DE112013002402B4

DE112013002402B4 - Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013002402B4
Application number: DE112013002402.0T
Authority: DE
Inventors: c/o Sanden Corporation Haraguchi Tomonori; c/o Sanden Corporation Wada Hirofumi
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2033-05-03
Also published as: DE112013002402T5; WO2013168683A1; JP5999651B2; US20150107253A1; CN104271899B; JP2013253595A; US9518480B2; CN104271899A

Abstract

Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung aufweisend:einen Rankine-Kreislauf, in welchem ein Heizer, der ausgebildet ist, ein Kältemittel zu heizen und zu verdampfen durch Abwärme einer externen Wärmequelle, ein Expander, der ausgebildet ist, Energie zu erzeugen durch Ausdehnen des Kältemittels, das den Heizer durchlaufen hat, ein Kondensator, der ausgebildet ist, das Kältemittel zu kondensieren, das den Expander durchlaufen hat, und eine Pumpe, die ausgebildet ist, das Kältemittel durch den Kondensator zum Heizer zu fördern, in einer Kreislaufpassage des Kältemittels angeordnet sind;einen Bypass-Strömungskanal, welcher dem Kältemittel erlaubt zu zirkulieren, während es den Expander umgeht;ein Bypass-Ventil, welches die Bypass-Strömungspassage öffnet und schließt;eine Druckunterschieds-Erfassungseinheit, welche einen Druckunterschied zwischen einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite des Rankine-Kreislaufs erfasst; undeine Steuereinheit, welche die Anfahr-Steuerung des Rankine-Kreislaufs durchführt, wobei die Anfahr-Steuerung die Pumpe mit dem geöffneten Bypass-Ventil betreibt und dann das Bypass-Ventil schließt,wobei die Steuereinheit die Anfahr-Steuerung wiederholt durchführt, wenn die Druckdifferenz nach dem Schließen des Bypass-Ventils nicht einen Anfahrabschluss-Bestimmungswert des Rankine-Kreislaufs innerhalb einer vorbestimmten Zeit erreicht,dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuereinheit eine Ventilschließ-Bedingung des Bypass-Ventils ändert, jedes Mal wenn die Anfahr-Steuerung wiederholt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung, die einen Rankine-Kreislauf aufweist, welcher Abwärme von einer externen Wärmequelle rückgewinnt, wie von einem Motor, und die Abwärme als Energie regeneriert.
Stand der Technik
Als solcher Vorrichtungstyp ist z. B. eine Abwärme-Wiederverwendungsvorrichtung wie im Patentdokument 1 beschrieben, bekannt geworden. Die Abwärme-Wiederverwendungseinrichtung, die im Patentdokument 1 offenbart ist, hat: einen Rankine-Kreislauf, welcher ausgestattet ist mit einer Pumpe, einem Heizer, einem Expander, und einem Kondensator; einem Bypass-Strömungskanal, welcher den Expander umgeht; und ein Bypass-Ventil, welches den Bypass-Strömungskanal öffnet und schließt. Beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs wird ein Kältemittel zuerst zirkuliert mit dem offenen Bypass-Ventil, und wenn die Temperatur des gasförmig-phasigen Kältemittels auf der Einlassseite des Expanders einer vorbestimmten Temperatur oder höher entspricht, wird das Bypass-Ventil geschlossen und die Betriebsdrehzahlen des Expanders und der Pumpe werden veranlasst zu steigen. Darüber hinaus, nach dem Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz (Expander-Druckdifferenz) zwischen dem Einlass und dem Auslass des Expanders einer vorbestimmten Druckdifferenz entspricht, wird der Anfahrabschluss des Rankine-Kreislaufs erfasst.
Zudem ist eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie in Patentdokument 2 beschrieben, bekannt.
Liste der Referenzdokumente
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2009 - 97 387 A
Patentdokument 2: Deutsche Patentoffenlegungsschrift Nr. DE 10 2008 046 853 A1

Beschreibung der Erfindung
Problemstellungen, die durch die Erfindung gelöst werden sollen Jedoch wurde in der konventionellen Abwärme-Wiederverwendungsvorrichtung die Zeit, die bis zum Anfahrabschluss des Rankine-Kreislaufs erforderlich ist, d. h. die Zeit bis die Expander-Druckdifferenz einer vorbestimmten Druckdifferenz nach dem Schließen des Bypass-Ventils entspricht, noch überhaupt nicht betrachtet.
Bis die Expander-Druckdifferenz einer vorbestimmten Druckdifferenz entspricht, ist es nicht möglich, eine ausreichende Leistung vom Expander zu erhalten, und wenn die Expander-Druckdifferenz nicht einer vorbestimmten Druckdifferenz entspricht, auch wenn ein bestimmter Zeitraum vergangen ist, gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein Zustand, in welchem die Expander-Druckdifferenz nicht der vorbestimmten Druckdifferenz entspricht, für eine relativ lange Zeit anhält, auch danach. Aus diesem Grund kann bei der konventionellen Abwärme-Wiederverwendungsvorrichtung die Zeit, in welcher der Rankine-Kreislauf mit einer geringen Effizienz durchgeführt (betrieben) wird, verlängert werden.
Im Gegensatz dazu, wenn die Expander-Druckdifferenz nicht der - vorbestimmten Druckdifferenz entspricht, auch wenn ein bestimmter Zeitraum vergangen ist, kann auch in Betracht gezogen werden, den Rankine-Kreislauf nicht durchzuführen, aber solch ein Fall ist unerwünscht, weil ein Risiko für eine Verringerung von Möglichkeiten zum Betrieb des Rankine-Kreislaufs besteht.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Punkte gemacht, und eine Aufgabe davon ist es, eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche mit einem Rankine-Kreislauf versehen ist, dazu geeignet, eine Verringerung der Möglichkeiten zum Betrieb des Rankine-Kreislaufs zu vermeiden und geeignet, den Rankine-Kreislauf effizient durchzuführen.
Mittel zum Lösen der Problemstellungen
Eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung weist auf: einen Rankine-Kreislauf, in welchem ein Heizer ausgebildet ist zum Heizen und Verdampfen eines Kältemittels durch Abwärme einer externen Wärmequelle, ein Expander, der ausgebildet ist, Energie zu erzeugen durch Ausdehnen des Kältemittels, das den Heizer durchlaufen hat, einen Kondensator, der ausgebildet ist, das Kältemittel zu kondensieren, das den Expander durchlaufen hat, und eine Pumpe, die ausgebildet ist, um das Kältemittel, das den Kondensator durchlaufen hat, zum Heizer zu fördern, sind in einer Kreislaufpassage des Kältemittels angeordnet; ein Bypass-Strömungskanal, welcher dem Kältemittel erlaubt zu zirkulieren, während es den Expander umgeht; ein Bypass-Ventil, welches den Bypass-Strömungskanal öffnet und schließt; eine Druckdifferenz-Erfassungseinheit, welche eine Druckdifferenz zwischen einer Hochdruck-Seite und einer Niederdruck-Seite des Rankine-Kreislaufs erfasst; und eine Steuereinheit, welche die Anfahr-Steuerung des Rankine-Kreislaufs durchführt, die Anfahr-Steuerung betätigt die Pumpe mit offenem Bypass-Ventil und schließt dann das Bypass-Ventil, wobei die Steuereinheit die Anfahr-Steuerung wiederholt durchführt, wenn die Druckdifferenz nach dem Schließen des Bypass-Ventils nicht einen Anfahrabschluss-Bestimmungswert des Rankine-Kreislaufs innerhalb einer vorbestimmten Zeit erreicht.
Eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist auf: einen Rankine-Kreislauf, in welchem ein Heizer ausgebildet ist ein Kältemittel zu heizen und zu verdampfen durch Abwärme einer externen Wärmequelle, ein Expander, der ausgebildet ist, Energie zu erzeugen durch Ausdehnen des Kältemittels, das den Heizer durchlaufen hat, einen Kondensator, der ausgebildet ist, das Kältemittel zu kondensieren, das den Expander durchlaufen hat, und eine Pumpe, die ausgebildet ist, das Kältemittel, das den Kondensator durchlaufen hat, zum Heizer zu fördern, sind in einer Kreislaufpassage des Kältemittels angeordnet; einen Bypass-Strömungskanal, welcher dem Kältemittel erlaubt, zu zirkulieren, während es den Expander umgeht; ein Bypass-Ventil, welches den Bypass-Strömungskanal öffnet und schließt; eine Druckdifferenz-Erfassungseinheit, welche eine Druckdifferenz zwischen einer Hochdruck-Seite und einer Niederdruck-Seite des Rankine-Kreislaufs erfasst; und eine Steuereinheit, welche beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs eine Steuerung durchführt, zum Betätigen der Pumpe mit offenem Bypass-Ventil und dann zum Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz einem vorbestimmten Wert entspricht, die Steuereinheit führt eine Steuerung durch zum Öffnen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz nicht einen Anfahrabschluss-Bestimmungswert erreicht, der größer ist als ein erster vorbestimmter Wert innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach dem Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz dem ersten vorbestimmten Wert entspricht, und dann zum Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz einem zweiten vorbestimmten Wert entspricht, der größer ist als der erste vorbestimmte Wert und geringer ist als der Anfahrabschluss-Bestimmungswert.
Wirkungen der Erfindung
Entsprechend der Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung, beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs, wenn die Druckdifferenz zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Rankine-Kreislaufs nicht den Anfahrabschluss-Bestimmungswert innerhalb der vorbestimmten Zeit erreicht, nachdem das Kältemittel zum Zirkulieren über den Expander gebracht wurde durch Schließen des Bypass-Ventils aus dem Zustand, in welchem das Kältemittel zirkuliert und dabei den Expander umgeht, wird das Bypass-Ventil geöffnet und dann, nachdem das Kältemittel zum Zirkulieren gebracht wurde, und dabei den Expander umgeht, wird das Bypass-Ventil wieder geschlossen. Infolgedessen kann das Kältemittel über den Expander zirkuliert werden, während verhindert werden kann, dass die Zeit, in welcher der Rankine-Kreislauf mit geringer Effizienz betrieben wird, ausgedehnt wird, während die Möglichkeit erhöht wird, dass der Rankine-Kreislauf den Anfahrabschluss erreicht. Infolgedessen kann verhindert werden, dass die Gelegenheiten zum Betreiben des Rankine-Kreislaufs verringert werden, und der Rankine-Kreislauf kann effizient durchgeführt werden.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, welche den schematischen Aufbau einer Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, welches die Rankine-Anfahrsteuerung der Ausführungsform illustriert.
3 ist ein Flussdiagramm, welches die Rankine-Anfahrsteuerung in der Ausführungsform illustriert.
4 ist ein Zeitdiagramm der Rankine-Anfahrsteuerung.
5 ist ein Diagramm, welches eine Aktualisierung (Erhöhungsberichtigung) eines Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 illustriert.
6 ist eine Darstellung, welche den schematischen Aufbau einer Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung entsprechend einem abgewandelten Beispiel der Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Diagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Aktualisierung (Erhöhungsberichtigung) eines Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 illustriert.
8 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 zeigt, welches bei jedem Anfahren des Rankine-Kreislaufs berichtigt wird.

Modus zum Ausführen der Erfindung
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung 1 ist an einem Fahrzeug montiert, und gewinnt zurück und verwendet Abwärme eines Motors 50 des Fahrzeugs.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung auf: einen Rankine-Kreislauf 2, welcher die Abwärme des Motors 50 rückgewinnt und die Abwärme in Energie umwandelt; einen Übertragungsmechanismus 3, welcher eine Energieübertragung durchführt zwischen dem Rankine-Kreislauf 2 und dem Motor 50; und eine Steuereinheit 4, welche den Gesamtbetrieb der Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung 1 steuert.
Der Motor 50 ist eine wassergekühlte Verbrennungskraftmaschine und wird durch Motorkühlwasser gekühlt, welches in einem Kühlwasserstromkanal 51 zirkuliert. Ein Heizer 22 des Rankine-Kreislaufs 2, welcher später zu beschreiben ist, ist an dem Kühlwasserstromkanal 51 angeordnet, so dass das Motorkühlwasser, welches Wärme vom Motor 50 aufgenommen hat, durch den Heizer 22 strömt.
Der Rankine-Kreislauf 2 gewinnt die Abwärme (Wärme des Motorkühlwassers in diesem Fall) des Motors 50 als einer externen Wärmequelle zurück, wandelt sie in Antriebsenergie und gibt die Energie ab.
In einem Kältemittelkreislaufkanal 21 des Rankine-Kreislaufs 2, sind der Heizer 22, ein Expander 23, ein Kondensator 24 und eine Pumpe 25 in dieser Reihenfolge angeordnet. Des Weiteren, zwischen dem Heizer 22 und dem Kondensator 24 ist ein Bypass-Kanal 26 vorgesehen, durch welchen Kältemittel strömt, um den Expander 23 zu umgehen, und ein Bypass-Ventil 27, welches den Bypass-Kanal 26 öffnet und schließt, ist im Bypass-Kanal 26 vorgesehen. Der Betrieb des Bypass-Ventils 27 wird von der Steuereinheit 4 gesteuert.
Der Heizer 22 ist ein Wärmetauscher, welcher das Kältemittel heizt, um überhitzten Dampf zu erhalten, durch Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Motorkühlwasser, welches Wärme vom Motor 50 und dem Kältemittel aufgenommen hat. Alternativ, obwohl nicht gezeigt, kann der Heizer 22 so konfiguriert sein, dass er einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Abgas des Motors 10 durchführt, anstatt mit dem Motorkühlwasser.
Der Expander 23 ist, z. B., ein Schneckenexpander, und erzeugt Energie (Antriebskraft) durch Expandieren des Kältemittels, welches der überhitzte Dampf ist, der vom Heizer 22 erwärmt wurde, und durch Umwandeln dieser in Drehenergie. Der Kondensator 24 ist ein Wärmetauscher, welcher das Kältemittel kühlt und kondensiert (verflüssigt), mittels Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel, welches den Expander 23 durchlaufen hat, und der Umgebungsluft.
Die Pumpe 25 ist eine mechanische Pumpe, welche das Kältemittel (flüssiges Kältemittel) vom Kondensator 24 verflüssigt zum Heizer 22 fördert. Auf diese Weise, da das Kältemittel, welches vom Kondensator 24 verflüssigt wurde, von der Pumpe 25 zum Heizer 22 gefördert wird, zirkuliert das Kältemittel durch jedes der Elemente des Rankine-Kreislaufs 2.
Hier, bei dieser Ausführungsform, sind der Expander 23 und die Pumpe 25 integral verbunden und ausgeführt als ein „pumpen-integrierter Expander 28“, mit einer gemeinsamen Drehwelle 28a. D. h., die Drehwelle 28a des pumpen-integrierten Expanders 28 hat eine Funktion als eine Ausgangswelle des Expanders 23 und eine Funktion als eine Antriebswelle der Pumpe 25.
Der Übertragungsmechanismus 3 hat eine Riemenscheibe 32, welche an der Drehwelle 28a des pumpen-integrierten Expanders 28 mittels einer elektromagnetischen Kupplung 31 befestigt ist, eine Kurbelwellenriemenscheibe 33, welche an einer Kurbelwelle 50a des Motors 50 befestigt ist, und einen Riemen 34, welcher um die Riemenscheibe 32 und die Kurbelwellenriemenscheibe 33 geschlungen ist. Die elektromagnetische Kupplung 31 ist gesteuert, um durch die Steuereinheit 4 eingeschaltet (eingerückt) und ausgeschaltet (ausgerückt) zu werden, so dass der Übertragungsmechanismus 3 die Energie zwischen dem Motor 50 und dem Rankine-Kreislauf 2 (genauer, der pumpen-integrierte Expander 28) überträgt und unterbricht.
Messsignale von verschiedenen Sensoren, solchen wie einem ersten Drucksensor 61, der ausgebildet ist, einen Hochdruckseiten-Druck PH des Rankine-Kreislaufs 2 zu erfassen, einen zweiten Drucksensor 62, der ausgebildet ist, um einen Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 zu erfassen und einen Temperatursensor 63, der ausgebildet ist, um eine Temperatur Ta der Umgebungstemperatur zu erfassen, werden in die Steuereinheit 4 eingelesen. Beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2, führt die Steuereinheit 4 eine Anfahrsteuerung des Rankine-Kreislaufs 2 durch (nachstehend, einfach als „Rankine-Anfahrsteuerung“ bezeichnet), welche später zu beschreiben ist.
Der Hochdruckseiten-Druck PH des Rankine-Kreislaufs 2 bezieht sich auf einen Druck im Kältemittelkreislaufkanal 21 in einem Bereich, der sich von (dem Auslass von) der Pumpe 25 zu dem (Einlass von dem) Expander 23 durch den Heizer 22 erstreckt, und der Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 bezieht sich auf einen Druck im Kältemittelkreislaufkanal 21 in einem Bereich, der sich von dem (Auslass des) Expander(s) 23 zu (dem Einlass von) der Pumpe 25 durch den Kondensator 24 erstreckt. In dieser Ausführungsform erfasst der erste Drucksensor 61 den Druck auf der Einlassseite des Expanders 23 (der Auslassseite des Heizers 22), als den Hochdruckseiten-Druck PH des Rankine-Kreislaufs 2, und der zweite Drucksensor 62 erfasst den Druck auf der Einlassseite der Pumpe 25 (der Auslassseite des Kondensators 24) als den Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2.
Nachfolgend wird die Rankine-Anfahrsteuerung, welche von der Steuereinheit 4 durchgeführt wird, beschrieben. Die Pumpe 25 ist eine Flüssigkeitsförderpumpe und es wird angenommen, dass das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 sich in einem Flüssigphasenzustand befindet (flüssiges Kältemittel). Jedoch, wenn die Pumpe 25 an einer Position installiert ist, die höher ist als der Kältemittel-Flüssigkeitsfüllstand in einem Aufnahmetank (nicht dargestellt) z. B., aufgrund einer Begrenzung auf eine Gestaltung, kann das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 einen gasförmigen Phasenzustand annehmen (gasförmiges Kältemittel), während eines Stopps des Rankine-Kreislaufs 2. Falls die Pumpe in einem Zustand betrieben wird, in welchem das gasförmige Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 auf diese Weise vermischt ist, kann keine ausreichende Menge zirkulierenden Kältemittels erhalten werden und entsprechend dauert es lange Zeit den Rankine-Kreislauf 2 anzufahren oder es könnte das Risiko des Versagens des Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2 bestehen. Aus diesem Grund ist es beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 erforderlich, dass das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe so weit wie möglich flüssiges Kältemittel ist.
Hierbei ist bestätigt worden, dass in einem Zustand, in welchem das gasförmige Kältemittel in das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 gemischt wird, es möglich ist, die Zeit zu verkürzen, bis das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 etwa zu 100% flüssiges Kältemittel wird, durch Betreiben der Pumpe 25 mit offenem Bypass-Ventil 27, d. h., durch Zirkulieren des Kältemittels unter Umgehung des Expanders 23. Dies kann aufgrund der folgenden Gründe angenommen werden. D. h., falls das Kältemittel über den Expander 23 zirkuliert, erfolgt eine Expansion des Kältemittels im Expander 23 und dadurch verringert sich der Niedrigdruckseiten-Druck PL, und die Kondensationstemperatur sinkt. Aus diesem Grund ist im Kondensator 24 die Temperaturdifferenz zwischen der Kondensationstemperatur und der Temperatur der vorbeiströmenden Luft reduziert, was zu einem Betriebszustand führt, in welchem der Grad der Unterkühlung (Sub-Kühlung) des Kältemittels schwer zu erhöhen ist.
Ferner haben die Erfinder bestätigt, dass in einem Fall, in welchem das Kältemittel bei offenem Bypass-Ventil 27 zirkuliert, und das Bypass-Ventil 27 geschlossen wird, nachdem das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 ausreichend verflüssigt ist, genauer gesagt, nachdem das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 zu etwa 100% flüssiges Kältemittel ist, die Zuverlässigkeit des Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2 verbessert werden kann.
Daher kann zum Zeitpunkt des Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2 durch Betreiben der Pumpe 25 mit zuerst offenem Bypass-Ventil 27 und dann durch Schließen des Bypass-Ventils 27, nachdem das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 ausreichend verflüssigt ist, in anderen Worten, nachdem ein Parameter, der die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt, einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht, die Anfahrdurchführung (Schnelligkeit und Zuverlässigkeit des Anfahrens) des Rankine-Kreislaufs 2 verbessert werden und der Rankine-Kreislauf 2 kann effizient betrieben werden, wobei die Betriebszeit, in welcher die Abgabeleistung des Rankine-Kreislaufs 2 negativ ist, auf eine minimale erforderliche Zeit reduziert ist.
Auf diese Weise führt die Steuereinheit 4 in dieser Ausführungsform die Steuerung zum Betreiben der Pumpe 25 mit zunächst offenem Bypass-Ventil 27 aus und führt die Steuerung zum Schließen des Bypass-Ventils 27 aus, wenn ein Parameter anzeigt, dass die Kondensationskapazität des Kondensators 24 einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht, d. h. die Steuereinheit 4 führt die Rankine-Anfahrsteuerung aus, in welcher eine Ventil-Schließbedingung des Bypass-Ventils 27 ist, dass der Parameter, der die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt, einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht.
Hierbei wird in dieser Ausführungsform die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Hochdruckseiten-Druck PH und dem Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 als Parameter verwendet, der die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt. Die Gründe hierfür sind wie folgt.
Wenn ein Verhältnis des flüssigen Kältemittels auf der Einlassseite der Pumpe 25 steigt, steigt die Kältemittelströmungsrate und die Kondensationskapazität im Kondensator 22 steigt ebenso (Kondensationskapazität = Kältemittelenthalpiedifferenz vor und nach dem Kondensator x Kältemittelströmungsrate). Auf diese Weise ist die Kältemittelströmungsrate ein Wert, der die Größe der Kondensationskapazität angibt. Darüber hinaus korreliert die Kältemittelströmungsrate mit dem Druckverlust des Kältemittelkreislaufs (wenn die Kältemittelströmungsrate steigt, steigt auch der Druckverlust des Kältemittelkreislaufs). Wenn das Bypass-Ventil 27 offen ist, entspricht die Druckdifferenz ΔP zwischen der Hochdruck-Seite und der Niederdruck-Seite dem Druckverlust des Kältemittelkreislaufs und entsprechend ist die Druckdifferenz ein Wert, welcher eine Beziehung mit der Kältemittelströmungsrate aufweist. Daher ist es mittels einer Bestimmung der Druckdifferenz ΔP möglich, die Kondensationskapazität des Kondensators 24 einfach zu bestimmen (erfassen), genauer, ob das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 im Wesentlichen zu 100% flüssigem Kältemittel entspricht und die Verwendung der Druckdifferenz ΔP, welche einen geringeren Nachlauf oder dergleichen hat, kann eine stabile Steuerung erreichen. Des Weiteren, durch Feststellen der Druckdifferenz ΔP, ist es auch möglich festzustellen, nach dem Schließen des Bypass-Ventils 27, ob sich der Expander 23 in einem Zustand befindet, in dem er Energie (Antriebskraft) generieren kann, d. h. ob das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 abgeschlossen ist.
2 und 3 sind Flussdiagramme der Rankine-Anfahrsteuerung. Die Steuerung in diesen Flussdiagrammen wird gestartet, z. B. auf den Erhalt der Betriebsanforderung oder der Betriebserlaubnis des Rankine-Kreislaufs 2 hin.
Im Schritt S1 wird erfasst, ob ein „Anfahrfehler“ erfasst wurde (siehe Schritt S15, später zu beschreiben). Wenn der „Anfahrfehler“ nicht erfasst wurde, das heißt, wenn es das erste Mal ist, dass die Rankine-Anfahrsteuerung ausgeführt wird, geht der Ablauf zu Schritt S2, und wenn der „Anfahrfehler“ erfasst wurde, d. h. bei der Wiederholung der Rankine-Anfahrsteuerung, geht der Ablauf zu Schritt S3.
Beim Schritt S2 wird ein Anfangswert eines Ventilschließ-Bestimmungswerts (Druck) ΔPs1 zum Erfassen, ob das Bypass-Ventil 27 geschlossen ist, gesetzt. Grundsätzlich wird ein Referenzwert (z. B. jeder Wert zwischen 0.1 bis 0.25 MPa) des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1, der im Voraus gesetzt wird für eine Druckdifferenz zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Rankine-Kreislaufs 2, wenn eine ausreichende Menge flüssigen Kältemittels (im Wesentlichen 100%) zur Einlassseite der Pumpe 25 gefördert wird, als Anfangswert gesetzt. Allerdings, wenn der Anfahrabschluss erfasst wurde, nachdem der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 bei der vorherigen Rankine-Anfahrsteuerung aktualisiert wurde, wird der gespeicherte Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 nach dem Aktualisieren als Anfangswert gesetzt (siehe Schritt S17, welcher später beschrieben wird).
Beim Schritt S3 wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 aktualisiert (Erhöhungsberichtigung). Genauer, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 aktualisiert durch Hinzufügen eines Berichtigungswerts ΔPhos zum Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, welcher ein aktuell erfasster (gesetzter) Wert (ΔPs1 ← ΔPs1 + ΔPhos) ist. Der Berichtigungswert ΔPhos kann z. B. 0.02 MPa sein.
Hier hat der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 einen oberen Grenzwert, und der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, der im Schritt S3 aktualisiert (Erhöhungsberichtigung) wurde, wird auf den oberen Grenzwert oder darunter begrenzt. Zusätzlich, kann der obere Grenzwert, der hierbei verwendet wird, jeder Wert zwischen 0.25 bis 0.4 MPa sein.
Im Schritt S4, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, zu verwenden im Schritt S10, welcher später beschrieben wird, erfasst. Wenn es unmittelbar nach dem Anfahren der Rankine-Anfahrsteuerung ist und wenn der „Anfahrfehler“ nicht erfasst wurde, wird der Anfangswert, der im Schritt S2 gesetzt wurde (d. h. der Referenzwert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 oder der Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 nach der Aktualisierung, welcher bei der vorherigen Rankine-Anfahrsteuerung aktualisiert und gespeichert wurde), gesetzt als Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, um im Schritt S9 so wie er ist verwendet zu werden.
Inzwischen, wenn der der „Anfahrfehler“ im Schritt S15 erfasst wird, welcher weiter unten beschrieben werden wird, und die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, aktualisiert (berichtigt) im Schritt S3, als der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 gesetzt, um im Schritt S10 verwendet zu werden. Daher erhöht sich der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, der im Schritt S10 zu verwenden ist, durch den Berichtigungswert ΔPhos jedes Mal, wenn der „Anfahrfehler“ im Schritt S15 erfasst wird, aber der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 nach der Berichtigung (Aktualisierung) wird begrenzt auf den oberen Grenzwert oder darunter.
Im Schritt S5 wird erfasst, ob das Bypass-Ventil 27 offen ist. Wenn das Bypass-Ventil 27 geschlossen ist, geht der Ablauf zu Schritt S6, und wenn das Bypass-Ventil 27 offen ist, geht der Ablauf zu Schritt S7. Im Schritt S6 wird das Bypass-Ventil 27 geöffnet. Bei dieser Ausführungsform, während eines Stopps des Rankine-Kreislaufs 2, ist das Bypass-Ventil 27 typischerweise offen. Aus diesem Grund kann bei der ersten Rankine-Anfahrsteuerung der Ablauf des oben beschriebenen Schritts S6 typischerweise weggelassen werden. Inzwischen, bei der wiederholten Rankine-Anfahrsteuerung nach einem Anfahrfehler (siehe Schritt S15, welcher weiter unten beschrieben werden wird), da das Bypass-Ventil 27 geschlossen ist (siehe Schritt S12, welcher weiter unten beschrieben werden wird), wird das Bypass-Ventil 27 beim oben beschriebenen Schritt S6 geöffnet.
Beim Schritt S7 wird erfasst, ob die elektromagnetische Kupplung 31 eingeschaltet ist (eingerückt). Wenn die elektromagnetische Kupplung 31 nicht eingeschaltet ist, d. h. wenn es das erste Mal ist, dass die Rankine-Anfahrsteuerung ausgeführt wird, geht der Ablauf zu Schritt S8 und wenn die elektromagnetische Kupplung bereits eingeschaltet ist, d. h. wenn die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird, geht der Ablauf zu Schritt S9. Im Schritt S8 wird die elektromagnetische Kupplung 31 eingeschaltet (eingerückt). Wenn die elektromagnetische Kupplung 31 eingeschaltet ist, wird die Drehwelle 28a durch den Motor 50 angetrieben, um zu rotieren, und die Pumpe 25 wird betrieben. Bei den oben beschriebenen Schritten S5 bis S8 zirkuliert das Kältemittel und umgeht dabei den Expander 23.
Im Schritt S9 wird erfasst, ob eine erste vorbestimmte Zeit abgelaufen ist seit dem Start der Zirkulation des Kältemittels bei welcher der Expander 23 umgangen wird. D. h., wenn die erste Rankine-Anfahrsteuerung ausgeführt wird, wird erfasst, ob die erste vorbestimmte Zeit abgelaufen ist nach dem Einschalten der elektromagnetischen Kupplung 31 im Schritt S8, und bei der Wiederholung der Rankine-Anfahrsteuerung wird erfasst, ob die erste vorbestimmte Zeit abgelaufen ist nach dem Öffnen des Bypass-Ventils 27 im Schritt S6. Wenn die erste vorbestimmte Zeit nicht abgelaufen ist, geht der Ablauf zu Schritt S10. Inzwischen, wenn die erste vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, geht der Ablauf zu Schritt S11 und der „schwache Druck“ wird erfasst, und dann geht der Ablauf zu Schritt S12. Die erste vorbestimmte Zeit wird im Voraus auf eine Zeitdauer gesetzt, die ausreicht, um das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 ausreichend zu verflüssigen (ausreichend um im Wesentlichen 100% flüssiges Kältemittel zu sein) durch Betreiben der Pumpe 25 mit offenem Bypass-Ventil 27 und die erste vorbestimmte Zeit kann z. B. 120 Sekunden sein.
Beim Schritt S10 wird erfasst, ob die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Hochdruckseiten-Druck PH und dem Niederdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 gleich oder größer ist als der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, der im Schritt S4 erfasst (gesetzt) wird. Wenn die Druckdifferenz ΔP kleiner ist als der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, geht der Ablauf zum Schritt S9 zurück und wenn die Druckdifferenz ΔP gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert ΔPs1, geht der Ablauf zu Schritt S12.
Beim Schritt S12 wird das Bypass-Ventil 27 geschlossen. Auf diese Weise zirkuliert das Kältemittel über den Expander 23. Darüber hinaus, wenn das Bypass-Ventil 27 geschlossen ist, geht der Ablauf zu Schritt S13.
Mittels der oben beschriebenen Schritte S9 bis S12 wird erfasst, ob die Druckdifferenz ΔP den Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 innerhalb der ersten vorbestimmten Zeit seit dem Beginn der Zirkulation des Kältemittels unter Umgehung des Expanders 23 erreicht, d. h. ob die Bedingung des Ventilschließens des Bypass-Ventils 27 erfüllt ist. Wenn die Druckdifferenz ΔP den Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 innerhalb der ersten vorbestimmten Zeit erreicht, wird das Bypass-Ventil 27 geschlossen und das Kältemittel wird durch den Expander 23 zirkuliert. Inzwischen, wenn die Druckdifferenz ΔP den Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 nicht innerhalb der ersten vorbestimmten Zeit erreicht, wird der „schwache Druck“ bestimmt. In diesem Fall, also in einem Fall, in welchem der „schwache Druck“ erfasst wird, wird das Bypass-Ventil 27 geschlossen und das Kältemittel wird veranlasst über den Expander 23 zu zirkulieren; jedenfalls kann die elektromagnetische Kupplung 31 ausgeschaltet werden (ausgerückt), um die Rankine-Anfahrsteuerung zu beenden.
Hier wird der Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 beim oben beschriebenen Schritt S2 gesetzt (d. h., der Referenzwert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 oder der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 nach der Aktualisierung bei der vorherigen Rankine-Steuerung) kann berichtigt werden basierend auf einer Temperatur Ta der Umgebungsluft. In diesem Fall wird der anfängliche Wert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 berichtigt auf einen größeren Wert, wenn die Temperatur Ta der Umgebungsluft sinkt.
Wenn die Temperatur Ta der Umgebungsluft sinkt, steigt die Abstrahlungsleistung des Kondensators 24 und die Kondensationstemperatur und die Kältemitteltemperatur am Einlass der Pumpe 25 sinken. Demzufolge sinkt auch die Kältemitteltemperatur am Einlass des Heizers 22 auf der Hochdruck-Seite und die Menge flüssigphasigen Kältemittels steigt im Inneren des Heizers 22. Daher sinkt die Menge von Kältemittel auf der Niederdruckseite und der Grad der Unterkühlung am Einlass der Pumpe 25 sinkt auch. Auf dies Weise, unter der Bedingung, dass die Umgebungsluft gering ist, wird ein Betriebszustand ein Zustand, in welchem der Grad der Unterkühlung am Einlass der Pumpe 25 schwer zu steigern ist. D. h., der Einlass der Pumpe 25 erhält einen Zustand, in welchem das Kältemittel schwer zu verflüssigen ist. Deshalb, in einem Fall, in welchem die Temperatur Ta der Umgebungsluft gering ist, wenn erfasst wird, ob das Bypass-Ventil 27 geschlossen werden soll unter Verwendung des gleichen Bestimmungsreferenzwerts, gibt es eine Möglichkeit, dass das Kältemittel am Eingang der Pumpe 25 nicht ausreichend verflüssigt ist und eine für das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 unvorteilhafte Bedingung kann auftreten.
Daher berichtigt die Steuereinheit 4 den Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 auf einen größeren Wert, wenn die Temperatur Ta der Umgebungsluft sinkt. Dies verursacht, dass der Ablauf zum Schließen des Bypass-Ventils 27 wesentlich verzögert wird, wenn die Temperatur Ta der Umgebungsluft sinkt, und der Einlass der Pumpe 25 nimmt einen Zustand an, in welchem das Kältemittel leicht verflüssigbar ist und auf diese Weise ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Anfahrens zu verbessern. Z. B., falls der Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 ungefähr 0.15 MPa beträgt, wenn die Temperatur Ta der Umgebungsluft 25°C ist, kann der Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 auf etwa 0.2 MPa gesetzt werden, wenn die Temperatur Ta der Umgebungsluft etwa 5°C beträgt.
Ähnlich zu dem Fall, in welchem die Temperatur Ta der Umgebungsluft gering ist, wenn die Strömungsrate der Umgebungsluft steigt, welche durch (außerhalb von) den Kondensator 24 strömt, wird die Wärmeabstrahlungsleistung des Kondensators 24 auch höher. Deshalb kann in die Steuereinheit 4 auch eine Fahrzeuggeschwindigkeit eingelesen werden, z. B. von einer Motorsteuereinheit (nicht gezeigt) und der Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 kann berichtigt werden basierend auf der eingelesenen Fahrzeuggeschwindigkeit. In diesem Fall wird der Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 auf einen größeren Wert berichtigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt. Es sollte offensichtlich sein, dass die Steuereinheit 4 den Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 berichtigen (setzen) kann, basierend auf beiden, der Temperatur Ta der Umgebungsluft und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Zurückkehrend zur 2, im Schritt S13, wird erfasst, ob eine zweite vorbestimmte Zeit (< als die erste vorbestimmte Zeit) abgelaufen ist nach dem Schließen des Bypass-Ventils 27 im Schritt S12. Wenn die zweite vorbestimmte Zeit nicht abgelaufen ist, geht der Ablauf zu Schritt S14. Inzwischen, wenn die zweite vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, geht der Ablauf zu Schritt S15 und der „Anfahrfehler“ wird erfasst, und dann geht der Ablauf zu Schritt S18. Die zweite vorbestimmte Zeit, die hier verwendet wird, wird im Voraus auf eine Zeitdauer gesetzt, in welcher im Normalbetrieb (Durchführung) des Rankine-Kreislaufs 2 die Druckdifferenz ΔP einen Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 erreichen kann zum Erfassen des Abschlusses des Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2 (siehe Schritt S14, welcher nachfolgend beschrieben wird) und kann z. B. 30 Sekunden betragen.
Im Schritt S14 wird erfasst, ob die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Hochdruckseiten-Druck PH und dem Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 gleich oder größer ist als der Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 (> Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1). Der Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 wird abhängig vom Rankine-Kreislauf 2 gesetzt und kann, z. B. 0.8 MPa betragen. Wenn die Druckdifferenz ΔP geringer ist als der Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2, kehrt der Ablauf zum Schritt S13 zurück.
Unterdessen, im Schritt S14, wenn die Druckdifferenz ΔP gleich oder größer ist als der Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2, geht der Ablauf zu Schritt S16 und der „Anfahrabschluss“ wird erfasst, der aktuell gesetzte (erfasste) Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 wird im Schritt S17 gespeichert und der Ablauf (d. h., die Rankine-Anfahrsteuerung) wird beendet. Der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, der im Schritt S17 gespeichert wurde, wird als Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 bei der nächsten Rankine-Anfahrsteuerung (siehe den oben beschriebenen Schritt S2) gesetzt. Allerdings, falls der Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1, der beim oben beschriebenen Schritt S2 gesetzt wurde, basierend auf der Temperatur Ta der Umgebungsluft und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit berichtigt wird, erhält der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, der im Schritt S17 gespeichert wurde, einen Wert, welcher erhalten wird durch Subtrahieren des Berichtigungsbetrags aufgrund der Temperatur Ta der Umgebungsluft und/oder des Berichtigungsbetrags aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Bei den vorangehend beschriebenen Schritten S13 bis S17 wird erfasst, ob die Druckdifferenz ΔP den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeit nach dem Schließen des Bypass-Ventils 27 erreicht, und wenn die Druckdifferenz ΔP den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeit erreicht, wird erfasst, dass das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 abgeschlossen ist. Inzwischen, wenn die Druckdifferenz ΔP nicht den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeit erreicht, wird der „Anfahrfehler“ erfasst, und der Ablauf fährt fort mit einem Ablauf zu der Zeit des „Anfahrfehlers“ (3, Schritte S18 bis S23).
Wenn das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 abgeschlossen ist, wird der Expander 23 angepasst, um die Pumpe 25 anzutreiben, durch Erzeugen der Antriebskraft, und wenn die Antriebskraft des Expanders 23 die Antriebslast der Pumpe 25 überschreitet, wird die überschüssige Antriebskraft dem Motor 50 über den Übertragungsmechanismus 3 zugeführt, um die Motorleistung zu unterstützen.
Beim Schritt S18 (3) wird erfasst, ob der „Anfahrfehler“ fortgesetzt für eine vorbestimmte Anzahl erfasst wird (z. B. drei bis fünf Mal). Hält die „Anfahrfehler“-Erfassung für die vorbestimmte Anzahl an, geht der Ablauf zu Schritt S19 und die „Anfahr-Unmöglichkeit“ wird erfasst, und danach, wird das Bypass-Ventil 27 beim Schritt S20 geöffnet, und die elektromagnetische Kupplung 31 wird ausgeschaltet (ausgerückt) beim Schritt S21, um den Ablauf (Rankine-Anfahrsteuerung) zu beenden. In diesem Fall wird die Durchführung (Betrieb) des Rankine-Kreislaufs 2 nicht ausgeführt. Hier, wenn die „Anfahr-Unmöglichkeit“ erfasst wird, da angenommen wird, dass einige Arten einer Abweichung im Rankine-Kreislauf 2 vorliegen, wie ein Mangel in der Menge des Kältemittels, ist es bevorzugt, den Insassen oder Dergleichen des Fahrzeugs zu informieren, dass es eine Abweichung im Rankine-Kreislauf 2 gibt, durch ein Warnlicht, eine Anzeige oder dergleichen.
Inzwischen, wenn die Zahl der „Anfahrfehler“-Erfassungen geringer ist als die vorbestimmte Anzahl, geht der Ablauf zu Schritt S22, zum Erfassen, ob der „schwache Druck“ (siehe Schritt S11) erfasst wurde. Wenn der „Druck-Fehler“ nicht erfasst wurde, kehrt der Ablauf zu Schritt S1 zurück, um die Rankine-Anfahrsteuerung erneut auszuführen (zu wiederholen). Beim erneuten Ausführen der Rankine-Anfahrsteuerung in diesem Fall, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 im Schritt S3 berichtigt (Erhöhungsberichtigung). Wenn der „Druck-Fehler“ erfasst wurde, wird die „Schwacher-Druck“-Erfassung im Schritt S23 zurückgesetzt (aufgehoben), und dann kehrt der Ablauf zu Schritt S5 zurück, um die Rankine-Anfahrsteuerung erneut auszuführen (zu wiederholen). Beim erneuten Ausführen der Rankine-Anfahrsteuerung in diesem Fall, anders als beim erneuten Ausführen der Rankine-Anfahrsteuerung, wenn der „Druck-Fehler“ nicht erfasst wurde, wird die Berichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 (Erhöhungsberichtigung) nicht durchgeführt.
4 ist ein Zeitdiagramm der Rankine-Anfahrsteuerung. Beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 wird die elektromagnetische Kupplung 31 mit offenem Bypass-Ventil 27 eingeschaltet (Zeit t0). Wie oben beschrieben, da das Bypass-Ventil 27 während des Stopps des Rankine-Kreislaufs 2 bei dieser Ausführungsform offen ist, ist die elektromagnetische Kupplung 31 nur normalerweise eingeschaltet. Allerdings, wenn das Bypass-Ventil 27 während des Stopps des Rankine-Kreislaufs 2 geschlossen wird, wird das Bypass-Ventil 27 geöffnet und die elektromagnetische Kupplung 31 wird eingeschaltet. Infolgedessen wird die Pumpe 25 aktiviert und das Kältemittel zirkuliert, während es den Expander 23 umgeht. Dann erhöht sich der Grad der Unterkühlung des Kältemittels auf der Auslassseite des Kondensators 24, die Strömungsrate des flüssigen Kältemittels, welches dem Rankine-Kreislauf 2 auf dessen Hochdruck-Seite zugeführt wird, steigt, und die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Hochdruckseiten-Druck PH und dem Niedrigdruckseiten-Druck PL erhöht sich damit einhergehend ebenfalls.
Darüber hinaus, wenn die Druckdifferenz ΔP auf den Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 steigt, wird erfasst, dass ein Zustand, in welchem die Kondensationsleistung im Kondensator 24 ausreichend hoch ist, erreicht wurde und das Kältemittel (flüssiges Kältemittel), von welchem etwa 100% verflüssigt sind, wird kontinuierlich zur Einlassseite der Pumpe 25 geführt. Dann wird das Bypass-Ventil 27 geschlossen (Zeit t1). Auf diese Weise zirkuliert das Kältemittel über den Expander 23.
Wenn das Bypass-Ventil 27 geschlossen ist, steigt die Druckdifferenz ΔP in sogar noch schnellerem Maße, und wenn die Druckdifferenz ΔP auf den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 steigt, wird erfasst, dass der Expander 23 sich in einem Zustand befindet, in dem die Antriebskraft erzeugt werden kann, d. h. es wird erfasst, dass das Anfahren des Rankine-Kreislaufs abgeschlossen ist und dann wird die Rankine-Anfahrsteuerung beendet (Zeit t2).
Hier, wie durch die gestrichelten Linien in 4 gezeigt ist, wenn die Druckdifferenz ΔP nicht den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 erreicht, sogar wenn die zweite vorbestimmte Zeit abgelaufen ist nach dem Schließen des Bypass-Ventils 27 (Zeit ta), wird der „Anfahrfehler“ erfasst und das Bypass-Ventil 27 wird geöffnet, um das Kältemittel wieder zu zirkulieren, wobei es den Expander 23 umgeht. D. h., dass die Rankine-Anfahrsteuerung erneut durchgeführt wird. Beim erneuten Durchführen der Rankine-Anfahrsteuerung nach dem Erfassen des „Anfahrfehlers“, wenn der „Schwach-Druck“ nicht erfasst wurde, jedes Mal wenn der „Anfahrfehler“ erfasst wird, d. h. jedes Mal wenn die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 um den Berichtigungswert ΔPhos erhöht, wie in 5 gezeigt ist.
Darüber hinaus, wie durch die Strichpunktlinie in 4 gezeigt wird, wenn die Druckdifferenz nicht den Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 erreicht, sogar wenn die erste vorbestimmte Zeit abgelaufen ist nach dem Einschalten der elektromagnetischen Kupplung 31 mit offenem Bypass-Ventil 27 (Zeit tb), wird der „Schwach-Druck“ erfasst. Auch in diesem Fall, falls der „Anfahrfehler“ danach erfasst wird, wird die Rankine-Anfahrsteuerung erneut durchgeführt. Allerdings, beim erneuten Durchführen der Rankine-Anfahrsteuerung, wenn der „Schwach-Druck“ erfasst wurde, anders als beim erneuten Durchführen der Rankine-Anfahrsteuerung, wenn der „Druckfehler“ nicht erfasst wurde, wird keine Erhöhungsberichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 durchgeführt. Dann, wenn die „Anfahrfehler“-Erfassung für eine vorbestimmte Anzahl anhält, wird die „Anfahr-Unmöglichkeit“ erfasst und die elektromagnetische Kupplung 31 wird ausgeschaltet, um die Rankine-Anfahrsteuerung zu beenden.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform, beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2, da die Pumpe 25 betrieben wird mit zuerst geöffnetem Bypass-Ventil 27, sogar wenn das gasförmige Kältemittel in das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 gemischt wird, ist es möglich, dieses Problem schnell zu lösen. Darüber hinaus, durch das Schließen des Bypass-Ventils 27, wenn die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Hochdruckseiten-Druck PH und dem Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 den Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 entspricht, ist es möglich, das Kältemittel über den Expander 23 zu zirkulieren, sofort nachdem Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 im Wesentlichen zu 100% flüssiges Kältemittel wird.
Als Ergebnis ist es möglich, die Anfahr-Durchführung (Schnelligkeit und Zuverlässigkeit des Anfahrens) des Rankine-Kreislaufs 2 zu verbessern, während der Rankine-Kreislauf 2 effektiv betrieben wird durch eine möglichst große Verkürzung der Betriebszeit, in welcher die Leistung des Rankine-Kreislaufs 2 negativ ist, d. h. die Zeit, in welcher die Pumpe 25 (und der Expander 23) durch den Motor 50 angetrieben wird.
Hier, wenn die Druckdifferenz ΔP nicht den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 erreicht, sogar wenn die zweite vorbestimmte Zeit nach dem Schließen des Bypass-Ventils 27 abgelaufen ist, da die Rankine-Anfahrsteuerung erneut durchgeführt wird (wiederholt ausgeführt), um nochmals zu versuchen die Verflüssigung des Kältemittels (das Kältemittel zu verflüssigen) auf der Einlassseite der Pumpe 25 zu veranlassen, ist es möglich, die Möglichkeit zu erhöhen, dass der Rankine-Kreislauf 2 den Anfahrabschluss erreicht. Genauer, beim Erreichen des „Anfahrfehlers“ ohne Erfassung des „Schwach-Drucks“, da die Erhöhungsberichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 jedes Mal durchgeführt wird, wenn die Rankine-Anfahrsteuerung ausgeführt wird, kann das Bypass-Ventil 27 geschlossen werden, nachdem das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 weiter verflüssigt wird (flüssiges Kältemittel werdend) im Vergleich zur letzten Rankine-Anfahrsteuerung. Dies macht es möglich, die Möglichkeit weiter zu erhöhen, dass der Rankine-Kreislauf 2 den Anfahrabschluss erreicht.
Des Weiteren, wenn die Druckdifferenz ΔP den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeit nach der Erhöhungsberichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 erreicht, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, welcher der Erhöhungsberichtigung unterzogen wurde, gespeichert und wird als Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 in der Rankine-Anfahrsteuerung gesetzt zu der Zeit des nächsten Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2. Dies ermöglicht es, die Möglichkeit zu erhöhen, dass der Rankine-Kreislauf 2 den Anfahrabschluss erreicht, wenn die Rankine-Anfahrsteuerung das erste Mal ausgeführt wird beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wurde oben beschrieben, aber es sollte offensichtlich sein, dass die Erfindung nicht vorgesehen ist, beschränkt zu werden auf diese Ausführungsform, und dass Abwandlungen und Variationen gemacht werden können basierend auf den technischen Ideen der Erfindung. Einige abgewandelte Beispiele werden nachfolgend beschrieben.
(Abgewandeltes Beispiel 1)
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Druckdifferenz ΔP zwischen dem Hochdruckseiten-Druck PH und dem Niedrigdruckseiten-Druck PL des Rankine-Kreislaufs 2 als Parameter verwendet, welcher die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, und zusätzlich oder anstatt der Druckdifferenz ΔP kann der Grad des Unterkühlens (Unterkühlung) des Kältemittels auf der Auslassseite des Kondensators 24 (die Einlassseite der Pumpe 25) verwendet werden. In diesem Fall ist die Ventil-Schließbedingung des Bypass-Ventils 27, dass der Grad des Unterkühlens (Unterkühlung) des Kältemittels auf der Auslassseite des Kondensators 24 (der Einlassseite der Pumpe 25) einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht. Des Weiteren sind in diesem Fall ein Temperatursensor und ein Drucksensor zwischen (dem Auslass von) dem Kondensator 24 und (dem Einlass von) der Pumpe 25 installiert, und die Steuereinheit 4 berechnet (bestimmt) den Grad des Unterkühlens des Kältemittels, basierend auf der Temperatur, die vom Temperatursensor erfasst wird und dem Druck, der vom Drucksensor 52 erfasst wird.
Darüber hinaus führt beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs die Steuereinheit 4 die Steuerung durch, um die Pumpe 25 zu betreiben mit geöffnetem Bypass-Ventil 27 und das Bypass-Ventil 27 zu schließen, wenn der Grad des Unterkühlens des Kältemittels auf der Auslassseite des Kondensators 24 einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht. Der vorbestimmte Wert (Anfangswert) kann z. B. ein Wert (Kältemitteltemperatur) sein, bei welchem das Kältemittel auf der Auslassseite des Kondensators 24 ausreichend verflüssigt sein kann. Zusätzlich wird die Erhöhungskorrektur jedes Mal ausgeführt, wenn der „Anfahrfehler“ erfasst wird. Auch in diesem Fall ist es möglich, die gleichen Wirkungen zu erhalten wie die der oben beschriebenen Ausführungsform.
(Abgewandeltes Beispiel 2)
Die Durchflussrate des flüssigen Kältemittels, das von der Pumpe 25 gefördert wird, kann als Parameter verwendet werden, welcher die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt. Der Grund ist, dass, wenn die Kondensationskapazität des Kondensators 24 steigt, die Durchflussrate des flüssigen Kältemittels, welches von der Pumpe 25 gefördert wird, auch steigt. In diesem Fall ist die Ventilschließ-Bedingung des Bypass-Ventils 27, dass die Durchflussrate des flüssigen Kältemittels, das von der Pumpe 25 gefördert wird, einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht. Des Weiteren ist in diesem Fall ein Durchflusssensor, der die Strömungsrate flüssigen Kältemittels erfasst, auf der Auslassseite der Pumpe 25 vorgesehen.
Darüber hinaus führt beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs die Steuereinheit 4 die Steuerung aus zum Betreiben der Pumpe 25 mit geöffnetem Bypass-Ventil 27 und zum Schließen des Bypass-Ventils 27, wenn die Strömungsrate des flüssigen Kältemittels, welches von der Pumpe 25 gefördert wird, einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht. Der vorbestimmte Wert (Anfangswert) kann in diesem Fall gesetzt sein, z. B. auf die Strömungsrate, die von der Pumpe 25 gefördert wird, wenn das Kältemittel auf der Einlassseite der Pumpe 25 ausreichend verflüssigt ist, und die Erhöhungsberichtigung wird jedes Mal durchgeführt, wenn ein „Anfahrfehler“ erfasst wird. Auch in diesem Fall ist es möglich, die gleichen Wirkungen wie die der oben beschriebenen Ausführungsform zu erhalten.
Des Weiteren, da eine Beziehung zwischen der Kältemittelströmungsrate und dem Druckverlust des Kondensators 24 besteht, kann die Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Kondensators 24 als Parameter genutzt werden, welcher die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt. In diesem Fall ist die Ventilschließ-Bedingung des Bypass-Ventils 27, dass die Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Kondensators 24 einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht. Weiter ist in diesem Fall ein Drucksensor vorgesehen auf jeder der Einlass- und der Auslassseite des Kondensators 24 und die Steuereinheit 4 berechnet (bestimmt) die Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Kondensators 24.
(Abgewandeltes Beispiel 3)
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind der Expander 23 und die Pumpe 25 als „pumpen-integrierter Expander 28“ ausgebildet, verbunden durch die gleiche Drehwelle 28a, aber, wie in 6 dargestellt, können der Expander 23 und die Pumpe 25 einzeln ausgebildet sein. In diesem Fall umfasst die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung 10: einen Rankine-Kreislauf 20, in welchem der Expander 23 und die Pumpe 25 einzeln ausgebildet sind; einen Übertragungsmechanismus 30; und die Steuereinheit 4.
Der Übertragungsmechanismus 30 weist eine Kurbelwellen-Riemenscheibe 33 auf, welche an der Kurbelwelle 50a des Motors 50 befestigt ist, eine Expander-Riemenscheibe 36, welche an der Ausgangswelle 23a des Expanders 23 mittels einer ersten elektromagnetischen Kupplung 35 befestigt ist, eine Pumpen-Riemenscheibe 38, welche an der Antriebswelle 25a der Pumpe 25 befestigt ist, über eine zweite elektromagnetische Kupplung 37 und einen Riemen 39, welcher um die Kurbelwellen-Riemenscheibe 22, die Expander-Riemenscheibe 36 und die Pumpen-Riemenscheibe 38 geschlungen ist.
Darüber hinaus, beim Anfahren des Rankine-Kreislaufs 20, führt die Steuereinheit 4 zuerst die Steuerung zum Öffnen des Bypass-Ventils 27 aus und zum Betreiben der Pumpe 25 durch Einschalten der zweiten elektromagnetischen Kupplung 37 und führt dann die Steuerung zum Einschalten der ersten elektromagnetischen Kupplung 35 aus und zum Schließen des Bypass-Ventils 27, wenn der Parameter, welcher die Kondensationskapazität des Kondensators 24 anzeigt, einem vorbestimmten Wert oder mehr entspricht. Auch in diesem Fall ist es möglich, die gleichen Wirkungen zu erhalten, wie die der oben beschriebenen Ausführungsform. Die Pumpe 25 kann als elektrische Pumpe ausgeführt sein und die Steuereinheit 4 kann ausgeführt sein, ein Antriebssignal zur Pumpe 25 auszugeben.
(Abgewandeltes Beispiel 4)
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird jedes Mal, wenn der „Anfahrfehler“ erfasst wird, d. h. jedes Mal, wenn die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird, der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 erhöht durch den Berichtigungswert ΔPhos (siehe 5). Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt. Z. B., wie in 7 dargestellt ist, kann der Betrag einer Erhöhung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 (Berichtigungswert ΔPhos) erhöht werden, jedes Mal, wenn die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird. Auf diese Weise, durch sukzessives Erhöhen des Berichtigungswerts ΔPhos jedes Mal, wenn die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird, ist es möglich, die Anzahl der „Anfahrfehler“ zu reduzieren.
(Abgewandeltes Beispiel 5)
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform, wenn die Druckdifferenz ΔP den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeit erreicht nach der Erhöhungsberichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1, d. h. wenn das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 abgeschlossen wird durch Wiederholen der Rankine-Anfahrsteuerung, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 zu dieser Zeit (der Ventilschließ-Bestimmungswert nach der Erhöhungsberichtigung) gespeichert und der gespeicherte Ventilschließ-Bestimmungswert wird als Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 in der Rankine-Anfahrsteuerung gesetzt zu der Zeit des nächsten Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt. Z. B., wie in 8 gezeigt, wenn die Wiederholung der Rankine-Anfahrsteuerung auftritt, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert (gesetzter Wert) ΔPs1 in der Rankine-Anfahrsteuerung zu der Zeit des nächsten Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2 der Erhöhungsberichtigung unterzogen (beträchtlich oder nach oben in die Nähe des oberen Grenzwerts), und danach, wenn die Wiederholung der Rankine-Anfahrsteuerung nicht auftritt (d. h., der Anfahrfehler tritt nicht auf), kann der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1, welcher der Erhöhungsberichtigung unterzogen wurde, reduziert werden für jedes Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2. In diesem Fall kann ein Betrag der Reduzierung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1, welcher der Erhöhungsberichtigung unterzogen wurde, konstant bleiben oder variiert werden.
Des Weiteren, bei der Rankine-Anfahrsteuerung unter Verwendung des reduzierten Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1, wenn die Druckdifferenz ΔP nach dem Schließen des Bypass-Ventils 27 nicht den Anfahrabschluss-Bestimmungswert ΔPs2 innerhalb der zweiten vorbestimmten Zeit erreicht (d. h. das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 ist nicht abgeschlossen), wird die Rankine-Anfahrsteuerung erneut ausgeführt unter Verwendung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1, welcher von der Rankine-Anfahrsteuerung zur Zeit eines vorherigen Anfahrens des Rankine-Kreislaufs 2 verwendet wurde. Dann, wenn das Anfahren des Rankine-Kreislaufs 2 abgeschlossen ist, wird der Ventilschließ-Bestimmungswert ΔPs1 beibehalten. Wenn die Rankine-Anfahrsteuerung weiter wiederholt wird, kann die Erhöhungsberichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswerts ΔPs1 jedes Mal durchgeführt werden, wenn die Rankine-Anfahrsteuerung wiederholt wird.
(Andere abgewandelte Beispiele)
Die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist gestaltet, um die Motor-leistung durch die Antriebskraft des Expanders 23 zu unter-stützen, aber die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf eine EnergieRückgewinnung des Typs Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung, welche einen Generator durch die Antriebskraft des Expanders 23 antreibt. In diesem Fall, können z. B. der Expander, die Pumpe und der Generator-Motor integriert sein, indem sie mit der gleichen Drehwelle verbunden sind.
Des Weiteren ist die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform an einem Fahrzeug montiert und rückgewinnt und verwendet Abwärme von einem Motor des Fahrzeugs, aber die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung, welche Abwärme rückgewinnt und verwendet von einer externen Wärmequelle (z. B. eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung die Fabrikabwärme rückgewinnt und verwendet, und eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung, welche Abwärme rückgewinnt und verwendet von einem Motor einer Baumaschine).
Bezugszeichenliste

1, 10: Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
2, 20: Rankine-Kreislauf
3, 30: Übertragungsmechanismus
31: elektromagnetische Kupplung
4: Steuereinheit
21: Kältemittelkreislaufkanal
22: Verdampfer
23: Expander
24: Kondensator
25: Pumpe
26: Bypass-Kanal
27: Bypass-Ventil
28: pumpen-integrierter Expander
50: Motor
61, 62: Drucksensor

Claims

Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung aufweisend: einen Rankine-Kreislauf, in welchem ein Heizer, der ausgebildet ist, ein Kältemittel zu heizen und zu verdampfen durch Abwärme einer externen Wärmequelle, ein Expander, der ausgebildet ist, Energie zu erzeugen durch Ausdehnen des Kältemittels, das den Heizer durchlaufen hat, ein Kondensator, der ausgebildet ist, das Kältemittel zu kondensieren, das den Expander durchlaufen hat, und eine Pumpe, die ausgebildet ist, das Kältemittel durch den Kondensator zum Heizer zu fördern, in einer Kreislaufpassage des Kältemittels angeordnet sind; einen Bypass-Strömungskanal, welcher dem Kältemittel erlaubt zu zirkulieren, während es den Expander umgeht; ein Bypass-Ventil, welches die Bypass-Strömungspassage öffnet und schließt; eine Druckunterschieds-Erfassungseinheit, welche einen Druckunterschied zwischen einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite des Rankine-Kreislaufs erfasst; und eine Steuereinheit, welche die Anfahr-Steuerung des Rankine-Kreislaufs durchführt, wobei die Anfahr-Steuerung die Pumpe mit dem geöffneten Bypass-Ventil betreibt und dann das Bypass-Ventil schließt, wobei die Steuereinheit die Anfahr-Steuerung wiederholt durchführt, wenn die Druckdifferenz nach dem Schließen des Bypass-Ventils nicht einen Anfahrabschluss-Bestimmungswert des Rankine-Kreislaufs innerhalb einer vorbestimmten Zeit erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Ventilschließ-Bedingung des Bypass-Ventils ändert, jedes Mal wenn die Anfahr-Steuerung wiederholt wird.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit als Anfahrsteuerung eine Steuerung durchführt zum Betreiben der Pumpe mit dem offenen Bypass-Ventil und dann zum Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz dem Ventilschließ-Bestimmungswert oder größer entspricht, wobei der Ventilschließ-Bestimmungswert kleiner ist als der Anfahrabschluss-Bestimmungswert.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit den Ventilschließ-Bestimmungswert jedes Mal erhöht, wenn die Anfahrsteuerung wiederholt wird.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Steuereinheit einen Erhöhungsbetrag des Ventilschließ-Bestimmungswerts jedes Mal erhöht, wenn die Anfahrsteuerung wiederholt wird.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Steuereinheit den Ventilschließ-Bestimmungswert speichert, wenn der Druckunterschied nach dem Schließen des Bypass-Ventils den Anfahrabschluss-Bestimmungswert innerhalb der vorbestimmten Zeit erreicht, und den gespeicherten Ventilschließ-Bestimmungswert als Anfangswert des Ventilschließ-Bestimmungswerts in der Anfahrsteuerung setzt, zu der Zeit des nächsten Anfahrens des Rankine-Kreislaufs.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, wenn die Wiederholung der Anfahrsteuerung erfolgt, die Steuereinheit die Erhöhungsberichtigung des Ventilschließ-Bestimmungswerts in der Anfahrsteuerung zu der Zeit des nächsten Anfahrens des Rankine-Kreislaufs durchführt, und dann, wenn die Wiederholung der Anfahrsteuerung nicht erfolgt, die Steuereinheit den Ventilschließ-Bestimmungswert reduziert, welcher der Erhöhungsberichtigung unterzogen wurde, für jedes Anfahren des Rankine-Kreislaufs.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei, in einem Fall, in welchem die Anfahrsteuerung mit dem reduzierten Ventilschließ-Bestimmungswert durchgeführt wird, welcher der Erhöhungsberichtigung unterzogen wurde, wenn die Druckdifferenz nach dem Schließen des Bypass-Ventils nicht den Anfahrabschluss-Bestimmungswert innerhalb der vorbestimmten Zeit erreicht, führt die Steuereinheit die Anfahrsteuerung wieder, unter Verwendung des Ventilschließ-Bestimmungswerts, welcher bei der Anfahrsteuerung zu der Zeit des vorherigen Anfahrens des Rankine-Kreislaufs verwendet wurde, aus.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Expander und die Pumpe im Rankine-Kreislauf integral miteinander verbunden sind.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung aufweisend: einen Rankine-Kreislauf, in welchem ein Heizer, der ausgebildet ist, ein Kältemittel zu heizen und zu verdampfen durch Abwärme einer externen Wärmequelle, ein Expander, der ausgebildet ist, Energie zu erzeugen durch Ausdehnen des Kältemittels, das den Heizer durchlaufen hat, ein Kondensator, der ausgebildet ist, das Kältemittel zu kondensieren, das den Expander durchlaufen hat, und eine Pumpe, die ausgebildet ist, das Kältemittel, das den Kondensator durchlaufen hat zum Heizer zu fördern, in einer Kreislaufpassage des Kältemittels angeordnet sind; einen Bypass-Strömungskanal, welcher dem Kältemittel erlaubt zu zirkulieren, während es den Expander umgeht; ein Bypass-Ventil, welches den Bypass-Strömungskanal öffnet und schließt; eine Druckunterschieds-Erfassungseinheit, welche einen Druckunterschied zwischen einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite des Rankine-Kreislaufs erfasst; und eine Steuereinheit, welche beim Anfahren des Rankine-Kreislaufes eine Steuerung durchführt zum Betreiben der Pumpe mit geöffnetem Bypass-Ventil und dann zum Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz einem vorbestimmten Wert entspricht, wobei die Steuereinheit eine Steuerung durchführt zum Öffnen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz nicht einen Anfahrabschluss-Bestimmungswert erreicht, der größer ist als ein erster vorbestimmter Wert innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach dem Schließen des Bypass-Ventils, wenn die Druckdifferenz dem ersten vorbestimmten Wert entspricht, und dann um das Bypass-Ventil zu schließen, wenn die Druckdifferenz einem zweiten vorbestimmten Wert entspricht, der größer ist als der erste vorbestimmte Wert und kleiner ist als der Anfahrabschluss-Bestimmungswert.
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Expander und die Pumpe im Rankine-Kreislauf integral miteinander verbunden sind.