gezeigte Anordnung 1 stimmt mit der in 1 gezeigten Anordnung 1 weitgehend überein. Im Unterschied zur in 1 gezeigten Anordnung 1 ist in der in 2 gezeigten Anordnung jedoch der Kondensatorzweig 10 mit dem Kühlkreislauf 3 so verbunden, dass aus dem Kühler 5 über das Thermostatventil 6 und die Pumpe 4 ausströmendes, das heißt abgekühltes Kühlmittel zumindest zum Teil zwischen der Pumpe 4 und der Verbrennungskraftmaschine 2 abgezweigt und dem Kondensator 9 zugeführt und aus dem Kondensator 9 in den in Strömungsrichtung R des Kühlmediums dem Heizungswärmetauscher 14 nachgelagerten Teil des Heizungszweigs 8 vor dem Thermostatventil 6 abgeführt wird. Alternativ kann der in Strömungsrichtung R des Kühlmediums dem Kondensator 9 nachgelagerte Teil des Kondensatorzweiges 10 direkt der Pumpe 4 zugeführt werden.In the 2 shown arrangement 1 agrees with the in 1 shown arrangement 1 largely coincide. Unlike in 1 shown arrangement 1 is in the in 2 However, shown arrangement, the capacitor branch 10 with the cooling circuit 3 so connected to that from the radiator 5 over the thermostatic valve 6 and the pump 4 outflowing, that is cooled coolant at least partially between the pump 4 and the internal combustion engine 2 branched off and the capacitor 9 fed and out of the condenser 9 in the direction of flow R of the cooling medium the heater core 14 downstream part of the heating branch 8th in front of the thermostatic valve 6 is dissipated. Alternatively, the direction of flow R of the cooling medium to the condenser 9 downstream part of the capacitor branch 10 directly to the pump 4 be supplied.

Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erhalten sowohl die Verbrennungskraftmaschine 2 als auch der Kondensator 9 die gleiche Mischung des Kühlmittels aus dem Kühler 5, dem Kondensator 9, dem Heizungswärmetauscher 14, dem Ausgleichsbehälter 16 und der Verbrennungskraftmaschine 2 nach Maßgabe eines Kennfelds des Thermostatventils 6.Im in 2 shown embodiment, both the internal combustion engine 2 as well as the capacitor 9 the same mixture of coolant from the radiator 5 , the capacitor 9 , the heater core 14 , the expansion tank 16 and the internal combustion engine 2 in accordance with a characteristic diagram of the thermostatic valve 6 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Anordnung zur AbgaswärmerückgewinnungArrangement for exhaust heat recovery
22: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
33: KühlkreislaufCooling circuit
44: Pumpepump
55: Kühlercooler
66: Thermostatventilthermostatic valve
77: erster Bypassfirst bypass
88th: HeizungszweigHeating branch
99: Kondensatorcapacitor
1010: Kondensatorzweigcapacitor branch
1111: Temperatursensortemperature sensor
1313: Kühlerzweigcooler branch
1414: HeizungswärmetauscherHeater core
1515: Abgasturboladerturbocharger
1616: Ausgleichsbehältersurge tank
1717: Entlüftungsleitungvent line
1818: Füllleitungfilling line
RR: Strömungsrichtungflow direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010003906 A1 [0002]

Claims

Arrangement ( 1 ) for waste heat recovery from waste heat of an internal combustion engine ( 2 ) in a motor vehicle, with an internal combustion engine ( 2 ) flowing through the cooling circuit ( 3 ), in which a cooling medium driven by a pump ( 4 ) through a cooler ( 5 ) circulates, and a working circuit in which a working fluid circulates, using the heat loss of the internal combustion engine ( 2 ) is heated and vaporizable, wherein in the working circuit an expansion machine for recovering mechanical energy from the heat of the working medium is provided, wherein in a capacitor branch ( 10 ) of the cooling circuit ( 3 ) a capacitor ( 9 ) is provided, which is also arranged in the working cycle, characterized in that the capacitor branch ( 10 ) as a side branch of the refrigeration cycle ( 3 ) and in a flow direction (R) of the cooling medium the radiator ( 5 ) and the internal combustion engine ( 2 ) is upstream.

Arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the capacitor branch ( 10 ) via a thermostatic valve ( 6 ), which in the cooling circuit ( 3 ) in the flow direction (R) between the radiator ( 5 ) and the internal combustion engine ( 2 ) is arranged.

Arrangement ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the pump ( 4 ) in the flow direction (R) between the thermostatic valve ( 6 ) and the internal combustion engine ( 2 ) is arranged.

Arrangement ( 1 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the capacitor branch ( 10 ) in the flow direction (R) between an outlet of the cooler ( 5 ) and the thermostatic valve ( 6 ) from the cooling circuit ( 3 ) branches off and after the capacitor ( 9 ) to the thermostatic valve ( 6 ) is returned.

Arrangement ( 1 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the capacitor branch ( 10 ) in the flow direction (R) between the thermostatic valve ( 6 ) and the internal combustion engine ( 2 ) from the cooling circuit ( 3 ) branches off and after the capacitor ( 9 ) to the thermostatic valve ( 6 ) is returned.

Arrangement ( 1 ) according to one of claims 2, 3 or 5, characterized in that the capacitor branch ( 10 ) in the flow direction (R) between the pump ( 4 ) and the internal combustion engine ( 2 ) from the cooling circuit ( 3 ) branches off and after the capacitor ( 9 ) to the thermostatic valve ( 6 ) is returned.

Arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the thermostatic valve ( 6 ) is designed as a map valve, wherein a map for controlling the thermostatic valve ( 6 ) is designed so that a cooling of the capacitor ( 9 ) takes place depending on a requested in the working cycle cooling capacity.

Arrangement ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the characteristic map is formed such that in a cold start operation of the internal combustion engine ( 2 ) Coolant from the condenser ( 9 ) is supplied.

Arrangement ( 1 ) according to one of claims 7 or 8, characterized in that the characteristic diagram is designed such that in a high-load operation of the internal combustion engine ( 2 ) Coolant only from the radiator ( 5 ) is supplied.

Arrangement ( 1 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the characteristic diagram is designed such that in a normal operation of the internal combustion engine ( 2 ) Coolant at least from the cooler ( 5 ) and the capacitor ( 9 ) is supplied.