DE102016206801A1

DE102016206801A1 - System for carrying out a thermodynamic cycle, arrangement with such a system and motor vehicle with such an arrangement

Info

Publication number: DE102016206801A1
Application number: DE102016206801.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Philipp; Tim HORBACH; Gerald Fast; Mathias Müller; Philippe Gorse
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (7) zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses, mit einem Arbeitsfluid-Kreislauf (9), in dem der thermodynamische Kreisprozess durchführbar ist. Dabei ist eine Wärmespeichereinrichtung (11) vorgesehen, die eingerichtet ist, um Wärme aus einer Wärmequelle (5) aufzunehmen und um Wärme an den Arbeitsfluid-Kreislauf (9) abzugeben, wobei die Wärmespeichereinrichtung (11) fluidisch in Reihe mit einem Wärmetransportmedienpfad (15) von einer ersten, der Wärmequelle (5) zugeordneten Wärmeübergabeeinrichtung (17) zu einer zweiten, dem Arbeitsfluid-Kreislauf (9) zugeordneten Wärmeübergabeeinrichtung (19) anordenbar ist.The invention relates to a system (7) for carrying out a thermodynamic cycle, with a working fluid circuit (9), in which the thermodynamic cycle is feasible. A heat storage device (11) is provided which is adapted to receive heat from a heat source (5) and to deliver heat to the working fluid circuit (9), wherein the heat storage device (11) fluidly in series with a heat transport medium path (15). from a first, the heat source (5) associated heat transfer device (17) to a second, the working fluid circuit (9) associated heat transfer device (19) can be arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses, eine Anordnung mit einem solchen System, und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung. The invention relates to a system for carrying out a thermodynamic cycle, an arrangement with such a system, and a motor vehicle with such an arrangement.

Bei Systemen zur Durchführung thermodynamischer Kreisprozesse bestehen insoweit gegensätzliche Anforderungen, als insbesondere bei einem Anfahren des Kreisprozesses ein möglichst schnelles Erreichen einer Auslegungs-Temperatur, das heißt eine hohe Dynamik, angestrebt wird, während insbesondere im Betrieb des thermodynamischen Kreisprozesses – gerade bei der Auslegungs-Temperatur – möglichst große Wärmemengen in den Kreisprozess eingetragen werden können sollen. Während für das letztere Ziel eine hohe Wärmekapazität des Systems angestrebt werden sollte, wirkt sich diese negativ auf die erreichbare Dynamik und damit auf das Anfahrverhalten des Kreisprozesses aus. Bei Systemen, die mit einer bezüglich ihrer Temperatur schwankenden Wärmequelle verbunden sind, kommt erschwerend hinzu, dass der thermodynamische Kreisprozess kaum dauerhaft in seinem Auslegungspunkt, also insbesondere bei seiner Auslegungs-Temperatur, gefahren werden kann, wodurch sich Wirkungsgradeinbußen ergeben. In systems for carrying out thermodynamic cycles there are contradictory requirements insofar as the fastest possible achievement of a design temperature, that is to say high dynamics, is sought, especially during startup of the cycle, especially during operation of the thermodynamic cycle - especially at the design temperature - As large amounts of heat in the cycle should be able to be registered. While a high heat capacity of the system should be sought for the latter goal, this has a negative effect on the achievable dynamics and thus on the starting behavior of the cycle. In systems that are connected to a fluctuating temperature with respect to their heat source, aggravating added that the thermodynamic cycle can hardly be permanently driven in its design point, ie in particular at its design temperature, resulting in efficiency losses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses, eine Anordnung mit einem solchen System und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. The invention has for its object to provide a system for performing a thermodynamic cycle, an arrangement with such a system and a motor vehicle with such an arrangement, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein System zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses geschaffen wird, welches einen Arbeitsfluid-Kreislauf aufweist, in dem der thermodynamische Kreisprozess durchführbar ist. Das System weist eine Wärmespeichereinrichtung auf, die eingerichtet ist, um – insbesondere in einem ersten Betriebszustand – Wärme aus einer Wärmequelle aufzunehmen, und um – insbesondere in einem zweiten Betriebszustand oder zu einer anderen Zeit – Wärme an den Arbeitsfluid-Kreislauf abzugeben. Mittels der Wärmespeichereinrichtung ist es insbesondere möglich, zum einen eine schwankende Temperatur der Wärmequelle auszugleichen und so den Arbeitsfluid-Kreislauf und damit auch den thermodynamischen Kreisprozess stets möglichst nah an seinem Auslegungspunkt, insbesondere seiner Auslegungs-Temperatur, zu fahren, sodass dessen Wirkungsgrad über die gesamte Betriebszeit gesehen optimiert werden kann. Hierzu kann die Wärmespeichereinrichtung insbesondere dann, wenn die Wärmequelle eine höhere Temperatur aufweist, als sie dem Auslegungspunkt des thermodynamischen Kreislaufs entspricht, Wärme speichern, während sie Wärme insbesondere abgeben kann, wenn die Wärmequelle eine Temperatur aufweist, die niedriger ist als die Auslegungs-Temperatur. Es ist weiter vorgesehen, dass die Wärmespeichereinrichtung fluidisch in Reihe mit einem Wärmetransportmedienpfad von einer ersten, der Wärmequelle zugeordneten Wärmeübergabeeinrichtung zu einer zweiten, dem Arbeitsfluid-Kreislauf zugeordneten Wärmeübergabeeinrichtung anordenbar ist. Insbesondere ist die Wärmespeichereinrichtung in einem ersten Funktionszustand – seriell – in den Wärmetransportmedienpfad schaltbar, wobei sie in einem zweiten Funktionszustand aus dem Wärmetransportmedienpfad herausnehmbar ist. Auf diese Weise ist es zum einen möglich, die thermische Masse und damit die Wärmekapazität in dem Wärmetransportmedienpfad zu variieren, wobei sich quasi – entlang des Wärmetransportmedienpfads gesehen – ein kurzer Pfad oder Kreislauf ergibt, wenn die Wärmespeichereinrichtung in dem zweiten Funktionszustand nicht in den Wärmetransportmedienpfad geschaltet ist, sodass in diesem Funktionszustand eine hohe Dynamik bei vergleichsweise geringer thermischer Masse zur Verfügung steht. In dem ersten Funktionszustand kann quasi ein verlängerter Wärmetransportmedienpfad unter Einbeziehung der seriell geschalteten Wärmespeichereinrichtung realisiert werden, wobei insbesondere die thermische Masse der Wärmespeichereinrichtung zu der übrigen thermischen Masse des Wärmetransportmedienpfads hinzutritt, wobei dann eine größere Wärmekapazität vorliegt und entsprechend eine größere Wärmemenge von dem Wärmetransportmedienpfad aufgenommen werden kann. Insbesondere kann also das System in dem zweiten Funktionszustand unter Umgehung der Wärmespeichereinrichtung schnell auf die Auslegungs-Temperatur gebracht werden, wobei es später im Betrieb – bedarfsgerecht – eine vergrößerte Wärmekapazität – mit zugleich verringerter Dynamik – aufweisen kann. The object is achieved in particular by providing a system for carrying out a thermodynamic cycle which has a working fluid circuit in which the thermodynamic cycle can be carried out. The system includes a heat storage device configured to receive heat from a heat source, particularly in a first operating state, and to deliver heat to the working fluid loop, particularly in a second operating state or at a different time. By means of the heat storage device, it is in particular possible to compensate for a fluctuating temperature of the heat source and so the working fluid circuit and thus the thermodynamic cycle always as close to its design point, in particular its design temperature to drive, so that its efficiency over the entire Operating time can be optimized. For this purpose, in particular, when the heat source has a higher temperature than corresponds to the design point of the thermodynamic cycle, the heat storage device can store heat, while in particular can emit heat when the heat source has a temperature which is lower than the design temperature. It is further provided that the heat storage device can be arranged fluidly in series with a heat transport media path from a first, the heat source associated heat transfer device to a second, the working fluid circuit associated heat transfer device. In particular, the heat storage device is switchable in a first functional state-series-into the heat transport media path, wherein it can be removed from the heat transport media path in a second functional state. In this way, on the one hand, it is possible to vary the thermal mass and thus the heat capacity in the heat transport media path, resulting in a quasi-along the heat transport media path - a short path or cycle results, if the heat storage device in the second functional state is not connected in the heat transport media path is, so that in this functional state, a high dynamic at comparatively low thermal mass is available. In the first functional state quasi an extended heat transport medium path can be realized with the serially connected heat storage device, wherein in particular the thermal mass of the heat storage device to the other thermal mass of the heat transport media path added, in which case a greater heat capacity and correspondingly a larger amount of heat are absorbed by the heat transport media path can. In particular, therefore, the system can be quickly brought in the second functional state, bypassing the heat storage device to the design temperature, and later in operation - as needed - an increased heat capacity - at the same time reduced dynamics - may have.

Soweit teilweise bei solchen Systemen Wärmespeichereinrichtungen vorgesehen sein können, die lediglich parallel zu einem Wärmetransportmedienpfad schaltbar sind, ergibt sich die Problematik, dass zwar Wärme in eine solche Wärmespeichereinrichtung eingespeichert und auch aus dieser wieder ausgespeichert werden kann, dass aber aufgrund der Parallelschaltung stets auch Wärmetransportmedium mit der im Bereich der Wärmequelle angenommenen Temperatur zu der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung gelangt. Dies kann dazu führen, dass die zweite Wärmeübergabeeinrichtung mit einer zu hohen Temperatur beaufschlagt wird, wodurch gegebenenfalls eine Beeinträchtigung oder Beschädigung der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung oder auch des Arbeitsfluid-Kreislaufs droht. Ist es dagegen möglich, die Wärmespeichereinrichtung fluidisch in Reihe mit dem Wärmetransportmedienpfad zu schalten, kann eine solche überschießende Temperatur durch Einspeicherung von Wärme in die Wärmespeichereinrichtung reduziert und so die zweite Wärmeübergabeeinrichtung vor einer zu hohen Temperatur geschützt werden. As far as can be provided in such systems heat storage devices that are switchable only parallel to a heat transport media path, the problem arises that although heat stored in such a heat storage device and can be stored out of this again, but that due to the parallel circuit always with heat transport medium the temperature assumed in the region of the heat source reaches the second heat transfer device. This can lead to the second heat transfer device being exposed to an excessively high temperature, as a result of which, if appropriate, impairment or damage to the second heat transfer device or also threatens the working fluid cycle. On the other hand, if it is possible to fluidly connect the heat storage device in series with the heat transport media path, such excess temperature can be reduced by storing heat in the heat storage device, thus protecting the second heat transfer device from too high a temperature.

Unter einem thermodynamischen Kreisprozess wird insbesondere ein Prozess verstanden, in welchem zyklisch Änderungen thermodynamischer Zustandsgrößen eines Arbeitsfluids in Arbeit oder Leistung, insbesondere in mechanische Arbeit oder elektrische Leistung, umgesetzt werden können. Dabei wird dem Arbeitsfluid bevorzugt an einer Stelle Wärme zugeführt, an einer zweiten Stelle leistet das Arbeitsfluid unter Abgabe von Enthalpie Arbeit, wobei dem Arbeitsfluid bevorzugt an einer dritten Stelle Wärme entzogen wird. Das Arbeitsfluid wird dabei im Kreis geführt. A thermodynamic cycle process is understood in particular to mean a process in which changes in the thermodynamic state variables of a working fluid in work or power, in particular in mechanical work or electrical power, can be cyclically converted. In this case, the working fluid is preferably supplied to heat at one point, at a second point, the working fluid makes work by emitting enthalpy, wherein the working fluid is preferably withdrawn at a third point heat. The working fluid is circulated.

Das System ist vorzugsweise eingerichtet zur Durchführung eines organischen Rankine-Kreisprozesses (Organic Rankine Cycle – ORC) als thermodynamischer Kreisprozess. Dieser zeichnet sich insbesondere durch ein organisches Arbeitsfluid aus, welches bereits bei einem im Vergleich zu Wasser als Arbeitsfluid niedrigerem Temperaturniveau mit hoher Effizienz und hohem Wirkungsgrad Wärmeleistung in mechanische und/oder elektrische Leistung wandeln kann. Daher ist ein zur Durchführung eines organischen Rankine-Kreisprozesses eingerichtetes System in besonderer Weise geeignet zur Abwärmenutzung und insbesondere zur Rekuperation von Abwärme, die ansonsten frei in die Umgebung abgegeben würde. The system is preferably set up to carry out an organic Rankine cycle (Organic Rankine Cycle - ORC) as a thermodynamic cycle. This is characterized in particular by an organic working fluid, which can convert heat output into mechanical and / or electrical power already at a lower temperature compared to water as a working fluid with high efficiency and high efficiency. Therefore, a system adapted for carrying out an organic Rankine cycle process is particularly suitable for the use of waste heat and in particular for recuperation of waste heat which would otherwise be released freely into the environment.

Der Arbeitsfluid-Kreislauf weist insbesondere – entlang einer Strömungsrichtung des Arbeitsfluids in dem Arbeitsfluid-Kreislauf gesehen in der folgenden Reihenfolge – eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe, zur Förderung des Arbeitsfluids entlang des Arbeitsfluid-Kreislaufs, einen – auch als Verdampfer bezeichneten – Heiz-Wärmetauscher zum Eintrag von Wärme in den Arbeitsfluid-Kreislauf, eine Expansionsmaschine, die eingerichtet ist zur Umwandlung von Wärme in mechanische Energie, und einen – auch als Kondensator bezeichneten – Kühl-Wärmetauscher zur Kühlung des Arbeitsfluids auf. Im Folgenden werden die Begriffe „Verdampfer“ und „Kondensator“ hier allgemein für beliebige Heiz-Wärmetauscher beziehungsweise Kühl-Wärmetauscher verwendet, ohne dass deswegen zwingend in dem Verdampfer eine Verdampfung und in dem Kondensator eine Kondensation durchgeführt werden müsste. Vielmehr sind grundsätzlich auch andere physikalisch-chemische Prozesse denkbar. Besonders bevorzugt wird aber ein Ausführungsbeispiel des thermodynamischen Kreisprozesses, bei welchem tatsächlich in dem Heiz-Wärmetauscher einer Verdampfung und in dem Kühl-Wärmetauscher eine Kondensation des Arbeitsfluids stattfindet. Der Aufbau eines solchen Arbeitsfluid-Kreislaufs ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt, sodass hier nicht weiter im Detail darauf eingegangen wird. Die Expansionsmaschine ist bevorzugt mit einem Generator verbunden, in welchem mechanische Leistung in elektrische Leistung wandelbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann insbesondere an einer Welle der Expansionsmaschine auch mechanische Energie entnommen und genutzt werden. Die Expansionsmaschine kann als Kolbenmaschine, als Turbine oder als Schraubenmaschine, insbesondere als Scroll-Expander, ausgebildet sein. The working fluid circuit has in particular - along a flow direction of the working fluid in the working fluid circuit in the following order - a conveyor, in particular a pump, for conveying the working fluid along the working fluid circuit, a - also referred to as an evaporator - heating heat exchanger for introducing heat into the working fluid circuit, an expansion machine, which is adapted for the conversion of heat into mechanical energy, and a - referred to as a condenser - cooling heat exchanger for cooling the working fluid on. In the following, the terms "evaporator" and "condenser" are used here in general for any heating heat exchangers or cooling heat exchangers, without necessarily requiring evaporation in the evaporator and condensation in the condenser. Rather, in principle, other physical-chemical processes are conceivable. However, an embodiment of the thermodynamic cycle process is particularly preferred in which evaporation of the working fluid actually takes place in the heating heat exchanger and condensation of the working fluid takes place in the cooling heat exchanger. The structure of such a working fluid circuit is generally known to those skilled in the art, so that will not be discussed in detail here. The expansion machine is preferably connected to a generator, in which mechanical power can be converted into electrical power. Alternatively or additionally, mechanical energy can also be extracted and used in particular on a shaft of the expansion machine. The expansion machine can be designed as a piston engine, as a turbine or as a screw machine, in particular as a scroll expander.

Unter einer Wärmespeichereinrichtung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist, um Wärme aufnehmen, halten und abgeben zu können. Die Wärmespeichereinrichtung ist insbesondere eingerichtet, um in einem dritten Betriebszustand Wärme zu halten. A heat storage device is understood in particular to mean a device which is set up in order to be able to absorb, hold and deliver heat. The heat storage device is in particular designed to hold heat in a third operating state.

Unter einer Wärmequelle wird insbesondere jegliche Art von Einrichtung verstanden, die Wärme, ganz besonders Abwärme, bereitstellen kann. In bevorzugter Ausgestaltung kann als Wärmequelle beispielsweise eine Brennkraftmaschine verwendet werden, wobei insbesondere dem Abgas oder einem Kühlmittel der Brennkraftmaschine Abwärme zur Nutzung in dem thermodynamischen Kreisprozess entzogen werden kann. A heat source is understood in particular to be any type of device which can provide heat, very particularly waste heat. In a preferred embodiment can be used as a heat source, for example, an internal combustion engine, in particular the exhaust gas or a coolant of the engine waste heat for use in the thermodynamic cycle can be withdrawn.

Unter einem Wärmetransportmedienpfad wird insbesondere ein – vorzugsweise geschlossener, mithin als Kreislauf ausgebildeter – Fluidpfad verstand, in dem ein Wärmetransportmedium strömen kann, wobei im Betrieb des Systems in dem Wärmetransportmedienpfad ein Wärmetransportmedium strömt. A heat transport media path is understood to mean, in particular, a fluid path, preferably closed, and thus designed as a circuit, in which a heat transport medium can flow, a heat transport medium flowing in the heat transport media path during operation of the system.

Unter einer Wärmeübergabeeinrichtung wird insbesondere jegliche Art von Einrichtung verstanden, in welcher Wärme auf das Wärmetransportmedium übertragen oder von dem Wärmetransportmedium an ein anderes Medium abgegeben werden kann. Die Wärmeübergabeeinrichtungen können insbesondere als Wärmeübertrager oder Wärmetauscher ausgebildet sein. Ist die Wärmequelle beispielsweise als Brennkraftmaschine ausgebildet, wobei deren Abgas Abwärme entzogen werden soll, ist die erste Wärmeübergabeeinrichtung vorzugsweise als Wärmetauscher ausgebildet, der einerseits von dem Abgas der Brennkraftmaschine und andererseits von dem Wärmetransportmedium derart durchsetzt wird, dass Wärme von dem Abgas auf das Wärmetransportmedium übertragbar ist. A heat transfer device is understood in particular to be any type of device in which heat can be transferred to the heat transport medium or released from the heat transport medium to another medium. The heat transfer devices can be designed in particular as a heat exchanger or heat exchanger. If the heat source is designed, for example, as an internal combustion engine, the waste heat of which is to be withdrawn, the first heat transfer device is preferably designed as a heat exchanger which is interspersed on the one hand by the exhaust gas of the internal combustion engine and on the other hand by the heat transport medium such that heat can be transferred from the exhaust gas to the heat transport medium is.

Dass die erste Wärmeübergabeeinrichtung der Wärmequelle zugeordnet ist, bedeutet insbesondere, dass in der ersten Wärmeübergabeeinrichtung Wärme der Wärmequelle auf das Wärmetransportmedium übertragbar ist. Die zweite Wärmeübergabeeinrichtung ist vorzugsweise insbesondere in dem Sinne dem Arbeitsfluid-Kreislauf zugeordnet, dass hier Wärme von dem Wärmetransportmedium an ein weiteres Medium abgebbar ist. That the first heat transfer device is assigned to the heat source means in particular, that in the first heat transfer device, heat of the heat source can be transferred to the heat transport medium. The second heat transfer device is preferably assigned to the working fluid circuit, in particular in the sense that heat can be transferred from the heat transport medium to another medium here.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das System einen Zwischenkreis aufweist, entlang dessen das Wärmetransportmedium förderbar ist, wobei der Zwischenkreis die Wärmequelle thermisch mit dem Arbeitsfluid-Kreislauf verbindet. Dabei ist die Wärme mittels der ersten Wärmeübergabeeinrichtung von der Wärmequelle in den Zwischenkreis übertragbar. Mittels der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung ist Wärme von dem Zwischenkreis in den Arbeitsfluid-Kreislauf übertragbar. Betrachtet man demnach den Arbeitsfluid-Kreislauf zur Durchführung des thermodynamischen Kreisprozesses als Primärkreis, ist der Zwischenkreis als Sekundärkreis zwischen den Primärkreis und die Wärmequelle geschaltet. Die erste Wärmeübergabeeinrichtung ist dann in dem Sinne der Wärmequelle zugeordnet, als hier Wärme aus der Wärmequelle in den Zwischenkreis übertragbar ist. Die zweite Wärmeübergabeeinrichtung ist insbesondere in dem Sinne dem Arbeitsfluid-Kreislauf zugeordnet, als sie einen Wärmetauscher oder Wärmeübertrager des Arbeitsfluid-Kreislaufs darstellt, wobei die zweite Wärmeübergabeeinrichtung insbesondere als Verdampfer des Arbeitsfluid-Kreislaufs ausgebildet ist, in dem Wärme aus dem Zwischenkreis durch das Arbeitsfluid aufgenommen werden kann. Die zweite Wärmeübergabeeinrichtung ist also insbesondere einerseits von dem Arbeitsfluid des thermodynamischen Kreislaufs und andererseits von dem Wärmetransportmedium des Zwischenkreises durchströmbar, derart, dass Wärme von dem Wärmetransportmedium auf das Arbeitsfluid übertragbar ist. According to one embodiment of the invention, it is provided that the system has an intermediate circuit along which the heat transport medium can be conveyed, wherein the intermediate circuit thermally connects the heat source with the working fluid circuit. In this case, the heat can be transferred from the heat source to the intermediate circuit by means of the first heat transfer device. By means of the second heat transfer device heat from the intermediate circuit in the working fluid circuit is transferable. Considering therefore the working fluid circuit for carrying out the thermodynamic cycle process as a primary circuit, the intermediate circuit is connected as a secondary circuit between the primary circuit and the heat source. The first heat transfer device is then assigned in the sense of the heat source, as here heat from the heat source is transferable into the DC link. The second heat transfer device is assigned to the working fluid circuit in particular in the sense that it represents a heat exchanger or heat exchanger of the working fluid circuit, wherein the second heat transfer device is designed in particular as an evaporator of the working fluid circuit, received in the heat from the intermediate circuit by the working fluid can be. The second heat transfer device is thus in particular on the one hand by the working fluid of the thermodynamic circuit and on the other hand by the heat transport medium of the intermediate circuit can be flowed through, such that heat from the heat transfer medium to the working fluid is transferable.

Das Wärmetransportmedium ist vorzugsweise entlang des geschlossenen Zwischenkreises zyklisch förderbar, wobei der Zwischenkreis insbesondere die erste Wärmeübergabeeinrichtung und die zweite Wärmeübergabeeinrichtung aufweist, zwischen denen das Wärmetransportmedium im Kreis förderbar ist. Hierzu weist der Zwischenkreis bevorzugt eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe auf. Diese ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung in einem Rücklaufpfad des Zwischenkreises von der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung zu der ersten Wärmeübergabeeinrichtung angeordnet. The heat transport medium is preferably cyclically conveyable along the closed intermediate circuit, the intermediate circuit in particular having the first heat transfer device and the second heat transfer device, between which the heat transport medium can be conveyed in a circle. For this purpose, the intermediate circuit preferably has a conveying device, in particular a pump. This is arranged in a preferred embodiment in a return path of the intermediate circuit of the second heat transfer device to the first heat transfer device.

Als Wärmetransportmedium in dem Zwischenkreis ist insbesondere ein Thermoöl, eine Salzschmelze oder dergleichen einsetzbar. As a heat transport medium in the DC link in particular a thermal oil, a molten salt or the like can be used.

Es ist alternativ auch möglich, dass der Wärmetransportmedienpfad selbst identisch mit dem Arbeitsfluid-Kreislauf ist, wobei das Wärmetransportmedium das Arbeitsfluid ist. In diesem Fall ist die erste Wärmeübergabeeinrichtung bevorzugt als Verdampfer des Arbeitsfluid-Kreislaufs ausgebildet, wobei die zweite Wärmeübergabeeinrichtung bevorzugt als Kondensator des Arbeitsfluid-Kreislaufs ausgebildet ist. Die Wärmequelle ist in diesem Fall vorzugsweise thermisch direkt mit dem Verdampfer des Arbeitsfluid-Kreislaufs verbunden; es ist aber auch möglich, dass zusätzlich noch ein Zwischenkreis zwischen dem Verdampfer und der Wärmequelle vorgesehen ist. Jedenfalls weist aber bei diesem Ausführungsbeispiel der Arbeitsfluid-Kreislauf bevorzugt selbst die Wärmespeichereinrichtung auf, während gemäß dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel die Wärmespeichereinrichtung bevorzugt dem Zwischenkreis zugeordnet ist. Alternatively, it is also possible that the heat transport medium path itself is identical to the working fluid circuit, wherein the heat transport medium is the working fluid. In this case, the first heat transfer device is preferably designed as an evaporator of the working fluid circuit, wherein the second heat transfer device is preferably designed as a condenser of the working fluid circuit. The heat source in this case is preferably thermally connected directly to the evaporator of the working fluid circuit; but it is also possible that in addition an intermediate circuit between the evaporator and the heat source is provided. In any case, however, in this embodiment, the working fluid circuit preferably itself has the heat storage device, while according to the first-described embodiment, the heat storage device is preferably associated with the DC link.

Es zeigt sich, dass die zweite Wärmeübergabeeinrichtung bei jedem der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele bevorzugt als Wärmesenke ausgebildet ist, wobei hier Wärme von dem Wärmetransportmedium, das entweder als Wärmetransportmedium des Zwischenkreises oder als Arbeitsfluid des Arbeitsfluid-Kreislaufs ausgebildet ist, abgebbar ist. It turns out that the second heat transfer device in each of the previously described embodiments is preferably designed as a heat sink, in which case heat from the heat transport medium, which is designed either as a heat transport medium of the DC link or as a working fluid of the working fluid circuit, can be dispensed.

Insbesondere dann, wenn das System den Zwischenkreis als Wärmetransportmedienpfad aufweist, kann die Wärmespeichereinrichtung, welche in Serie zu dem Wärmetransportmedienpfad geschaltet werden kann, dazu beitragen, dass der Verdampfer vor unzulässigen Temperaturspitzen geschützt wird. In particular, when the system has the intermediate circuit as a heat transport media path, the heat storage device, which can be connected in series with the heat transport media path, can help protect the evaporator from inadmissible temperature spikes.

Die Wärmespeichereinrichtung kann bevorzugt als – insbesondere zusätzliches – Wärmetransportmedien-Volumen ausgebildet sein. Eine Wärmespeicherung ist dann in der Wärmespeichereinrichtung insbesondere durch die Wärmekapazität des dort bereitgestellten Volumens an Wärmetransportmedium möglich. Es ist auch möglich, dass die Wärmespeichereinrichtung einen Wärmespeicher aufweist, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem sensiblen Wärmespeicher, einem latenten Wärmespeicher, einem sorptiven Wärmespeicher, und einem chemischen Wärmespeicher. Dabei handelt es sich um besonders geeignete Wärmespeicher, die in vorteilhafter Weise bei dem System einsetzbar sind. The heat storage device may preferably be designed as - in particular additional - heat transport media volume. A heat storage is then possible in the heat storage device in particular by the heat capacity of the provided there volume of heat transfer medium. It is also possible that the heat storage device has a heat storage, which is selected from a group consisting of a sensitive heat storage, a latent heat storage, a sorptive heat storage, and a chemical heat storage. These are particularly suitable heat storage, which can be used advantageously in the system.

Unter einem sensiblen Wärmespeicher wird ein Wärmespeicher verstanden, der bei einem Lade- oder Entladevorgang, also bei einem Einspeichern oder Ausspeichern von Wärme, seine Temperatur ändert. Als Speichermedien oder -materialien kommen flüssige oder feste Medien infrage, insbesondere das Wärmetransportmedium selbst, und/oder Wasser, Salzschmelzen, Thermoöle, Metalle, Beton und/oder Erdboden. Under a sensitive heat storage, a heat storage is understood that changes its temperature during a charging or discharging, ie when storing or removing heat. Suitable storage media or materials are liquid or solid media, in particular the heat transport medium itself, and / or water, molten salts, thermal oils, metals, concrete and / or soil.

Unter einem latenten Wärmespeicher oder Latentwärmespeicher wird ein Wärmespeicher verstanden, welcher bei einem Lade- oder Entladevorgang seine Temperatur nicht oder nur unwesentlich ändert, wobei jedoch ein von dem Wärmespeicher umfasstes Speichermedium seinen Aggregatzustand ändert. Die in den Speicher eingespeicherte Wärme wird dabei zur Änderung des Aggregatzustands des Speichermediums von einem ersten Aggregatzustand zu einem zweiten Aggregatzustand, beispielsweise von fest zu flüssig, verwendet, wobei beim Ausspeichern von Wärme aus dem Wärmespeicher Wärme aus dem Übergang von dem zweiten Aggregatzustand zurück in den ersten Aggregatzustand, beispielsweise von flüssig zu fest, gewonnen wird. Als Speichermedien kommen insbesondere anorganische Materialien wie beispielsweise Salzhydrate, oder organische Materialien, wie beispielsweise Paraffine, infrage. A latent heat accumulator or latent heat accumulator is understood to mean a heat accumulator which does not change its temperature or only insignificantly during a charging or discharging process, although a storage medium encompassed by the heat accumulator changes its state of aggregation. The stored in the memory heat is used to change the state of matter of the storage medium from a first state of aggregation to a second state of matter, for example, from solid to liquid, wherein the heat storage from the transition from the second state of aggregation back into the heat storage first state of aggregation, for example, from liquid to solid, is obtained. Suitable storage media are, in particular, inorganic materials, such as, for example, salt hydrates, or organic materials, such as, for example, paraffins.

Als Speichermedien für latente Wärmespeicher werden vorzugsweise Phasenwechselmaterialien verwendet. Diese sind insbesondere aufgrund ihrer sehr hohen Energiedichte besonders geeignet für eine Verwendung in dem hier vorgeschlagenen System. Insbesondere führt die hohe Energiedichte dazu, dass der Wärmespeicher bei einer gegebenen Wärmespeicherkapazität vergleichsweise klein und leicht ausgebildet sein kann, was insbesondere bei Kraftfahrzeuganwendungen des Systems zu Gewichts- und damit Kraftstoffeinsparungen führt. Außerdem kann der Wärmespeicher bauraumsparend ausgelegt sein. As storage media for latent heat storage phase change materials are preferably used. These are particularly suitable because of their very high energy density for use in the system proposed here. In particular, the high energy density means that the heat accumulator for a given heat storage capacity can be made comparatively small and light, which leads to weight and thus fuel savings, especially in automotive applications of the system. In addition, the heat storage can be designed to save space.

Unter einen sorptiven Wärmespeicher wird ein Wärmespeicher verstanden, welcher Wärme in Form von Sorptionsenergie speichern kann. Beispielsweise können hierzu Lösungen von wenigstens einem ersten Stoff als Gelöstes und wenigstens einem zweiten Stoff als Lösemittel verwendet werden, deren Konzentration beim Aus- und Einspeichern von Wärme geändert wird. Weiterhin kann ein Adsorptionsspeicher als sorptiver Wärmespeicher verwendet werden, bei welchem Wärme in Form von Oberflächenadsorptionsenergie gespeichert wird. Ein Beispiel für ein solches System ist Wasser, welches in einem Zeolith adsorbiert wird, wobei Adsorptionswärme frei wird. Das Wasser kann aus dem Zeolith ausgetrieben werden, indem diesem Wärme zugeführt wird. Auch Absorption kommt als Mechanismus infrage. A sorptive heat storage means a heat storage, which can store heat in the form of sorption energy. For example, for this purpose, solutions of at least one first material as dissolved and at least one second substance as solvent can be used, the concentration of which is changed during storage and storage of heat. Furthermore, an adsorption storage can be used as a sorptive heat storage, in which heat is stored in the form of surface adsorption. An example of such a system is water, which is adsorbed in a zeolite, releasing heat of adsorption. The water can be expelled from the zeolite by supplying heat to it. Absorption is also a possible mechanism.

Unter einem chemischen Wärmespeicher wird ein Wärmespeicher verstanden, welcher eine reversible chemische Reaktion zur Wärmespeicherung verwendet. Dabei kann die chemische Reaktion beim Einspeichern von Wärme in den Wärmespeicher in einer ersten Richtung ablaufen, wobei die Reaktion zur Entnahme von Wärme aus dem Wärmespeicher in eine zweite, entgegengesetzte Richtung ablaufen kann. Letztlich wird beim Einspeichern also Wärme in Form von chemischer Energie gebunden. A chemical heat storage means a heat storage, which uses a reversible chemical reaction for heat storage. In this case, the chemical reaction can take place when heat is stored in the heat accumulator in a first direction, wherein the reaction for removing heat from the heat accumulator can take place in a second, opposite direction. In the end, heat is thus stored in the form of chemical energy during storage.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmespeichereinrichtung in einem Umgehungspfad um ein Teilstück des Wärmetransportmedienpfads angeordnet ist, wobei an wenigstens einer Verbindungsstelle, die insbesondere ausgewählt ist aus einer Abzweigung und einer Einmündung, zwischen dem Wärmetransportmedienpfad und dem Umgehungspfad eine ansteuerbare Ventileinrichtung angeordnet ist. Dabei ist durch parameterabhängige Ansteuerung der ansteuerbaren Ventileinrichtung ein variabler Anteil von Wärmetransportmedium durch die Wärmespeichereinrichtung leitbar. Auf diese Weise kann bedarfsgerecht Wärmetransportmedium – insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter – durch die Wärmespeichereinrichtung geleitet oder an der Wärmespeichereinrichtung vorbeigeführt werden, um beispielsweise insbesondere eine größere Wärmekapazität in dem Wärmetransportmedienpfad oder eine höhere Dynamik des Wärmetransportmedienpfads bereitzustellen. According to one embodiment of the invention, it is provided that the heat storage device is arranged in a bypass path around a portion of the heat transport medium path, wherein at least one connection point, which is selected in particular from a junction and a junction between the heat transport medium path and the bypass path a controllable valve device is arranged , In this case, a variable proportion of heat transfer medium through the heat storage device can be conducted by parameter-dependent control of the controllable valve device. In this way, as required heat transfer medium - in particular depending on at least one parameter - passed through the heat storage device or passed to the heat storage device, for example, in particular to provide a larger heat capacity in the heat transport media path or a higher dynamics of the heat transport media path.

Das System weist vorzugsweise eine Steuereinrichtung auf, die eingerichtet ist, um die ansteuerbare Ventileinrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Parameter anzusteuern. The system preferably has a control device which is set up to control the controllable valve device as a function of the at least one parameter.

Der Umgehungspfad, in welchem die Wärmespeichereinrichtung angeordnet ist, zweigt im Bereich einer Abzweigung aus dem Wärmetransportmedienpfad ab und mündet – in Strömungsrichtung des Wärmetransportmediums im Betrieb des Systems gesehen – stromabwärts der Abzweigung wieder im Bereich einer Einmündung in den Wärmetransportmedienpfad ein. Zwischen der Abzweigung und der Einmündung weist der Wärmetransportmedienpfad das Teilstück auf, welches der Umgehungspfad umgeht. Unter der Abzweigung wird also insbesondere eine Verbindungs- oder Anschlussstelle des Umgehungspfads an den Wärmetransportmedienpfad verstanden, wo Wärmetransportmedium im Betrieb des Systems aus dem Wärmetransportmedienpfad abgezweigt und zu der Wärmespeichereinrichtung geführt wird, wobei unter einer Einmündung eine Verbindungs- oder Anschlussstelle verstanden wird, wo Wärmetransportmedium aus dem Umgehungspfad und damit von der Wärmespeichereinrichtung zurück in den Wärmetransportmedienpfad strömt. The bypass path, in which the heat storage device is arranged, branches off in the region of a branch from the heat transport media path and flows into the area of a junction in the heat transport media path downstream of the branch, viewed in the flow direction of the heat transport medium during operation of the system. Between the branch and the junction, the heat transport media path has the portion bypassing the bypass path. The diversion thus means, in particular, a connection or connection point of the bypass path to the heat transport media path, where heat transport medium is branched off from the heat transport media path during operation of the system and led to the heat storage device, wherein an interconnection is understood to be a connection or connection point where heat transport medium emerges the bypass path and thus flows from the heat storage device back into the heat transport media path.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in wenigstens zwei Schaltzustände schaltbar ist. Dabei ist in einem ersten Schaltzustand ein gesamter – im Betrieb des Systems entlang des Wärmetransportmedienpfads strömender – Wärmetransportmedienstrom durch die Wärmespeichereinrichtung führbar. Dies bedeutet insbesondere, dass das gesamte entlang des Wärmetransportmedienpfads strömende Wärmetransportmedium auch durch die Wärmespeichereinrichtung strömt. In einem zweiten Schaltzustand ist ein Pfad für das Wärmetransportmedium durch die Wärmespeichereinrichtung gesperrt. Dies bedeutet insbesondere, dass in dem zweiten Schaltzustand kein Wärmetransportmedium durch die Wärmespeichereinrichtung strömt, wobei vielmehr der gesamte Wärmetransportmedienstrom unter Umgehung der Wärmespeichereinrichtung entlang des Teilstücks des Wärmetransportmedienpfads, welches durch den Umgehungspfad umgangen wird, geführt wird. Die Wärmespeichereinrichtung kann also insbesondere in dem ersten Schaltzustand – fluidisch in Reihe – in den Wärmetransportmedienpfad geschaltet werden, wobei sie in dem zweiten Schaltzustand aus dem Wärmetransportmedienpfad ausgespart werden kann. Es ist möglich, dass die Ventileinrichtung lediglich digital zwischen dem ersten Schaltzustand und dem zweiten Schaltzustand schaltbar ist. According to one embodiment of the invention it is provided that the valve device is switchable in at least two switching states. In this case, in a first switching state, an entire flow of heat transport medium flowing through the heat storage device during the operation of the system along the heat transport medium path feasible. This means, in particular, that the entire heat transport medium flowing along the heat transport medium path also flows through the heat storage device. In a second switching state, a path for the heat transport medium is blocked by the heat storage device. This means, in particular, that in the second switching state, no heat transport medium flows through the heat storage device, but rather the entire heat transport medium flow, bypassing the heat storage device along the portion of the heat transport medium path, which is bypassed by the bypass path is guided. The heat storage device can therefore be switched into the heat transport media path, in particular in the first switching state-fluidly in series-and can be recessed from the heat transport media path in the second switching state. It is possible that the valve device is only digitally switchable between the first switching state and the second switching state.

Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in wenigstens einen dritten Schaltzustand schaltbar ist, in dem das entlang des Wärmetransportmedienpfads strömende Wärmetransportmedium teilweise durch die Wärmespeichereinrichtung und teilweise entlang des von der Wärmespeichereinrichtung umgangenen Teilstücks des Wärmetransportmedienpfads geleitet wird. In dem wenigstens einen dritten Schaltzustand erfolgt also eine Aufteilung des Wärmetransportmedienstroms einerseits auf den Umgehungspfad und andererseits auf das Teilstück des Wärmetransportmedienpfads, sodass ein Teil des Wärmetransportmediums – nun quasi parallel zu dem Wärmetransportmedienpfad – durch die Wärmespeichereinrichtung geleitet wird. Insbesondere kann bevorzugt mittels der Ventileinrichtung eine prozentuale Aufteilung des Wärmetransportmedienstroms auf die Wärmespeichereinrichtung einerseits und auf das diese umgehende Teilstück des Wärmetransportmedienpfads durchgeführt werden. Es ist möglich, dass genau ein solcher dritter Schaltzustand vorgesehen ist, wobei die prozentuale Aufteilung des Wärmetransportmediums dann festgelegt ist. Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl solcher dritter Schaltzustände vorgesehen ist, wobei gemäß einem Ausführungsbeispiel eine diskrete Anzahl solcher dritter Schaltzustände mit diskret zugewiesener prozentualer Aufteilung des Wärmetransportmediums vorgesehen ist, wobei gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel auch eine kontinuierliche Aufteilung des Wärmetransportmediums möglich ist, wobei dann ein Kontinuum dritter Schaltzustände vorgesehen ist. Das Wärmetransportmedium ist dann – insbesondere parameterabhängig – beliebig auf die Wärmespeichereinrichtung einerseits und das Teilstück andererseits aufteilbar. Preferably, however, it is provided that the valve device is switchable into at least one third switching state, in which the heat transport medium flowing along the heat transport medium path is partially passed through the heat storage device and partially along the portion of the heat transport medium path bypassed by the heat storage device. In the at least one third switching state, therefore, there is a division of the heat transport medium flow on the one hand to the bypass path and on the other hand on the portion of the heat transport medium path, so that a part of the heat transport medium - now almost parallel to the heat transport media path - is passed through the heat storage device. In particular, by means of the valve device, a percentage distribution of the heat transfer medium flow to the heat storage device on the one hand and to the part of the heat transport medium path bypassing it on the one hand can be carried out. It is possible that exactly such a third switching state is provided, wherein the percentage distribution of the heat transport medium is then determined. It is also possible that a plurality of such third switching states is provided, wherein according to one embodiment, a discrete number of such third switching states is provided with discretely assigned percentage distribution of the heat transport medium, according to another embodiment, a continuous division of the heat transfer medium is possible, in which case a continuum of third switching states is provided. The heat transport medium is then - in particular parameter-dependent - arbitrarily on the heat storage device on the one hand and the portion on the other hand divisible.

Während zur Verwirklichung der hier beschriebenen Funktionalität grundsätzlich eine einzige Ventileinrichtung nur an einer der Verbindungsstellen zwischen dem Wärmetransportmedienpfad und dem Umgehungspfad genügt, ist es selbstverständlich möglich, dass sowohl an der Abzweigung als auch im Bereich der Einmündung jeweils eine ansteuerbare Ventileinrichtung vorgesehen sind. Diese sind dann bevorzugt insbesondere koordiniert von der Steuereinrichtung ansteuerbar, um die zuvor beschriebenen, verschiedenen Schaltzustände beziehungsweise deren Funktionalität darzustellen oder abzubilden. While, in order to achieve the functionality described here, a single valve device basically only suffices at one of the connection points between the heat transport medium path and the bypass path, it is of course possible for a controllable valve device to be provided both at the branch and in the region of the junction. These are then preferably in particular coordinated controlled by the control device to represent or depict the previously described, different switching states or their functionality.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das System wenigstens zwei Temperatursensoren aufweist, nämlich einen ersten Temperatursensor, der stromabwärts der ersten Wärmeübergabeeinrichtung und stromaufwärts der Abzweigung des Umgehungspfads aus dem Wärmetransportmedienpfad zu der Wärmespeichereinrichtung vorgesehen ist, und einen zweiten Temperatursensor, der angeordnet und eingerichtet ist zur Erfassung einer Temperatur in der Wärmespeichereinrichtung. Dabei kann der zweite Temperatursensor insbesondere direkt in der Wärmespeichereinrichtung oder an der Wärmespeichereinrichtung angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass der zweite Temperatursensor – vorzugsweise unmittelbar – stromaufwärts oder stromabwärts der Wärmespeichereinrichtung in dem Umgehungspfad angeordnet ist. Mittels der Temperatursensoren sind verschiedene, für den Betrieb des Systems relevante Temperaturen erfassbar, wodurch insbesondere eine Steuerung der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von diesen Temperaturen möglich wird. According to one embodiment of the invention, it is provided that the system has at least two temperature sensors, namely a first temperature sensor, which is provided downstream of the first heat transfer device and upstream of the diversion of the bypass path from the heat transport medium path to the heat storage device, and a second temperature sensor, which is arranged and set up is for detecting a temperature in the heat storage device. In this case, the second temperature sensor can be arranged in particular directly in the heat storage device or on the heat storage device. But it is also possible that the second temperature sensor - preferably immediately - upstream or downstream of the heat storage device is arranged in the bypass path. By means of the temperature sensors different, relevant for the operation of the system temperatures can be detected, whereby in particular a control of the valve device in response to these temperatures is possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein dritter Temperatursensor stromabwärts der Einmündung des Umgehungspfads von der Wärmespeichereinrichtung in den Wärmetransportmedienpfad und stromaufwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der dritte Temperatursensor unmittelbar stromaufwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung angeordnet. Auf diese Weise ist die Temperatur des Wärmetransportmediums direkt vor der der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung erfassbar, wobei auch dieser Messwert in bevorzugter Weise zur Steuerung des Systems, insbesondere zur Ansteuerung der Ventileinrichtung, herangezogen werden kann. According to one embodiment of the invention it is provided that a third temperature sensor is arranged downstream of the junction of the bypass path of the heat storage device in the heat transport medium path and upstream of the second heat transfer device. Particularly preferably, the third temperature sensor is arranged directly upstream of the second heat transfer device. In this way, the temperature of the heat transport medium can be detected directly in front of the second heat transfer device, wherein this measured value can be used in a preferred manner for controlling the system, in particular for controlling the valve device.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in Abhängigkeit von einem ersten Messwert des ersten Temperatursensors, in Abhängigkeit von einem zweiten Messwert des zweiten Temperatursensors, und/oder in Abhängigkeit von einem dritten Messwert des dritten Temperatursensors schaltbar ist. Mittels wenigstens eines dieser Messwerte, insbesondere mithilfe des ersten Messwerts und des zweiten Messwerts, können Betriebspunkte des Systems ermittelt werden, anhand derer beispielsweise entschieden werden kann, ob eine hohe Dynamik bei verringerter Wärmekapazität oder vielmehr eine erhöhte Wärmekapazität bei verringerter Dynamik des Wärmetransportmedienpfads für das Systems günstig ist. Zugleich kann in vorteilhafter Weise ermittelt werden, ob Wärme in die Wärmespeichereinrichtung eingespeichert oder aus dieser ausgespeichert werden soll. According to one development of the invention, provision is made for the valve device to be switchable as a function of a first measured value of the first temperature sensor, as a function of a second measured value of the second temperature sensor, and / or as a function of a third measured value of the third temperature sensor. through At least one of these measured values, in particular using the first measured value and the second measured value, can be used to determine operating points by means of which, for example, it is possible to decide whether high dynamics with reduced heat capacity or rather increased heat capacity with reduced dynamics of the heat transport media path for the system is. At the same time can be determined in an advantageous manner, if heat is to be stored in the heat storage device or expelled from this.

Besonders bevorzugt ist die Ventileinrichtung schaltbar in Abhängigkeit von einem Vergleich von zumindest dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert mit einer Auslegungs-Temperatur des Arbeitsfluid-Kreislaufs. Insbesondere werden also bevorzugt sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert jeweils mit der Auslegungs-Temperatur des Arbeitsfluid-Kreislaufs verglichen, wobei das Ergebnis dieser Vergleiche herangezogen wird, um die Ventileinrichtung zu schalten. Particularly preferably, the valve device is switchable as a function of a comparison of at least the first measured value and the second measured value with a design temperature of the working fluid circuit. In particular, therefore, preferably both the first measured value and the second measured value are compared with the design temperature of the working fluid circuit, the result of these comparisons being used to switch the valve device.

Bei einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel des Systems ist es dabei zum Beispiel möglich, die Ventileinrichtung dann in den zweiten Schaltzustand zu schalten, wenn sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert kleiner sind als die Auslegungs-Temperatur. In diesem Fall hat das System offenbar seine gewünschte Betriebstemperatur noch nicht erreicht, sodass ein kurzer Kreislauf für den Wärmetransportmedienpfad erstrebenswert ist, um eine hohe Dynamik und damit ein schnelles Anfahren des Systems zu ermöglichen. In a particularly simple embodiment of the system, it is possible, for example, to switch the valve device into the second switching state if both the first measured value and the second measured value are smaller than the design temperature. In this case, the system has apparently not yet reached its desired operating temperature, so a short cycle is desirable for the heat transport media path to allow high dynamics and thus fast start-up of the system.

Die Ventileinrichtung wird dagegen bevorzugt in den ersten Schaltzustand geschaltet, wenn der erste Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei dann Wärme in die Wärmespeichereinrichtung eingespeichert werden kann. Die Ventileinrichtung wird bevorzugt auch in den ersten Schaltzustand geschaltet, wenn der erste Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei in diesem Fall Wärme aus der Wärmespeichereinrichtung ausgespeichert und zusätzlich zu der Wärme aus der Wärmequelle der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung zugeführt werden kann. Weiterhin wird die Ventileinrichtung bevorzugt in den ersten Schaltzustand geschaltet, wenn sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert größer sind als die Auslegungs-Temperatur, wobei in diesem Fall Wärme in die Wärmespeichereinrichtung eingespeichert werden kann, zumindest solange für diese noch keine kritische Temperatur erreicht ist. By contrast, the valve device is preferably switched into the first switching state when the first measured value is greater than the design temperature, wherein the second measured value is smaller than the design temperature, in which case heat can be stored in the heat storage device. The valve device is preferably also switched to the first switching state if the first measured value is smaller than the design temperature, the second measured value being greater than the design temperature, in which case heat is stored out of the heat store device and in addition to the heat the heat source of the second heat transfer device can be supplied. Furthermore, the valve device is preferably switched to the first switching state if both the first measured value and the second measured value are greater than the design temperature, in which case heat can be stored in the heat storage device, at least as long as no critical temperature has yet been reached for them is.

Gemäß einer komplexeren Ausgestaltung ist es auch möglich, eine detaillierte Fallunterscheidung zu treffen, wobei hierzu insbesondere zusätzlich der dritte Messwert herangezogen werden kann. According to a more complex embodiment, it is also possible to make a detailed case distinction, in which case the third measured value can additionally be used in addition.

Dabei ist es insbesondere möglich, die Ventileinrichtung in den zweiten Schaltzustand zu schalten, wenn der erste Messwert, der zweite Messwert und der dritte Messwert kleiner sind als die Auslegungs-Temperatur, wobei zugleich der zweite Messwert kleiner ist als der erste Messwert. Es kann dann eine hohe Dynamik für das System bereitgestellt werden, sodass dieses schneller auf seine Betriebs- und insbesondere Auslegungs-Temperatur gebracht werden kann. Unter den gleichen Bedingungen ist es aber gleichwohl auch möglich, die Ventileinrichtung in den ersten Schaltzustand zu schalten, um bereits Wärme in die Wärmespeichereinrichtung einzuspeisen, was deswegen möglich ist, weil ja gemäß der zuvor aufgestellten Bedingung der zweite Messwert kleiner ist als der erste Messwert. In this case, it is in particular possible to switch the valve device into the second switching state if the first measured value, the second measured value and the third measured value are smaller than the design temperature, wherein at the same time the second measured value is smaller than the first measured value. It can then be provided a high dynamics for the system, so that it can be brought faster to its operating and in particular design temperature. However, under the same conditions, it is nevertheless also possible to switch the valve device into the first switching state in order to feed heat into the heat storage device, which is possible because, according to the previously established condition, the second measured value is smaller than the first measured value.

Sind dagegen alle drei Messwerte kleiner als die Auslegungs-Temperatur, ist jedoch der zweite Messwert größer als der erste Messwert, kann die Ventileinrichtung in den ersten Schaltzustand geschaltet werden, um Wärme aus der Wärmespeichereinrichtung auszuspeichern und so die Temperatur des Wärmetransportmediums stromaufwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung näher an den Auslegungspunkt zu bringen. If, on the other hand, all three measured values are smaller than the design temperature, but the second measured value is greater than the first measured value, the valve device can be switched to the first switching state in order to store heat out of the heat storage device and thus closer to the temperature of the heat transport medium upstream of the second heat transfer device to bring to the design point.

In den dritten Schaltzustand oder in einen der dritten Schaltzustände kann die Ventileinrichtung insbesondere geschaltet werden, wenn beispielsweise der erste Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur. Durch geeignete Auswahl der prozentualen Aufteilung des Wärmetransportmediums und damit des konkreten dritten Schaltzustands kann in besonders vorteilhafter Weise gewährleistet werden, dass der dritte Messwert gerade der Auslegungs-Temperatur entspricht, wobei überschüssige Wärme aus der Wärmequelle in die Wärmespeichereinrichtung eingespeichert wird. In the third switching state or in one of the third switching states, the valve device can in particular be switched if, for example, the first measured value is greater than the design temperature, the second measured value being smaller than the design temperature. By suitable selection of the percentage distribution of the heat transport medium and thus of the concrete third switching state, it can be ensured in a particularly advantageous manner that the third measured value corresponds to the design temperature, wherein excess heat from the heat source is stored in the heat storage device.

Eine Ansteuerung der Ventileinrichtung in einen dritten Schaltzustand ist auch möglich, wenn der erste Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei dann durch geschickte Ansteuerung der Ventileinrichtung und Aufteilung des Wärmetransportmediums erreicht werden kann, dass wiederum der dritte Messwert gleich der Auslegungs-Temperatur ist, wobei Wärme aus der Wärmespeichereinrichtung ausgespeichert und zusätzlich zu der Wärme aus der Wärmequelle der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung zugeführt werden kann. A control of the valve device in a third switching state is also possible if the first measured value is smaller than the design temperature, the second measured value is greater than the design temperature, which can then be achieved by skillful control of the valve device and distribution of the heat transfer medium in that, in turn, the third measured value is equal to the design temperature, wherein heat can be stored out of the heat storage device and fed to the second heat transfer device in addition to the heat from the heat source.

Dagegen hängt es insbesondere von einer Notkühlstrategie ab, in welchen Schaltzustand die Ventileinrichtung geschaltet wird, wenn sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert größer sind als die Auslegungs-Temperatur, wobei dann insbesondere zu beachten ist, welche Einrichtung, ausgewählt aus der Wärmespeichereinrichtung und der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung, das höhere Temperaturniveau schadlos überstehen kann, und/oder wo in dem Wärmetransportmedienpfad gegebenenfalls eine Kühleinrichtung zur Notkühlung des Wärmetransportmediums vorgesehen ist. In contrast, it depends in particular on an emergency cooling strategy, in which switching state the Valve device is switched when both the first measured value and the second measured value are greater than the design temperature, in which case it is particularly important to note which device selected from the heat storage device and the second heat transfer device, the higher temperature level can survive harmless, and / or where in the heat transport media path, if necessary, a cooling device for emergency cooling of the heat transfer medium is provided.

Die Steuereinrichtung des Systems ist vorzugsweise einerseits mit den wenigstens zwei Temperatursensoren, insbesondere mit den drei Temperatursensoren, einerseits sowie mit der Ventileinrichtung andererseits wirkverbunden, sodass mittels der Steuereinrichtung die Ventileinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Messwert der Temperatursensoren ansteuerbar ist. Vorzugsweise ist in der Steuereinrichtung eine Auslegungs-Temperatur des Arbeitsfluid-Kreislaufs hinterlegt. The control device of the system is preferably operatively connected on the one hand to the at least two temperature sensors, in particular to the three temperature sensors, on the one hand and to the valve device on the other hand, so that the valve device can be controlled by the control device as a function of at least one measured value of the temperature sensors. Preferably, a design temperature of the working fluid circuit is stored in the control device.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass das System wenigstens eine Kühleinrichtung aufweist. Diese ist insbesondere zur Wärmeabfuhr aus dem Wärmetransportmedienpfad für einen Fall vorgesehen, in welchem weder die Wärmespeichereinrichtung noch die zweite Wärmeübergabeeinrichtung weitere Wärme aufnehmen können, sodass eine Notkühlung notwendig wird. Im Übrigen ist der Betrieb einer Kühleinrichtung ungünstig mit Blick auf den Wirkungsgrad des Systems. Die Kühleinrichtung wird vorzugsweise nur dann als Notkühleinrichtung verwendet, wenn eine für die Funktionsfähigkeit des Systems kritische Wärmemenge in dem Wärmetransportmedienpfad erreicht oder überschritten wird. According to one embodiment of the invention, it is preferably provided that the system has at least one cooling device. This is provided in particular for heat removal from the heat transport media path for a case in which neither the heat storage device nor the second heat transfer device can absorb more heat, so that emergency cooling is necessary. Incidentally, the operation of a cooling device is unfavorable with regard to the efficiency of the system. The cooling device is preferably used as an emergency cooling device only if a critical for the functioning of the system amount of heat in the heat transport media path is reached or exceeded.

Es ist möglich, dass die Kühleinrichtung in einem Kurzschlusspfad angeordnet ist, wobei der Kurzschlusspfad den Wärmetransportmedienpfad zwischen einer ersten Stelle stromabwärts der ersten Wärmeübergabeeinrichtung sowie stromaufwärts der Abzweigung des Umgehungspfads und einer zweiten Stelle stromabwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung und stromaufwärts der ersten Wärmeübergabeeinrichtung kurzschließt. Dabei ist vorzugsweise wenigstens eine Kurzschluss-Ventileinrichtung vorgesehen, um den Kurzschlusspfad zu sperren oder freizugeben. Ist der Kurzschlusspfad freigegeben, werden vorzugsweise sowohl der Umgehungspfad mit der Wärmespeichereinrichtung als auch die zweite Wärmeübergabeeinrichtung durch das Wärmetransportmedium vollständig umgangen, wobei dieses allein noch durch die in dem Kurzschlusspfad angeordnete Kühleinrichtung und die erste Wärmeübergabeeinrichtung gefördert wird. Auf diese Weise können die Wärmespeichereinrichtung einerseits und die zweite Wärmeübergabeeinrichtung andererseits sehr effektiv vor einer Überhitzung geschont werden, allerdings ist zusätzlich die Kurzschlusspfad-Ventileinrichtung vorzusehen. It is possible for the cooling device to be arranged in a short-circuit path, the short-circuit path shorting the heat transport medium path between a first location downstream of the first heat transfer device and upstream of the branch of the bypass path and a second location downstream of the second heat transfer device and upstream of the first heat transfer device. In this case, preferably at least one short-circuit valve device is provided to block or release the short-circuit path. If the short-circuit path is released, preferably both the bypass path with the heat storage device and the second heat transfer device are completely bypassed by the heat transport medium, this being conveyed solely by the cooling device arranged in the short-circuit path and the first heat transfer device. In this way, the heat storage device on the one hand and the second heat transfer device on the other hand can be very effectively protected against overheating, however, in addition, the Kurzschlusspfad valve device is provided.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass eine Kühleinrichtung in dem Umgehungspfad stromaufwärts der Wärmespeichereinrichtung angeordnet ist. Dies erweist sich insbesondere als ideal, um die Wärmespeichereinrichtung vor einer Überhitzung zu schützen, weil eine Kühlung des Wärmetransportmediums unmittelbar vor der Wärmespeichereinrichtung möglich ist. Es zeigt sich aber, dass bei dieser Ausgestaltung die maximal mögliche Temperatur der Wärmespeichereinrichtung von der Auslegung der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung abhängig ist. Alternatively or additionally, it is possible that a cooling device is arranged in the bypass path upstream of the heat storage device. This proves to be particularly ideal to protect the heat storage device from overheating, because a cooling of the heat transfer medium immediately before the heat storage device is possible. It turns out, however, that in this embodiment, the maximum possible temperature of the heat storage device is dependent on the design of the second heat transfer device.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass eine Kühleinrichtung in dem Umgehungspfad stromabwärts der Wärmespeichereinrichtung vorgesehen ist. Dies erweist sich insbesondere dann als ideal, wenn die Wärmespeichereinrichtung in jedem Fall so ausgelegt ist, dass sie der maximal am Ort des ersten Temperatursensors herrschenden Temperatur des Wärmetransportmediums schadlos ausgesetzt werden kann. Alternatively or additionally, it is possible that a cooling device is provided in the bypass path downstream of the heat storage device. This proves to be particularly ideal if the heat storage device is designed in each case so that it can be exposed to the maximum prevailing at the location of the first temperature sensor temperature of the heat transfer medium without damage.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die wenigstens eine Kühleinrichtung in dem Wärmetransportmedienpfad stromabwärts der Einmündung des Umgehungspfads und stromaufwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung angeordnet ist. Dies erweist sich insbesondere als ideal, wenn die am Ort des ersten Temperatursensors maximal erreichbare Temperatur größer ist als die für die Wärmespeichereinrichtung maximal zulässige Temperatur, weil so die Wärmespeichereinrichtung bei zu hoher Temperatur des Wärmetransportmediums übergangen werden kann, wobei das Wärmetransportmedium in der Kühleinrichtung gekühlt werden kann. Alternatively or additionally, it is possible that the at least one cooling device is arranged in the heat transport medium path downstream of the junction of the bypass path and upstream of the second heat transfer device. This proves to be particularly ideal if the maximum achievable at the location of the first temperature sensor temperature is greater than the maximum permissible for the heat storage device temperature, because so the heat storage device can be overridden at too high a temperature of the heat transfer medium, the heat transport medium are cooled in the cooling device can.

Schließlich ist es auch möglich, eine passive Notkühlstrategie dadurch zu realisieren, dass ein Wärmeumgehungspfad für die aus der Wärmequelle stammende Wärme um die erste Wärmeübergabeeinrichtung herum geschaffen wird, wobei hier vorzugsweise eine Wärmeumgehungsventileinrichtung vorgesehen ist, um die von der Wärmequelle kommende Wärme zwischen dem Wärmeumgehungspfad einerseits und der ersten Wärmeübergabeeinrichtung andererseits aufzuteilen. Insbesondere ist es möglich, dass ein Bypass für Abgas um die erste Wärmeübergabeeinrichtung angeordnet ist. Es ist so möglich, im Notfall den Wärmeeintrag in die erste Wärmeübergabeeinrichtung und damit zugleich auch in den Wärmetransportmedienpfad zu reduzieren. Finally, it is also possible to realize a passive emergency cooling strategy by providing a heat bypass path for the heat from the heat source around the first heat transfer device, preferably providing a heat bypass valve means for transferring the heat from the heat source between the heat bypass path and the first heat transfer device, on the other hand. In particular, it is possible that a bypass for exhaust gas is arranged around the first heat transfer device. It is thus possible, in an emergency, to reduce the heat input into the first heat transfer device and thus at the same time also in the heat transport media path.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Anordnung geschaffen wird, welche eine Wärmequelle und ein System nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Dabei ergeben sich insbesondere die Vorteile, welche bereits in Zusammenhang mit dem System beschrieben wurden. The object is also achieved by providing an arrangement comprising a heat source and a system according to one of the previously described embodiments. This results in particular the advantages which have already been described in connection with the system.

Es ist dabei möglich, dass die Wärmequelle im Betrieb eine zeitlich fluktuierende Wärmeleistung aufweist, wobei sich in besonderer Weise die Vorteile des Systems verwirklichen, weil die fluktuierende Wärmeleistung der Wärmequelle durch die Wärmespeichereinrichtung des Systems zeitlich vergleichmäßigt und homogenisiert werden kann. It is possible that the heat source during operation has a temporally fluctuating heat output, which realize the benefits of the system in a special way, because the fluctuating heat output of the heat source can be homogenized and homogenized by the heat storage device of the system.

Die Wärmequelle ist bevorzugt mit dem Zwischenkreis des Systems thermisch verbunden. The heat source is preferably thermally connected to the DC link of the system.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Wärmequelle als Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Somit ist in dem System Abwärme der Brennkraftmaschine nutzbar, insbesondere in mechanische und/oder elektrische Leistung wandelbar. Insbesondere ist bevorzugt Abwärme von Abgas der Brennkraftmaschine in dem System nutzbar, wobei insbesondere bevorzugt mittels der ersten Wärmeübergabeeinrichtung Wärme aus dem Abgas der Brennkraftmaschine entnehmbar und dem Arbeitsfluid-Kreislauf zuführbar ist. According to a preferred embodiment, it is provided that the heat source is designed as an internal combustion engine. Thus, in the system waste heat of the internal combustion engine can be used, in particular in mechanical and / or electrical power convertible. In particular, waste heat from exhaust gas of the internal combustion engine is preferably usable in the system, wherein heat can be extracted from the exhaust gas of the internal combustion engine and supplied to the working fluid circuit, in particular preferably by means of the first heat transfer device.

Die Brennkraftmaschine kann auch über eine Kühlmittelleitung mit dem System thermisch verbunden sein, sodass Abwärme der Brennkraftmaschine aus einem Kühlmittelkreislauf in dem System zur Durchführung des thermodynamischen Kreisprozesses verwendet werden kann. The internal combustion engine can also be thermally connected to the system via a coolant line, so that waste heat from the internal combustion engine can be used from a coolant circuit in the system for carrying out the thermodynamic cycle.

Die Wärmequelle ist bevorzugt als mobile Brennkraftmaschine ausgebildet. Sie kann dabei insbesondere dem Antrieb eines Kraftfahrzeugs dienen, insbesondere eines Landfahrzeugs, eines Wasserfahrzeugs oder eines Luftfahrzeugs. Insbesondere bei mobilen Brennkraftmaschinen ergeben sich schwankende Lastprofile mit zeitlich inhomogenem Wärmeangebot, wobei sich in besonderer Weise die Vorteile des Systems verwirklichen. The heat source is preferably designed as a mobile internal combustion engine. It can in particular serve the drive of a motor vehicle, in particular a land vehicle, a watercraft or an aircraft. Particularly in mobile internal combustion engines fluctuating load profiles arise with temporally inhomogeneous heat supply, which realize the benefits of the system in a special way.

Es ist auch möglich, dass die Brennkraftmaschine als stationäre Brennkraftmaschine, beispielsweise zum Antrieb von Pumpen, elektrischen Generatoren oder dergleichen ausgebildet ist. It is also possible that the internal combustion engine is designed as a stationary internal combustion engine, for example for driving pumps, electric generators or the like.

Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs eingerichtet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet. The internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine. It is possible that the internal combustion engine is arranged to drive a passenger car, a truck or a commercial vehicle. In a preferred embodiment, the internal combustion engine is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank. An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, used for stationary power supply in emergency operation, continuous load operation or peak load operation, the internal combustion engine in this case preferably drives a generator. A stationary application of the internal combustion engine for driving auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs, is possible. Furthermore, an application of the internal combustion engine in the field of promoting fossil raw materials and in particular fuels, for example oil and / or gas, possible. It is also possible to use the internal combustion engine in the industrial sector or in the field of construction, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator. The internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or another suitable gas. In particular, when the internal combustion engine is designed as a gas engine, it is suitable for use in a cogeneration plant for stationary power generation.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Kraftfahrzeug geschaffen wird, welches eine Anordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug vorzugsweise eine Leistungserzeugungseinrichtung, vorzugsweise eine Antriebseinrichtung, insbesondere eine Brennkraftmaschine auf, die mit einem System zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele thermisch zur Nutzung von Abwärme der als Wärmequelle wirkenden Leistungserzeugungseinrichtung wirkverbunden ist. In Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem System und der Anordnung erläutert wurden. Insbesondere eine Leistungserzeugungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs weist typischerweise ein zeitlich schwankendes Lastprofil auf, sodass sich hier in besonderer Weise die Vorteile des Systems und der Anordnung verwirklichen. Die Leistungserzeugungseinrichtung kann als Antriebseinrichtung ausgebildet sein, es ist aber auch möglich, dass sie nicht als Antriebseinrichtung ausgebildet ist, wobei es sich beispielsweise um eine Hilfs-Leistungserzeugungseinrichtung, insbesondere eine sogenannte APU (Auxiliary Power Unit) handeln kann. Die Abwärme der Leistungserzeugungseinrichtung ist in dem System rekuperierbar. Finally, the object is also achieved by providing a motor vehicle which has an arrangement according to one of the exemplary embodiments described above. In particular, the motor vehicle preferably has a power generating device, preferably a drive device, in particular an internal combustion engine, which is thermally operatively connected to a system for performing a thermodynamic cycle according to one of the embodiments described above for the use of waste heat of the power generating device acting as a heat source. In connection with the motor vehicle, in particular, the advantages which have already been explained in connection with the system and the arrangement are realized. In particular, a power generation device of a motor vehicle typically has a time-varying load profile, so that the advantages of the system and the arrangement are realized in a special way here. The power generating device may be designed as a drive device, but it is also possible that it is not designed as a drive device, which may be, for example, an auxiliary power generating device, in particular a so-called APU (Auxiliary Power Unit). The waste heat of the power generation device can be recuperated in the system.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs mit einer Anordnung und einem System zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle with a Arrangement and a system for carrying out a thermodynamic cycle.

Die einzige Fig. zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nur schematisch angedeuteten Kraftfahrzeugs 1, welches eine Anordnung 3 mit einer Wärmequelle 5 und ein System 7 zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozesses aufweist. Das System 7 weist einen nur zum Teil dargestellten Arbeitsfluidkreislauf 9 auf, in dem der thermodynamische Kreisprozess, besonders bevorzugt ein organischer Rankine-Kreisprozess (ORC) durchführbar ist. Das System 7 weist außerdem eine Wärmespeichereinrichtung 11 auf, die eingerichtet ist, um in einem ersten Betriebszustand Wärme aus der Wärmequelle 5 aufzunehmen, wobei sie weiter eingerichtet ist, um in einem zweiten Betriebszustand Wärme an den Arbeitsfluid-Kreislauf 9 abzugeben. Die Wärmespeichereinrichtung 11 kann insbesondere einen Wärmespeicher aufweisen, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem sensiblen Wärmespeicher, einem latenten Wärmespeicher, einem sorbtivem Wärmespeicher, und einem chemischen Wärmespeicher. The single FIGURE shows an embodiment of a motor vehicle indicated only schematically 1 which is an arrangement 3 with a heat source 5 and a system 7 to carry out a thermodynamic cycle. The system 7 shows a working fluid circuit only partially shown 9 in which the thermodynamic cycle, particularly preferably an organic Rankine cycle (ORC) is feasible. The system 7 also has a heat storage device 11 configured to receive heat from the heat source in a first operating condition 5 while being further configured to apply heat to the working fluid circuit in a second operating condition 9 leave. The heat storage device 11 may in particular have a heat storage, which is selected from a group consisting of a sensitive heat storage, a latent heat storage, a sorbtivem heat storage, and a chemical heat storage.

Die Wärmequelle 5 ist bevorzugt als Brennkraftmaschine ausgebildet, die insbesondere dem Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 dienen, aber auch als Hilfs-Brennkraftmaschine, beispielsweise als Auxiliary Power Unit (APU) ausgebildet sein kann. Dabei ist Abwärme der Wärmequelle 5 dem Arbeitsfluid-Kreislauf 9 zuführbar, wobei die Abwärme insbesondere einem hier schematisch dargestellten Abgasstrom 13 der Brennkraftmaschine 5 entnommen werden kann. Es ist alternativ allerdings auch möglich, Abwärme der Brennkraftmaschine 5 beispielsweise aus einem Kühlmittelkreislauf oder in anderer geeigneter Weise zu entnehmen. The heat source 5 is preferably designed as an internal combustion engine, in particular the drive of the motor vehicle 1 serve, but can also be designed as an auxiliary internal combustion engine, for example as an auxiliary power unit (APU). This waste heat is the heat source 5 the working fluid circuit 9 can be supplied, wherein the waste heat in particular an exhaust gas flow shown schematically here 13 the internal combustion engine 5 can be removed. However, it is alternatively also possible waste heat of the internal combustion engine 5 for example, to be taken from a coolant circuit or in another suitable manner.

Die Wärmespeichereinrichtung 11 ist fluidisch in Reihe mit einem Wärmetransportmedienpfad 15 anordenbar, wobei der Wärmetransportmedienpfad 15 eine erste, der Wärmequelle 5 zugeordnete Wärmeübergabeeinrichtung 17 mit einer zweiten, dem Arbeitsfluid-Kreislauf 9 zugeordneten Wärmeübergabeeinrichtung 19 thermisch verbindet. The heat storage device 11 is fluidly in series with a heat transport media path 15 disposable, wherein the heat transport media path 15 a first, the heat source 5 associated heat transfer device 17 with a second, the working fluid circuit 9 associated heat transfer device 19 thermally connects.

Dabei ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Systems 7 der Wärmetransportmedienpfad 15 als Zwischenkreis 21 ausgebildet, wobei entlang des Zwischenkreises 21 ein Wärmetransportmedium förderbar ist, wobei der Zwischenkreis 21 die Wärmequelle 5 thermisch mit dem Arbeitsfluid-Kreislauf 9 verbindet. Dabei ist Wärme mittels der ersten Wärmeübergabeeinrichtung 17 von der Wärmequelle 5 in den Zwischenkreis 21 übertragbar, und es ist Wärme mittels der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 von dem Zwischenkreis 21 in den Arbeitsfluid-Kreislauf 9 übertragbar. It is in the embodiment of the system shown here 7 the heat transport media path 15 as a DC link 21 formed, being along the intermediate circuit 21 a heat transport medium is conveyed, wherein the intermediate circuit 21 the heat source 5 thermally with the working fluid circuit 9 combines. In this case, heat by means of the first heat transfer device 17 from the heat source 5 in the DC link 21 transferable, and it is heat by means of the second heat transfer device 19 from the DC link 21 in the working fluid circuit 9 transferable.

Insbesondere ist die erste Wärmeübergabeeinrichtung 17 bevorzugt als Wärmetauscher ausgebildet, der einerseits von dem Abgasstrom 13 und andererseits von dem Wärmetransportmedium des Wärmetransportmedienpfads 15 durchsetzt wird, sodass Wärme von dem Abgasstrom 13 auf das Wärmetransportmedium übertragbar ist. In particular, the first heat transfer device 17 preferably designed as a heat exchanger, on the one hand of the exhaust stream 13 and, on the other hand, the heat transport medium of the heat transport media path 15 is permeated so that heat from the exhaust stream 13 is transferable to the heat transfer medium.

Die zweite Wärmeübergabeeinrichtung 19 ist bevorzugt als Verdampfer des Arbeitsfluid-Kreislaufs 9 ausgebildet, in dem ein Arbeitsfluid des Arbeitsfluid-Kreislaufs 9 Wärme aufnehmen und dort insbesondere verdampft werden kann. The second heat transfer device 19 is preferred as an evaporator of the working fluid circuit 9 formed in which a working fluid of the working fluid circuit 9 Absorb heat and can be vaporized there in particular.

Der Arbeitsfluid-Kreislauf 9 weist bevorzugt – entlang einer Strömungsrichtung des Arbeitsfluid in dem Arbeitsfluid-Kreislauf 9 gesehen in der folgenden Reihenfolge – eine hier nicht dargestellte Fördereinrichtung zur Förderung des Arbeitsfluids entlang des Arbeitsfluid-Kreislaufs 9, den hier dargestellten Verdampfer in Form der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19, eine Expansionsmaschine, die eingerichtet ist zur Umwandlung von Wärme in mechanische Energie und einen Kühl-Wärmetauscher, insbesondere einen Kondensator, zur Kühlung des Arbeitsfluids auf. Von dem Kühl-Wärmetauscher gelangt das Arbeitsfluid dann vorzugsweise über die Fördereinrichtung wieder zurück zu dem Verdampfer, sodass der Arbeitsfluid-Kreislauf 9 geschlossen ist. Die zweite Wärmeübergabeeinrichtung 19 oder der Verdampfer ist insbesondere als Wärmetauscher ausgebildet, der einerseits von dem Arbeitsfluid und andererseits von dem Wärmetransportmedium des Zwischenkreises 21 durchsetzt wird, sodass Wärme von dem Wärmetransportmedium auf das Arbeitsfluid übertragbar ist. The working fluid circuit 9 preferably, along a flow direction of the working fluid in the working fluid circuit 9 seen in the following order - a conveyor not shown here for conveying the working fluid along the working fluid circuit 9 , The evaporator shown here in the form of the second heat transfer device 19 , an expansion machine, which is adapted for the conversion of heat into mechanical energy and a cooling heat exchanger, in particular a condenser, for cooling the working fluid. From the cooling heat exchanger, the working fluid then passes back via the conveyor back to the evaporator, so that the working fluid circuit 9 closed is. The second heat transfer device 19 or the evaporator is designed in particular as a heat exchanger, on the one hand by the working fluid and on the other hand by the heat transport medium of the intermediate circuit 21 is permeated, so that heat from the heat transfer medium to the working fluid is transferable.

Der Zwischenkreis 21 ist hier als geschlossener Wärmetransportmedienpfad 15 ausgebildet, wobei das Wärmetransportmedium zyklisch entlang des Zwischenkreises 21 geführt wird. Dabei weist der Wärmetransportmedienpfad 15 eine Fördereinrichtung 23, insbesondere eine Pumpe, zur Förderung des Wärmetransportmediums entlang des Wärmetransportmedienpfads 15 auf. The DC link 21 is here as a closed heat transport media path 15 formed, wherein the heat transport medium cyclically along the intermediate circuit 21 to be led. In this case, the heat transport media path 15 a conveyor 23 , in particular a pump for conveying the heat transport medium along the heat transport medium path 15 on.

Als Wärmetransportmedium in dem Wärmetransportmediumpfad 15 kann insbesondere ein Thermoöl, eine Salzschmelze, oder dergleichen verwendet werden. As a heat transport medium in the heat transport medium path 15 For example, a thermal oil, a molten salt, or the like can be used.

Die Wärmespeichereinrichtung 11 ist hier in einem Umgehungspfad 25 angeordnet, der eingerichtet ist, um ein Teilstück 27 des Wärmetransportmedienpfads 15 zu umgehen, wobei – in Strömungsrichtung des Wärmetransportmediums gesehen – stromaufwärts der Wärmespeichereinrichtung 11 eine Abzweigung 29 für das Wärmetransportmedium angeordnet ist, und wobei stromabwärts der Wärmespeichereinrichtung 11 eine Einmündung 31 für das Wärmetransportmedium vorgesehen ist, wobei das Teilstück 27 zwischen der Abzweigung 29 und der Einmündung 31 angeordnet ist. Die Abzweigung 29 und die Einmündung 31 stellen Verbindungsstellen zwischen dem Wärmetransportmedienpfad 15 und dem Umgehungspfad 25 dar. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Einmündung 31 eine ansteuerbare Ventileinrichtung 33 angeordnet, wobei ein veränderbarer Anteil des Wärmetransportmediums durch parameterabhängige Ansteuerung der Ventileinrichtung 33 durch die Wärmespeichereinrichtung 11 leitbar ist. Zur Ansteuerung der Ventileinrichtung 33 ist bevorzugt eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung vorgesehen. The heat storage device 11 is here in a bypass path 25 arranged, which is set up to a section 27 the heat transport media path 15 to circumvent, wherein - seen in the flow direction of the heat transport medium - upstream of the heat storage device 11 a turnoff 29 is arranged for the heat transport medium, and wherein downstream of the heat storage device 11 a junction 31 for the Heat transport medium is provided, wherein the portion 27 between the junction 29 and the confluence 31 is arranged. The turnoff 29 and the confluence 31 Make connection points between the heat transport media path 15 and the bypass path 25 In the embodiment shown here is at the junction 31 a controllable valve device 33 arranged, wherein a variable portion of the heat transport medium by parameter-dependent control of the valve device 33 through the heat storage device 11 is conductive. For controlling the valve device 33 a control device not shown here is preferably provided.

Die Ventileinrichtung 33 ist insbesondere in einen ersten Schaltzustand schaltbar, in welchem ein gesamter, entlang des Wärmetransportmedienpfads 15 strömender Wärmetransportmedienstrom durch die Wärmespeichereinrichtung 11 geleitet wird. In diesem Schaltzustand ist also insbesondere ein Durchgang entlang des Teilstücks 27 für das Wärmetransportmedium gesperrt, sodass das gesamte Wärmetransportmedium entlang des Umgehungspfads 25 und durch die Wärmespeichereinrichtung 11 strömen muss. The valve device 33 is in particular switchable to a first switching state, in which an entire, along the heat transport media path 15 flowing heat transfer media stream through the heat storage device 11 is directed. In this switching state is thus in particular a passage along the section 27 blocked for the heat transport medium, so that the entire heat transport medium along the bypass path 25 and through the heat storage device 11 has to flow.

In einem zweiten Schaltzustand der Ventileinrichtung 33 ist ein Pfad durch die Wärmespeichereinrichtung 11, mithin insbesondere der Umgehungspfad 25, für das Wärmetransportmedium gesperrt, sodass das gesamte Wärmetransportmedium entlang des Teilstücks 27 strömt. In a second switching state of the valve device 33 is a path through the heat storage device 11 , thus in particular the bypass path 25 , blocked for the heat transfer medium, so that the entire heat transport medium along the section 27 flows.

Die Ventileinrichtung 33 ist vorzugsweise in wenigstens einen dritten Schaltzustand schaltbar, in dem das entlang des Wärmetransportmedienpfads 15 strömende Wärmetransportmedium teilweise durch die Wärmespeichereinrichtung 11 und teilweise entlang des von dem Umgebungspfad 25 umgangenen Teilstücks 27 geleitet wird. Das Wärmetransportmedium kann demnach in dem wenigstens einen dritten Schaltzustand – vorzugsweise in einer Mehrzahl von Verhältnissen, insbesondere diskret oder besonders bevorzugt kontinuierlich – auf den Umgehungspfad 25 und die Wärmespeichereinrichtung 11 einerseits sowie das Teilstück 27 unter Umgehung der Wärmespeichereinrichtung 11 andererseits aufgeteilt werden. The valve device 33 is preferably switchable in at least a third switching state in which along the heat transport media path 15 flowing heat transfer medium partially through the heat storage device 11 and partially along the from the environment path 25 bypassed section 27 is directed. The heat transport medium can therefore in the at least one third switching state - preferably in a plurality of ratios, in particular discretely or particularly preferably continuously - to the bypass path 25 and the heat storage device 11 on the one hand and the section on the other 27 bypassing the heat storage device 11 on the other hand be split.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Systems 7 ist ein erster Temperatursensor 35 stromabwärts der ersten Wärmeübergabeeinrichtung 17 und stromaufwärts der Abzweigung 29 in dem Wärmetransportmedienpfad 15 angeordnet, sodass eine Temperatur des Wärmetransportmediums am Ort des ersten Temperatursensors 35 mit diesem messbar ist. Ein zweiter Temperatursensor 37 ist zur Erfassung der Temperatur der Wärmespeichereinrichtung 11 vorgesehen, wobei der zweite Temperatursensor 37 insbesondere in der Wärmespeichereinrichtung 11 und besonders bevorzugt in einem dieser zugeordneten Wärmespeicher, angeordnet ist. Ein dritter Temperatursensor 39 ist hier stromabwärts der Einmündung 31, damit zugleich stromabwärts der Ventileinrichtung 33, und stromaufwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 in dem Wärmetransportmedienpfad 15 derart angeordnet, dass die Temperatur des Wärmetransportmediums in dem Wärmetransportmedienpfad 15 am Ort des dritten Temperatursensors 39 mit diesem messbar ist. In the embodiment of the system shown here 7 is a first temperature sensor 35 downstream of the first heat transfer device 17 and upstream of the branch 29 in the heat transport media path 15 arranged so that a temperature of the heat transfer medium at the location of the first temperature sensor 35 measurable with this. A second temperature sensor 37 is for detecting the temperature of the heat storage device 11 provided, wherein the second temperature sensor 37 in particular in the heat storage device 11 and particularly preferably in one of these associated heat storage is arranged. A third temperature sensor 39 is here downstream of the confluence 31 , so that at the same time downstream of the valve device 33 , and upstream of the second heat transfer device 19 in the heat transport media path 15 arranged such that the temperature of the heat transport medium in the heat transport media path 15 at the location of the third temperature sensor 39 measurable with this.

Die hier nicht dargestellte Steuereinrichtung ist vorzugsweise einerseits mit den Temperatursensoren 35, 37, 39 und andererseits mit der Ventileinrichtung 33 wirkverbunden, sodass die Ventileinrichtung 33 insbesondere in Abhängigkeit von einem ersten Messwert des ersten Temperatursensors 35, von einem zweiten Messwert des zweiten Temperatursensors 37, und/oder von einem dritten Messwert des dritten Temperatursensors 39 schaltbar ist. Besonders bevorzugt ist die Ventileinrichtung 33 dabei insbesondere in Abhängigkeit eines Vergleichs von zumindest dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert mit einer Auslegungs-Temperatur des Arbeitsfluidkreislaufs 9 schaltbar. The control device not shown here is preferably on the one hand with the temperature sensors 35 . 37 . 39 and on the other hand with the valve device 33 operatively connected, so that the valve device 33 in particular as a function of a first measured value of the first temperature sensor 35 , from a second measured value of the second temperature sensor 37 , and / or a third measured value of the third temperature sensor 39 is switchable. Particularly preferred is the valve device 33 in particular as a function of a comparison of at least the first measured value and the second measured value with a design temperature of the working fluid circuit 9 switchable.

Dabei kann gemäß einer einfachen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung 33 in ihren zweiten Schaltzustand geschaltet wird, wenn sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert kleiner sind als die Auslegungs-Temperatur. Auf diese Weise kann ein kurzer Zwischenkreis 21 unter Aussparung des Umgehungspfads 25 und der Wärmespeichereinrichtung 11 realisiert werden, der eine vergleichsweise geringe Wärmekapazität und somit eine hohe Dynamik aufweist. Dies kann insbesondere zum raschen Aufheizen des Arbeitsfluid-Kreislaufs 9 auf Betriebstemperatur, insbesondere auf die Auslegungs-Temperatur, verwendet werden. Ist der erste Messwert größer als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur, kann die Ventileinrichtung 33 in ihren ersten Schaltzustand geschaltet werden, wobei Wärme in die Wärmespeichereinrichtung 11 eingespeichert werden kann. In dem ersten Schaltzustand kann dann, wenn der erste Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur, Wärme aus der Wärmespeichereinrichtung 11 ausgekoppelt werden. In dem ersten Schaltzustand ist es auch möglich, Wärme in die Wärmespeichereinrichtung einzuspeisen, wenn sowohl der erste Messwert des ersten Temperatursensors 35 als auch der zweite Messwert des zweiten Temperatursensors 37 größer sind als die Auslegungs-Temperatur, sofern eine für die Wärmespeichereinrichtung 11 kritische Temperatur nicht überschritten wird. It can be provided according to a simple embodiment that the valve device 33 is switched to its second switching state when both the first measured value and the second measured value are smaller than the design temperature. In this way, a short DC link 21 with the exception of the bypass path 25 and the heat storage device 11 be realized, which has a comparatively low heat capacity and thus high dynamics. This can in particular for rapid heating of the working fluid circuit 9 to operating temperature, in particular to the design temperature can be used. If the first measured value is greater than the design temperature, the second measured value being smaller than the design temperature, the valve device can 33 be switched to its first switching state, wherein heat in the heat storage device 11 can be stored. In the first switching state, when the first measured value is smaller than the design temperature, wherein the second measured value is greater than the design temperature, heat can be transferred from the heat storage device 11 be decoupled. In the first switching state, it is also possible to feed heat into the heat storage device when both the first measured value of the first temperature sensor 35 as well as the second measured value of the second temperature sensor 37 are greater than the design temperature, if one for the heat storage device 11 critical temperature is not exceeded.

Gemäß einer komplexeren Ansteuerung der Ventileinrichtung 33 ist es möglich, dass diese in ihren zweiten Schaltzustand geschaltet wird, wenn der erste Messwert des ersten Temperatursensors, der zweite Messwert des zweiten Temperatursensors und der dritte Messwert des dritten Temperatursensors kleiner sind als die Auslegungs-Temperatur, wobei zugleich der zweite Messwert kleiner ist als der erste Messwert. In diesem Fall wird eine kurze Ausgestaltung des Zwischenkreises 21 mit hoher Dynamik verwirklicht. Unter den gleichen Bedingungen kann allerdings die Ventileinrichtung 33 auch in ihren ersten Schaltzustand gebracht werden, wobei dann – da der zweite Messwert kleiner ist als der erste Messwert – bereits Wärme für ein prädiktives Fahren und/oder eine Optimierung eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine in die Wärmespeichereinrichtung 11 eingespeichert werden kann. Insoweit kann hier eine Entscheidung zwischen dem ersten Schaltzustand und dem zweiten Schaltzustand anhand der Frage getroffen werden, ob eher eine erhöhte Dynamik oder eher eine prädiktive Fahrweise unter Einspeicherung von Wärme in die Wärmespeichereinrichtung 11 vorteilhaft ist. Die Ventileinrichtung 33 wird bevorzugt auch in ihren ersten Schaltzustand geschaltet, wenn alle drei Messwerte kleiner sind als die Auslegungs-Temperatur, wobei jedoch der zweite Messwert größer ist als der erste Messwert. In diesem Fall kann Wärme in vorteilhafter Weise aus der Wärmespeichereinrichtung 11 ausgekoppelt und zusätzlich zu der – zum Erreichen der Auslegungs-Temperatur nicht ausreichenden – Wärme der Wärmequelle 5 der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 zugeführt werden. According to a more complex control of the valve device 33 it is possible that this is switched to its second switching state, when the first measured value of the first temperature sensor, the second measured value of the second temperature sensor and the third measured value of the third temperature sensor are smaller than the design temperature, wherein at the same time the second measured value is smaller than the first measured value. In this case, a short configuration of the DC link 21 realized with high dynamics. Under the same conditions, however, the valve device 33 are also brought into their first switching state, in which case - since the second measured value is smaller than the first measured value - already heat for a predictive driving and / or optimization of an operating point of the internal combustion engine in the heat storage device 11 can be stored. In that regard, a decision can be made here between the first switching state and the second switching state based on the question, whether rather an increased dynamics or rather a predictive driving while storing heat in the heat storage device 11 is advantageous. The valve device 33 is preferably also switched to its first switching state, when all three measured values are smaller than the design temperature, but the second measured value is greater than the first measured value. In this case, heat can be advantageously removed from the heat storage device 11 coupled and in addition to the - not sufficient to reach the design temperature - heat of the heat source 5 the second heat transfer device 19 be supplied.

Eine flexible Schaltung der Ventileinrichtung 33 in verschiedene dritte Schaltzustände unter prozentualer Aufteilung des Wärmetransportmedienstroms wird bevorzugt verwirklicht, wenn der erste Messwert von dem zweiten Messwert verschieden ist, wobei insbesondere einer der beiden Messwerte größer ist als die Auslegungs-Temperatur und der andere der beiden Messwerte kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur. Es wird dann bevorzugt entweder durch Einspeicherung von Wärme in die Wärmespeichereinrichtung 11 – wenn der erste Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur – oder durch Auskopplung von Wärme aus der Wärmespeichereinrichtung 11 – wenn der erste Messwert kleiner ist als die Auslegungs-Temperatur, wobei der zweite Messwert größer ist als die Auslegungs-Temperatur – vorzugsweise an dem Ort des dritten Temperatursensors 39 und damit am Eingang der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 die Auslegungs-Temperatur erreicht. Die Differenzwärme wird dabei entweder in die Wärmespeichereinrichtung 11 eingespeichert oder aus dieser ausgekoppelt. A flexible circuit of the valve device 33 into different third switching states with a percentage distribution of the heat transfer medium flow is preferably realized when the first measured value is different from the second measured value, wherein in particular one of the two measured values is greater than the design temperature and the other of the two measured values is smaller than the design temperature , It is then preferred either by storage of heat in the heat storage device 11 - When the first measured value is greater than the design temperature, wherein the second measured value is smaller than the design temperature - or by extracting heat from the heat storage device 11 - When the first measured value is less than the design temperature, wherein the second measured value is greater than the design temperature - preferably at the location of the third temperature sensor 39 and thus at the entrance of the second heat transfer device 19 reaches the design temperature. The differential heat is either in the heat storage device 11 stored or decoupled from this.

Übersteigen sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert die Auslegungs-Temperatur, hängt die Ansteuerung der Ventileinrichtung 33 insbesondere davon ab, ob die Wärmespeichereinrichtung 11 oder aber die zweite Wärmeübergabeeinrichtung 19 ein höheres Temperaturniveau schadlos überstehen kann. Alternativ oder zusätzlich hängt der Schaltzustand der Ventileinrichtung 33 in diesem Fall auch von einer Notkühlstrategie für den Zwischenkreis 21 ab. If both the first measured value and the second measured value exceed the design temperature, the control of the valve device depends 33 in particular on whether the heat storage device 11 or the second heat transfer device 19 can survive a higher temperature level without damage. Alternatively or additionally, the switching state of the valve device depends 33 in this case also of an emergency cooling strategy for the DC link 21 from.

Insoweit sind verschiedene Ausgestaltungen einer Notkühlung möglich, die hier in der Figur gestrichelt dargestellt sind. In that regard, various embodiments of an emergency cooling are possible, which are shown here in dashed lines in the figure.

Eine erste Möglichkeit sieht vor, dass eine Kühleinrichtung 41 in einem Kurzschlusspfad 43 angeordnet ist, der den Wärmetransportmedienpfad 15 zwischen einer ersten Stelle 45 stromabwärts der ersten Wärmeübergabeeinrichtung 17 sowie stromaufwärts der Abzweigung 29 und einer zweiten Stelle stromabwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 und stromaufwärts der ersten Wärmeübergabeeinrichtung 17 – hier stromaufwärts der Fördereinrichtung 23 – kurzschließt. In diesem Fall kann dann, wenn eine Überhitzung der Wärmespeichereinrichtung 11 und/oder der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 droht, mittels einer hier nicht dargestellten, geeigneten Ventileinrichtung eine Umgehung sowohl der Wärmespeichereinrichtung 11 als auch der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 über den Kurzschlusspfad 43 verwirklicht werden, wobei das Wärmetransportmedium in der Kühleinrichtung 41 gekühlt werden kann. Hierbei sind allerdings zusätzliche Leitungsabschnitte und Ventileinrichtungen nötig. A first possibility provides that a cooling device 41 in a short circuit path 43 is arranged, the heat transport media path 15 between a first place 45 downstream of the first heat transfer device 17 as well as upstream of the branch 29 and a second location downstream of the second heat transfer device 19 and upstream of the first heat transfer device 17 - Here upstream of the conveyor 23 - short circuits. In this case, if overheating of the heat storage device 11 and / or the second heat transfer device 19 threatens, by means of a suitable valve device, not shown here, a bypass of both the heat storage device 11 as well as the second heat transfer device 19 over the short circuit path 43 be realized, wherein the heat transport medium in the cooling device 41 can be cooled. However, this additional line sections and valve devices are needed.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass eine Kühleinrichtung 41‘ in dem Umgehungspfad 25 stromaufwärts der Wärmespeichereinrichtung 11 angeordnet ist. Die Kühleinrichtung 41‘ wird bevorzugt aktiviert, wenn eine Überhitzung der Wärmespeichereinrichtung 11 droht. Die Kühleinrichtung 41‘ kann die Wärmespeichereinrichtung 11 effizient vor Überhitzung schützen. Alternatively or additionally, it is possible that a cooling device 41 ' in the bypass path 25 upstream of the heat storage device 11 is arranged. The cooling device 41 ' is preferably activated when overheating of the heat storage device 11 threatening. The cooling device 41 ' can the heat storage device 11 efficiently protect against overheating.

Nachteilig ist allerdings gegebenenfalls, dass bei dieser Anordnung der Kühleinrichtung 41‘ die maximal zulässige Temperatur der Wärmespeichereinrichtung 11 von der Auslegung der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 und damit insbesondere des Verdampfers des Arbeitsfluid-Kreislaufs 9 abhängig ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ausschließlich die Kühleinrichtung 41‘ in dem Umgehungspfad 25 stromaufwärts der Wärmespeichereinrichtung 11 vorgesehen ist, weil dann jedenfalls die maximale Temperatur in der Wärmespeichereinrichtung 11 die maximal zulässige Temperatur für die zweite Wärmeübergabeeinrichtung 19 nicht überschreiten darf. However, a disadvantage is possibly that in this arrangement, the cooling device 41 ' the maximum allowable temperature of the heat storage device 11 from the design of the second heat transfer device 19 and thus in particular the evaporator of the working fluid circuit 9 is dependent. This is the case in particular if only the cooling device 41 ' in the bypass path 25 upstream of the heat storage device 11 is provided, because then anyway the maximum temperature in the heat storage device 11 the maximum allowable temperature for the second heat transfer device 19 must not exceed.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass eine Kühleinrichtung 41‘‘ in dem Umgehungspfad 25 stromabwärts der Wärmespeichereinrichtung 11 angeordnet ist. Dies ist – insbesondere als ausschließlicher Ort für eine einzige Kühleinrichtung 41‘‘ – ideal, wenn die Wärmespeichereinrichtung 11 die maximal im Betrieb des Systems 7 auftretende Temperatur am Ort des ersten Temperatursensors 35 schadlos überstehen kann. Alternatively or additionally, it is also possible that a cooling device 41 '' in the bypass path 25 downstream of the heat storage device 11 is arranged. This is especially as an exclusive location for a single cooling device 41 '' - ideal if the heat storage device 11 the maximum in the operation of the system 7 occurring temperature at the location of the first temperature sensor 35 can survive harmlessly.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass eine Kühleinrichtung 41‘‘‘ in dem Wärmetransportmedienpfad 15 stromabwärts der Einmündung 31 und stromaufwärts der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 angeordnet ist. Diese Ausgestaltung erweist sich insbesondere dann als ideal, wenn die maximal mögliche Temperatur des Wärmetransportmediums am Ort des ersten Temperatursensors 35 größer ist als die maximal zulässige Temperatur für die Wärmespeichereinrichtung 11. Alternatively or additionally, it is possible that a cooling device 41 ''' in the heat transport media path 15 downstream of the confluence 31 and upstream of the second heat transfer device 19 is arranged. This embodiment proves to be ideal in particular when the maximum possible temperature of the heat transport medium at the location of the first temperature sensor 35 is greater than the maximum allowable temperature for the heat storage device 11 ,

Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich – in hier nicht dargestellter Weise – einen Wärmeumgehungspfad für die Abwärme der Wärmequelle 5, insbesondere für den Abgasstrom 13, um die erste Wärmeübergabeeinrichtung 17 herum vorzusehen, wobei die von der Wärmequelle 5 kommende Wärme vorzugsweise zumindest anteilig, besonders bevorzugt auch vollständig, um die erste Wärmeübergabeeinrichtung 17 herumgeführt werden kann. Dies ermöglicht zwar keine aktive Kühlung des Zwischenkreises 21, kann jedoch – quasi passiv – eine Überhitzung der Wärmespeichereinrichtung 11 und auch der zweiten Wärmeübergabeeinrichtung 19 verhindern, indem der Eintrag zusätzlicher Wärme in die erste Wärmeübergabeeinrichtung 17 verringert oder ganz verhindert wird. Additionally or alternatively, it is also possible - in a manner not shown here - a heat bypass path for the waste heat of the heat source 5 , in particular for the exhaust gas flow 13 to the first heat transfer device 17 to provide around, the heat source 5 incoming heat preferably at least proportionally, more preferably completely, to the first heat transfer device 17 can be led around. Although this does not allow active cooling of the DC link 21 , but can - almost passive - overheating of the heat storage device 11 and also the second heat transfer device 19 Prevent by adding additional heat into the first heat transfer device 17 reduced or completely prevented.

Insgesamt zeigt sich, dass mit dem hier vorgeschlagenen System 7, der Anordnung 3 sowie dem Kraftfahrzeug 1 insbesondere eine Verbesserung der Dynamik und dadurch ein schnelleres Ansprechen nach einem Kaltstart für den thermodynamischen Kreisprozess des Arbeitsfluid-Kreislaufs 9 erreichbar ist. Dabei ergibt sich eine Variabilität im Betrieb, wobei insbesondere auch der Lastpunkt des thermodynamischen Kreisprozesses verschoben werden kann. Beispielsweise kann in hohen Lastpunkten einer als Wärmequelle 5 ausgebildeten Brennkraftmaschine Wärme in die Wärmespeichereinrichtung 11 eingespeichert werden, wodurch ein durchgängiger Betrieb des thermodynamischen Kreisprozesses auch für Betriebsbereiche möglich wird, in denen die Wärmemenge aus der Wärmequelle 5 an sich nicht ausreicht oder zu groß ist. Ein häufiges An- und Abfahren des thermodynamischen Kreisprozesses bei hohen Lastschwankungen und/oder Transientprofilen kann somit vermieden werden. Overall, it turns out that with the system proposed here 7 , the arrangement 3 as well as the motor vehicle 1 in particular an improvement of the dynamics and thus a faster response after a cold start for the thermodynamic cycle of the working fluid circuit 9 is reachable. This results in a variability in operation, in particular, the load point of the thermodynamic cycle can be moved. For example, at high load points, one may be used as a heat source 5 trained internal combustion engine heat in the heat storage device 11 be stored, whereby a continuous operation of the thermodynamic cycle process is also possible for operating areas in which the amount of heat from the heat source 5 is not sufficient or too big. A frequent startup and shutdown of the thermodynamic cycle with high load fluctuations and / or transient profiles can thus be avoided.

Claims

System ( 7 ) for carrying out a thermodynamic cycle, with a working fluid circuit ( 9 ), in which the thermodynamic cycle is feasible, characterized by a heat storage device ( 11 ), which is adapted to heat from a heat source ( 5 ) and to transfer heat to the working fluid circuit ( 9 ), wherein the heat storage device ( 11 ) in fluid communication with a heat transport media path ( 15 ) from a first, the heat source ( 5 ) associated heat transfer device ( 17 ) to a second, the working fluid circuit ( 9 ) associated heat transfer device ( 19 ) can be arranged.

System ( 7 ) according to claim 1, characterized in that the system ( 7 ) a DC link ( 21 ), along which a heat transport medium is conveyed, wherein the intermediate circuit ( 21 ) the heat source ( 5 ) thermally with the working fluid circuit ( 9 ), wherein heat by means of the first heat transfer device ( 17 ) from the heat source ( 5 ) in the DC link ( 21 ) and by means of the second heat transfer device ( 19 ) of the intermediate circuit ( 21 ) into the working fluid circuit ( 9 ) is transferable.

System ( 7 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat storage device ( 11 ) in a bypass path ( 25 ) around a section ( 27 ) of the heat transport media path ( 15 ), wherein at least one connection point between the heat transport media path ( 15 ) and the bypass path ( 25 ) a controllable valve device ( 33 ) is arranged, wherein by parameter-dependent control of the valve device ( 33 ) a variable proportion of heat transport medium through the heat storage device ( 11 ) is conductive.

System ( 7 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device ( 33 ) is switchable in at least two switching states, wherein a) in a first switching state of the valve device ( 33 ) an entire, along the heat transport media path ( 15 ) flowing heat transfer medium flow through the heat storage device ( 11 ), wherein b) in a second switching state of the valve device ( 33 ) a path through the heat storage device ( 11 ) is blocked for the heat transport medium, wherein the valve device ( 33 ) is preferably switchable to a third switching state, in which c) along the heat transport media path ( 15 ) flowing heat transport medium partially through the heat storage device ( 11 ) and partially along that of the heat storage device ( 11 ) bypassed section ( 27 ) of the heat transport media path ( 15 ).

System ( 7 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the system ( 7 ) at least two temperature sensors ( 35 . 37 . 39 ), namely a first temperature sensor ( 35 ) downstream of the first heat transfer device ( 17 ) and upstream of a branch ( 29 ) of the bypass path ( 25 ) from the heat transport media path ( 15 ) to the heat storage device ( 11 ), and a second temperature sensor ( 37 ) for detecting the temperature in the heat storage device ( 11 ).

System ( 7 ) according to one of the preceding claims, characterized by a third temperature sensor ( 39 ) downstream of a junction ( 31 ) of the bypass path ( 25 ) from the heat storage device ( 11 ) into the heat transport media path ( 15 ) and upstream of the second heat transfer device ( 19 ).

System ( 7 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device ( 33 ) in dependence on a first measured value of the first temperature sensor ( 35 ), a second measured value of the second temperature sensor ( 37 ), and / or a third measured value of the third temperature sensor ( 39 ), in particular as a function of a comparison of at least the first measured value and the second measured value with a design temperature of the working fluid circuit ( 9 ), switchable.

System ( 7 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the system ( 7 ) at least one cooling device ( 41 . 41 ' . 41 '' . 41 ''' ), which are preferably a) in a short-circuit path ( 43 ) is arranged, the heat transport media path ( 15 ) between a first position ( 45 ) downstream of the first heat transfer device ( 17 ) as well as upstream of the branch ( 29 ) of the bypass path ( 25 ) and a second body ( 47 ) downstream of the second heat transfer device ( 19 ) and upstream of the first heat transfer device ( 17 ) short circuits; b) in the bypass path ( 25 ) upstream of the heat storage device ( 11 ); c) in the bypass path ( 25 ) downstream of the heat storage device ( 11 ), and / or d) in the heat transport media path ( 15 ) downstream of the junction ( 31 ) of the bypass path ( 25 ) and upstream of the second heat transfer device ( 19 ) is arranged.

Arrangement ( 3 ), with a heat source ( 5 ) and a system ( 7 ) according to one of claims 1 to 8.

Motor vehicle ( 1 ), with an arrangement ( 3 ) according to claim 9.