DE112015003620T5 - Rankine-prozess-system - Google Patents

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Abstract

Ein Rankine-Prozess-System umfasst einen Verbrennungsmotor, der ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch den Verbrennungsmotor zirkuliert; einen Gas-Flüssigkeits-Separator; eine erste Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor zuführt und dem Verbrennungsmotor wieder ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zuführt; einen Dampfgenerator, der eine Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten flüssigen Kühlmittel überträgt und dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel zuführt; einen Überhitzer, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten gasförmigen Kühlmittel überträgt; einen Expander, der durch ein von dem Überhitzer zugeführten Kühlmittel angetrieben wird; einen Kondenser, der ein von dem Expander zugeführtes Kühlmittel kondensiert; einer zweiten Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Kondenser zuführt; ein erstes Regelungsventil, das eine Flussrate eines Kühlmittels von dem Verbrennungsmotor zu dem Gas-Flüssigkeits-Separator regelt; und eine Steuerungseinheit, die das erste Regelungsventil so steuert, dass es fast geschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor hoch ist.

Description

  • [TECHNISCHES GEBIET]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rankine-Prozess-System.
  • [STAND DER TECHNIK]
  • Die Patentschriften 1 und 2 offenbaren ein Rankine-Prozess-System, das ein Kühlmittel zum Kühlen eines Verbrennungsmotors verwendet. Ein solches Rankine-Prozess-System umfasst zum Beispiel: den Verbrennungsmotor, der durch ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch ihn hindurch zirkuliert; einen Gas-Flüssigkeits-Separator; eine erste Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor zuführt und dem Verbrennungsmotor wieder ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zuführt; einen Dampfgenerator, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator gelieferten flüssigen Kühlmittel überträgt und dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel zuführt; einen Überhitzer, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator gelieferten gasförmigen Kühlmittel überträgt; einen durch ein von dem Überhitzer geliefertes Kühlmittel angetriebenen Expander; einen Kondenser, der ein von dem Expander geliefertes Kühlmittel kondensiert; und eine zweite Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-
  • Separator ein Kühlmittel von dem Kondenser zuführt.
  • [BEKANNTER STAND DER TECHNIK]
  • [PATENTSCHRIFT]
    • [Patentschrift 1] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2010-223116
    • [Patentschrift 2] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2008-169760
  • [KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG]
  • [DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME]
  • Zum Beispiel wird dem Gas-Flüssigkeits-Separator in einigen Fällen ein flüssiges Kühlmittel relativ niedriger Temperatur von dem Verbrennungsmotor und ein gasförmiges Kühlmittel von dem Dampfgenerator zugeführt. Daher könnte in dem Gas-Flüssigkeits-Separator das flüssige Kühlmittel in Kontakt mit dem gasförmigen Kühlmittel gelangen, so dass das gasförmige Kühlmittel kondensieren und verschwinden könnte. In diesem Fall könnte die Zuführmenge des gasförmigen Kühlmittels von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zu dem Überhitzer und dem Expander verringert sein. Dies könnte einen Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrad der Abwärme von dem Verbrennungsmotor verringern.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rankine-Prozess-System bereitzustellen, das eine Verringerung eines Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrades der Abwärme von einem Verbrennungsmotor verhindert.
  • [MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME]
  • Diese Aufgabe wird durch ein Rankine-Prozess-System gelöst, das umfasst: einen Verbrennungsmotor, der ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch den Verbrennungsmotor zirkuliert; einen Gas-Flüssigkeits-Separator; eine erste Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor zuführt und dem Verbrennungsmotor wieder ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zuführt; einen Dampfgenerator, der eine Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten flüssigen Kühlmittel überträgt und dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel zuführt; einen Überhitzer, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten gasförmigen Kühlmittel überträgt; einen Expander, der durch ein von dem Überhitzer zugeführten Kühlmittel angetrieben wird; einen Kondenser, der ein von dem Expander zugeführtes Kühlmittel kondensiert; einer zweiten Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Kondenser zuführt; ein erstes Regelungsventil, das eine Flussrate eines Kühlmittels von dem Verbrennungsmotor zu dem Gas-Flüssigkeits-Separator regelt; und eine Steuerungseinheit, die das erste Regelungsventil so steuert, dass es fast geschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor hoch ist.
  • Wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor niedrig ist im Vergleich dazu, wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor ist hoch, wird das erste Regelungsventil so gesteuert, dass es fast geschlossen ist. Dadurch kann verhindert werden, dass dem Gas-Flüssigkeits-Separator von dem Verbrennungsmotor ein Kühlmittel relativ niedriger Temperatur zugeführt wird und dass das dem Gas-Flüssigkeits-Separator von dem Dampfgenerator zugeführte gasförmige Kühlmittel kondensiert. Es ist somit möglich, eine Verringerung der Zuführmenge des gasförmigen Kühlmittels von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zu dem Überhitzer und dem Expander zu verhindern, und es ist möglich, eine Verringerung eines Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrads der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu verhindern.
  • Die Steuerungseinheit kann das erste Regelungsventil so steuern, dass es fast geschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor ein erster vorbestimmter Wert oder kleiner ist, und das erste Regelungsventil so steuern, dass es fast geöffnet ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor höher als der erste vorbestimmte Wert ist.
  • Ein zweites Ventil, das zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator und dem Überhitzer angeordnet ist, kann vorgesehen sein, wobei die Steuerungseinheit das zweite Ventil schließt, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor der erste vorbestimmte Wert oder kleiner ist und wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Gas-Flüssigkeits-Separator der zweite vorbestimmte Wert oder kleiner ist, und das zweite Ventil öffnet, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Dampfgenerator höher als der zweite vorbestimmte Wert ist oder wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor höher als der erste vorbestimmte Wert ist.
  • Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Rankine-Prozess-System erreicht, das umfasst: einen Verbrennungsmotor, der durch ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch den Verbrennungsmotor zirkuliert; einen Gas-Flüssigkeits-Separator; eine erste Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor zuführt und dem Verbrennungsmotor wieder ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zuführt; einen Dampfgenerator, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten flüssigen Kühlmittel überträgt und dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel zuführt; einen Überhitzer, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten gasförmigen Kühlmittel überträgt; einen Expander, der durch ein von dem Überhitzer zugeführten Kühlmittel angetrieben wird; einen Kondenser, der ein von dem Expander zugeführtes Kühlmittel kondensiert; eine zweiten Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Kondenser zuführt; einen ersten Weg, durch den ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator strömen kann; einen zweiten Weg, durch den ein flüssiges Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor strömen kann; einen dritten Weg, durch den dem Verbrennungsmotor ein flüssiges Kühlmittel zugeführt werden kann; und ein Thermostat, das an einem Verbindungspunkt des ersten, zweiten, und dritten Wegs angeordnet ist, den ersten Weg schließt und eine Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Weg herstellt, wenn eine Temperatur eines von dem zweiten Weg zugeführten flüssigen Kühlmittels niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und den zweiten Weg schließt und eine Verbindung zwischen dem ersten und dem dritten Weg herstellt, wenn eine Temperatur eines von dem zweiten Weg zugeführten flüssigen Kühlmittels höher als der vorbestimmte Wert ist.
  • Das Thermostat schließt den ersten Weg und stellt eine Verbindung her zwischen dem zweiten und dem dritten Weg, wenn die Temperatur des von dem zweiten Weg gelieferten flüssigen Kühlmittel niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Dadurch kann verhindert werden, dass dem Gas-Flüssigkeits-Separator von dem Verbrennungsmotor ein Kühlmittel relativ niedriger Temperatur zugeführt wird und das von dem Dampfgenerator dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführte gasförmige Kühlmittel kondensiert. Es ist somit möglich, eine Verringerung der Zuführmenge des gasförmigen Kühlmittels von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zu dem Überhitzer und dem Expander zu verhindern, und es ist möglich, eine Verringerung eines Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrads der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu verhindern.
  • [EFFEKTE DER ERFINDUNG]
  • Es ist möglich, einen Rankine-Prozess-System bereitzustellen, in dem eine Verringerung des Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrads der Abwärme verhindert wird.
  • [KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN]
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Rankine-Prozess-Systems gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer durch eine ECU nach einem Start eines Verbrennungsmotors ausgeführten Regelung zeigt;
  • 3 ist eine schematische Ansicht eines Rankine-Prozess-Systems gemäß einer Variante;
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines Rankine-Prozess-Systems gemäß einer Variante; und
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer durch eine ECU nach einem Start eines Verbrennungsmotors ausgeführten Regelung zeigt.
  • [MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG]
  • Im Folgenden ist ein Rankine-Prozess-System (nachfolgend als System bezeichnet) 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht des Systems 1. Das System 1 ist in ein Fahrzeug eingebaut. Das System 1 verwendet ein Kühlmittel, um einen Verbrennungsmotor 11 zu kühlen. Der Verbrennungsmotor 11 ist mit einem Wassermantel 13 (W/M) versehen. Eine Pumpe 12 pumpt das Kühlmittel zu dem Wassermantel 13. Die Pumpe 12 kann eine durch eine Antriebskraft der Kurbelwelle in dem Verbrennungsmotor 11 angetriebene mechanische Pumpe oder eine durch einen Motor angetriebene Pumpe elektrische Wasserpumpe sein. In dieser Ausführungsform ist die Pumpe 12 als ein Beispiel eine mechanische Wasserpumpe. In diesem Fall beginnt die Pumpe 12, das Kühlmittel zu pumpen, wenn der Verbrennungsmotor 11 startet. Die Pumpe 12 ist ein Beispiel einer ersten Pumpe.
  • Das durch die Pumpe 12 gepumpte flüssige Kühlmittel wird von dem Verbrennungsmotor 11 durch den Wassermantel 13 abgeführt. Das Kühlmittel kann durch die Wärme von dem Verbrennungsmotor 11 verdampft werden, wenn es durch den Wassermantel 13 fließt. Das Kühlmittel nimmt ferner bei diesem Verdampfen die Wärme des Verbrennungsmotors 11 als latente Wärme auf. Der Verbrennungsmotor 11 wird auf diese Weise gekühlt. Das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Kühlmittel enthält Ethylenglykol und Wasser, es ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
  • Das System 1 umfasst einen Gas-Flüssigkeits-Separator 30 (GFS), einen Dampfgenerator 50 (MDG), einen Überhitzer 60 (ÜH), eine Turbine 70 (TB), einen Kondenser oder Kondensator 80 (KND), einen Catch-Tank 90 (CT), eine Pumpe 100 (Pb), verschiedene Wege, durch die das Kühlmittel fließt, und eine ECU 120.
  • Ein Weg 110a stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Verbrennungsmotors 11 und einem Zuführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 her. Ein Weg 110b stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 und einem Zuführungsanschluss des Überhitzers 60 her. Ein Weg 110c stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Überhitzers 60 und einem Zuführungsanschluss der Turbine 70 her. Ein Weg 110d stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss der Turbine 70 und einem Zuführungsanschluss des Kondensers 80 her. Ein Weg 110e stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Kondensers 80 und einem Zuführungsanschluss des Catch-Tanks 90 her. Ein Weg 110f stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Catch-Tanks 90 und einem Zuführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 her. Ein Weg 110h stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 und einem Zuführungsanschluss des Dampfgenerators 50 her. Ein Weg 110i stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Dampfgenerators 50 und einem Zuführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 her. Ein Weg 110j stellt eine Verbindung zwischen einem Abführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 und einem Zuführungsanschluss der Pumpe 12 her.
  • Der Weg 110b ist mit dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 oberhalb eines Flüssigkeitspegels des darin enthaltenen flüssigen Kühlmittels verbunden und ist dazu geeignet, dem Überhitzer 60 das gasförmige Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zuzuführen. Die Wege 110h und 110j sind mit dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 unterhalb des Flüssigkeitspegel des darin enthaltenen flüssigen Kühlmittels verbunden und sind dazu geeignet, dem Dampfgenerator 50 bzw. dem Verbrennungsmotor 11 das flüssige Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zuzuführen. Der Weg 110i ist mit dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 oberhalb des Flüssigkeitspegels des darin enthaltenen flüssigen Kühlmittels verbunden und ist dazu geeignet, dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 das durch den Dampfgenerator 50 erzeugte gasförmige Kühlmittel zuzuführen.
  • Ein Flüssigkeitspegelsensor 130 erfasst den Flüssigkeitspegel des flüssigen Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30. Ein in dem Dampfgenerator 50 angeordneter Temperatursensor 131 erfasst die Temperatur des darin enthaltenen flüssigen Kühlmittels. Ein in dem Verbrennungsmotor 11 angeordneter Temperatursensor 132 erfasst die Temperatur des flüssigen Kühlmittels in dem Wassermantel 13. Diese Sensoren geben Erfassungsergebnisse an die ECU 120 aus. Ferner kann der Temperatursensor 132 in der Nähe des Abführungsanschlusses des Wassermantels 13 angeordnet sein, der mit dem Weg 110a verbunden ist, oder kann in dem Weg 110a angeordnet sein.
  • Regelungsventile 140a (Va) und 140b (Vb) öffnen und schließen die jeweiligen Wege 110a und 110b auf der Grundlage von Anweisungen der ECU 120. Der Weg 110a stellt eine Verbindung zwischen dem Wassermantel 13 des Verbrennungsmotors 11 und dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 her. Das Regelungsventil 140a ist ein Beispiel eines ersten Ventils, das die Flussrate des von dem Verbrennungsmotor 11 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführten Kühlmittels regelt. Der Weg 110b stellt eine Verbindung zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 und dem Überhitzer 60 her. Das Regelungsventil 140b ist ein Beispiel eines zweiten Regelungsventils, das die Flussrate des von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 dem Überhitzer 60 zugeführten gasförmigen Kühlmittels regelt.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, wird das von dem Wassermantel 13 abgeführte Kühlmittel des Verbrennungsmotors 11 über den Weg 110a dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt. Das von dem Wassermantel 13 abgeführte Kühlmittel umfasst das flüssige Kühlmittel und das gasförmige Kühlmittel, in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels. Zum Beispiel wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors 11 niedrig ist und die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, das flüssige Kühlmittel dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführten. Wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors 11 hoch ist, werden das flüssige Kühlmittel und das gasförmige Kühlmittel dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt. Der Gas-Flüssigkeits-Separator 30 trennt das zugeführte Kühlmittel in das flüssige Kühlmittel und das gasförmige Kühlmittel.
  • Das gasförmige Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 wird über den Weg 110b dem Überhitzer 60 zugeführt, wenn das Regelungsventil 140b geöffnet wird. In dem Überhitzer 60 wird das Kühlmittel mit der Abwärme von dem Verbrennungsmotor 11 erwärmt, so dass es Heizdampf wird. In dieser Ausführungsform wird die Abgaswärme des Abaswegs des Verbrennungsmotors 11 als ein Beispiel der Abwärme von dem Verbrennungsmotor 11 verwendet. Der Überhitzer 60 ist strömungsaufwärts des Dampfgenerators 50 in dem Abgasweg des Verbrennungsmotors 11 angeordnet.
  • Das durch den Überhitzer 60 erwärmte Kühlmittel wird in Heizdampf umgewandelt, und der Heizdampf wird über den Weg 110c der Turbine 70 zugeführt. Die Turbine 70 wird durch den Heizdampf in Drehung versetzt. Die Turbine 70 ist mit einem Generator verbunden, der nicht dargestellt ist. Die Drehung der Turbine 70 bewirkt, dass der Generator Strom erzeugt. Auf diese Weise gewinnt das System 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abwärme des Verbrennungsmotors 11 als Leistung des Generators zurück. Ferner expandiert das Kühlmittel des Heizdampfs in Übereinstimmung mit der Drehung der Turbine 70. Demzufolge fungiert die Turbine 70 als ein Expander in dem System 1.
  • Das von der Turbine 70 abgeführte Kühlmittel wird über den Weg 110d dem Kondenser 80 zugeführt. Der Kondenser 80 ist ein Kondenser, der durch Kondensieren des gasförmigen Kühlmittels das flüssige Kühlmittel erzeugt. Das von dem Kondenser 80 abgeführte flüssige Kühlmittel wird über den Weg 110e dem Catch-Tank 90 zugeführt. Der Catch-Tank 90 speichert vorübergehend das von dem Kondenser 80 abgeführte Kühlmittel. Die Pumpe 100 wird auf der Grundlage von Anweisungen von der ECU 120 angetrieben. Der Antrieb der Pumpe 100, die in dem Weg 110f angeordnet ist, bewirkt, dass das Kühlmittel von dem Catch-Tank 90 über den Weg 110f dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt wird. Ferner ist die Pumpe 100 zum Beispiel eine motorbetriebene Verdrängerwasserpumpe, sie ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Die Pumpe 100 ist ein Beispiel einer zweiten Pumpe.
  • Das flüssige Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 wird über den Weg 110h dem Dampfgenerator 50 zugeführt. Der Dampfgenerator 50 wandelt das flüssige Kühlmittel durch Erwärmen des flüssigen Kühlmittels mit der Abwärme von dem Verbrennungsmotor 11 in Dampf um und führt den Dampf ab. In dieser Ausführungsform wird die Abgaswärme des Abaswegs des Verbrennungsmotors 11 als ein Beispiel der Abwärme des Verbrennungsmotors 11 verwendet.
  • Das von dem Dampfgenerator 50 abgeführte Kühlmittel wird über den Weg 110i dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt. Das in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 gespeicherte flüssige Kühlmittel wird über den Weg 110j der Pumpe 12 zugeführt und wird dem Wassermantel 13 des Verbrennungsmotors 11 zugeführt.
  • Der Gas-Flüssigkeits-Separator 30 ist in Richtung der Schwerkraft höher als der Dampfgenerator 50 angeordnet. Daher wird das in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 gespeicherte flüssige Kühlmittel allgemein durch die Schwerkraft über den Weg 110h dem Dampfgenerator 50 zugeführt.
  • Die ECU 120 steuert die Regelungsventile 140a und 140b so, dass sie die Wege 110a und 110b öffnen und schließen. Wie es weiter unten beschrieben ist, steuert die ECU 120 den Öffnungsgrad des Regelungsventils 140a auf der Grundlage der Temperatur des Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor 11. Die ECU 120 steuert den Öffnungsgrad des Regelungsventils 140b auf der Grundlage der Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50. Die ECU 120 steuert ferner die Pumpe 100. Ferner regelt die ECU 120 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11, indem sie die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Verbrennungsmotors 11 und dergleichen regelt. Die ECU 120 umfasst eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit), einen ROM (Nurlesespeicher) und einen RAM (Direktzugriffsspeicher).
  • Nachfolgend ist die durch die ECU 120 ausgeführte Regelung mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der durch die ECU 120 ausgeführten Regelung nach dem Start des Verbrennungsmotors 11 zeigt. Ferner werden zum Startpunkt von 2 die Regelungsventile 140a und 140b geöffnet, und der Gas-Flüssigkeits-Separator 30 speichert eine vorbestimmte Menge des flüssigen Kühlmittels.
  • Die ECU 120 bestimmt, ob die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13, die auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Temperatursensors 132 gewonnen wird, ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist (Schritt S1). Ein vorbestimmter Wert in Schritt S1 ist die Kühlmitteltemperatur, bei der ein Betrieb der Turbine 70 möglich ist, wenn ihr das Kühlmittel durch den Gas-Flüssigkeits-Separator 30 und den Überhitzer 60 zugeführt wird. Zum Beispiel ist ein vorbestimmter Wert 80 Grad Celsius. Dieser vorbestimmte Wert wird zuvor im ROM der ECU 120 gespeichert. Ein vorbestimmter Wert ist ein Beispiel eines ersten vorbestimmten Werts. Ferner ist im Falle von JA in Schritt S1 das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 11 nicht beendet, das heißt, das Aufwärmen wird fortgesetzt. Im Falle von Nein in Schritt S1 ist das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 11 beendet.
  • Im Falle von Ja in Schritt S1 schließt die ECU 120 das Regelungsventil 140a (Schritt S2). Somit ist die Zufuhr des Niedrigtemperaturkältemittels zu dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 unterbrochen.
  • Anschließend bestimmt die ECU 120, ob die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50, die auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Temperatursensors 131 gewonnen wird, niedriger als ein vorbestimmter Wert (Schritt S3) ist oder nicht. Ein vorbestimmter Wert in Schritt S3 ist die Kühlmitteltemperatur, bei der die Turbine 70 betrieben werden kann, wenn ihr das Kühlmittel durch den Gas-Flüssigkeits-Separator 30 und den Überhitzer 60 zugeführt wird. Zum Beispiel ist ein vorbestimmter Wert 80 Grad Celsius. Dieser vorbestimmte Wert wird zuvor in dem ROM der ECU 120 gespeichert. Ein vorbestimmter Wert ist ein Beispiel eines zweiten vorbestimmten Werts. Ferner ist im Falle von JA in Schritt S3 das Aufwärmen des Systems 1 nicht beendet. In Falle von Nein in Schritt 53 ist das Aufwärmen des Systems 1 beendet.
  • Im Falle von Ja in Schritt S3 schließt die ECU 120 das Regelungsventil 140b (Schritt S4). Somit ist die Zufuhr des Kühlmittels zu dem Überhitzer 60 unterbrochen. In diesem Fall wird die Turbine 70 nicht angetrieben. Ferner bewirkt das Schließen von beiden Regelungsventilen 140a und 140b, dass das Kühlmittel zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 und dem Dampfgenerator 50 zirkuliert. Der Prozess in Schritt S4 wird ausgeführt, bis in Schritt S3 Nein bestimmt wird, das heißt bis die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 höher als ein vorbestimmter Wert ist.
  • In Falle von Nein in Schritt S3 öffnet die ECU 120 das Regelungsventil 140b (Schritt S5). Daher wird das gasförmige Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 dem Überhitzer 60 zugeführt, um durch den Überhitzer 60 den Heißdampf zu erzeugen, der der Turbine 70 zuführt wird. Dies treibt die Turbine 70 an. Ferner verringert das Öffnen des Regelungsventils 140b den Innendruck des Gas-Flüssigkeits-Separators 30. Dies verringert auch den Innendruck des Dampfgenerators 50, der über den Weg 110i mit dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 verbunden ist. Dies erleichtert das Verdampfen des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50.
  • Im Falle von Nein in Schritt 51 öffnet die ECU 120 das Regelungsventil 140a (Schritt S6) und öffnet ferner das Regelungsventil 140b (Schritt S5). Demzufolge wird das von dem Verbrennungsmotor 11 abgeführte Kühlmittel dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt, der das von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 abgeführte Kühlmittel dem Überhitzer 60 zuführt. Daher erzeugt der Überhitzer 60 Heißdampf, und der Heißdampf wird der Turbine 70 zugeführt, was die Turbine 70 antreibt.
  • Wie es oben beschrieben ist, werden, wenn in den Schritten S1 und S3 bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperaturen in dem Wassermantel 13 und dem Dampfgenerator 50 die jeweiligen vorbestimmten Werte oder kleiner sind, die Regelungsventile 140a und 140b geschlossen. Der Fall, in dem in den Schritten S1 und S3 bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperaturen die jeweiligen vorbestimmten Werte oder kleiner sind, liegt zum Beispiel unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotor 11 im kalten Zustand vor. In diesem Fall zirkuliert das Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 und dem Dampfgenerator 50, und es wird verhindert, dass das gasförmige Kühlmittel dem Überhitzer 60 und der Turbine 70 zugeführt wird, bis die Temperatur des von dem Dampfgenerator 50 abgeführten Kühlmittels höher als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Wenn in Schritt S1 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, und selbst wenn in Schritt S3 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 höher als ein vorbestimmter Wert ist, wird das Regelungsventil 140a geschlossen und das Regelungsventil 140b geöffnet. Demzufolge wird selbst dann, wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 niedrig ist und die des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 höher als ein vorbestimmter Wert ist, das durch den Dampfgenerator 50 erzeugte gasförmige Kühlmittel durch den Gas-Flüssigkeits-Separator 30 und den Überhitzer 60 der Turbine 70 zugeführt, wodurch die Turbine 70 angetrieben wird. Somit wird selbst dann, wenn sich der Verbrennungsmotor 11 noch im kalten Zustand befindet und die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 relativ hoch ist, das in dem Dampfgenerator 50 erzeugte flüssige Kühlmittel sofort der Turbine 70 zugeführt, wodurch das System 1 betrieben wird.
  • Wenn in Schritt S1 bestimmt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 höher als ein vorbestimmter Wert ist, werden die Regelungsventile 140a und 140b geöffnet, um das Kühlmittel von dem Wassermantel 13 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zuzuführen, wodurch das gasförmige Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 dem Überhitzer 60 und der Turbine 70 zugeführt wird. Ferner wird in diesem Fall, selbst wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, das Regelungsventil 140b geöffnet. Der Fall, in dem die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 höher als ein vorbestimmter Wert ist, bedeutet, dass der Verbrennungsmotor 11 in den warmen Zustand versetzt ist. Wenn der Verbrennungsmotor 11 in den warmen Zustand versetzt ist, wird das gasförmige Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 der Turbine 70 zugeführt, unabhängig von einer Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50. Dies kann die Turbine 70 antreiben, sobald der Verbrennungsmotor 11 in den warmen Zustand versetzt ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird verhindert, dass das Niedrigtemperaturkältemittel in dem Wassermantel 13 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt wird. Die kann die Kondensation des von dem Dampfgenerator 50 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführten gasförmigen Kühlmittels verhindern, wodurch die Turbine 70 unter Verwendung des gasförmigen Kühlmittels sofort betrieben wird. Somit ist es selbst beim Kaltstart, bei dem die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, möglich, das System 1 sofort in Betrieb zu setzen, wodurch eine Verringerung des Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrads der Abwärme von dem Verbrennungsmotor 11 und eine Verringerung des Kraftstoffwirkungsgrades verhindert wird.
  • Zusätzlich benötigt der Verbrennungsmotor 11 Zeit zum Aufwärmen, da die Wärmekapazität des Verbrennungsmotors 11 beim Kaltstart relativ hoch ist, so dass es relativ lange dauert, bis die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 höher als ein vorbestimmter Wert ist. Demgegenüber sind die Abgase eine Wärmequelle des Dampfgenerators 50, deren Temperatur selbst bei einem Start des Verbrennungsmotors 11 im kalten Zustand sofort auf einen hohen Wert ansteigt, und eine Wärmekapazität des Dampfgenerators 50 ist relativ klein. Daher benötigt der Dampfgenerator 50 nicht viel Zeit, um eine hohe Temperatur zu erreichen, und es dauert eine relativ kurze Zeit, bis die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 höher als ein vorbestimmter Wert ist. Somit ist in einigen Fälle die Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 höher als ein vorbestimmter Wert, bevor die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 höher als ein vorbestimmter Wert ist. In der vorliegenden Ausführungsform kann das System 1 sofort betrieben werden, indem das von einem solchen Dampfgenerator 50 abgeführte gasförmige Kühlmittel verwendet wird, das sofort eine hohe Temperatur erreicht.
  • Ferner kann der Öffnungsgrad des Regelungsventils 140a auf der Grundlage der Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 geregelt werden. Zum Beispiel kann die ECU 120 das Regelungsventil 140a so steuern, dass es umso weiter geöffnet ist, je höher die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 ist, und kann das Regelungsventil 140a so steuern, dass es umso weiter geschlossen ist, je niedriger die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 ist. In diesem Fall ist es auch möglich, den Fluss des dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführten flüssigen Kühlmittels zu verhindern, wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 niedrig ist, wodurch verhindert wird, dass das in dem Dampfgenerator 50 erzeugte gasförmige Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 kondensiert.
  • In dem obigen Beispiel sind der erste und der zweite vorbestimmte Wert der Öffnungs- und Schließbedingungen für die jeweiligen Regelungsventile 140a und 140b gleich; sie können jedoch auch verschieden sein.
  • Nachfolgend ist ein Rankine-Prozess-System 1a gemäß einer Variante beschrieben. Ferner sind in dem Rankine-Prozess-System 1a gleiche Komponenten und ähnliche Komponenten mit den gleichen bzw. ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine Wiederholdung der Beschreibung ist verzichtet. Die 3 und 4 sind schematische Ansichten, die eine Gesamtkonfiguration des Systems 1a zeigen.
  • Das System 1a umfasst ein Thermostat 20, nicht jedoch das Regelungsventil 140a. Ein Weg 110k stellt eine Verbindung zwischen dem Abführungsanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 30 und dem ersten Zuführungsanschluss des Thermostats 20 her. Der Weg 110k ermöglicht ein Fließen des flüssigen Kühlmittels von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 durch das Thermostat 20. Ein Weg 110l stellt eine Verbindung her zwischen dem Abführungsanschluss des Verbrennungsmotors 11 und dem zweiten Zuführungsanschluss des Thermostats 20. Der Weg 110l ermöglicht ein Fließen des flüssigen Kühlmittels von dem Verbrennungsmotor 11 durch das Thermostat 20. Ein Weg 110m stellt eine Verbindung her zwischen einem Abführungsanschluss des Thermostats 20 und einem Zuführungsanschluss der Pumpe 12. Der Weg 110m ermöglicht eine Zufuhr des flüssigen Kühlmittels zu dem Verbrennungsmotor 11. Das Thermostat 20 befindet sich an der Verbindung der Wege 110k, 110l und 110m.
  • Das Thermostat 20 umfasst einen Ventilkörper 22. Wenn die Temperatur des durch das Thermostat 20 fließenden Kühlmittels ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, stellt der Ventilkörper 22 eine Verbindung zwischen den Wegen 110l und 110m her und schließt den Weg 110k. Wenn die Temperatur des durch das Thermostat 20 fließenden Kühlmittels höher als ein vorbestimmter Wert ist, schließt der Ventilkörper 22 den Weg 110l und stellt eine Verbindung her zwischen den Wegen 110k und 110m. Daher wird, wenn der Weg 110k geschlossen ist, verhindert, dass das Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 dem Verbrennungsmotor 11 zugeführt wird. Wenn die Wege 110k und 110m verbunden sind, wird das Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 dem Verbrennungsmotor 11 zugeführt. 3 zeigt den Zustand, in dem die Wege 110l und 110m verbunden sind und der Weg 110k geschlossen ist. 4 zeigt den Zustand, in dem die Wege 110k und 110m verbunden sind und der Weg 110l geschlossen ist.
  • Nachfolgend ist die Steuerung des Systems 1a durch eine ECU 120a mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der durch die ECU 120 ausgeführten Regelung nach dem Start des Verbrennungsmotors 11 zeigt. Die ECU 120a bestimmt, ob die auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse des Temperatursensors 131 gewonnene Temperatur des Kühlmittels in dem Dampfgenerator 50 ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist (Schritt S1a). Ein vorbestimmter Wert ist zum Beispiel 80 Grad Celsius.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S1a Ja ist, schließt die ECU 120a das Regelungsventil 140b (Schritt S2a). Wenn das Regelungsventil 140b in Schritt S2a geschlossen wird, wird die Zufuhr des Kühlmittels zu dem Überhitzer 60 unterbrochen. Wenn die Bestimmung in Schritt S1a Nein ist, öffnet die ECU 120 das Regelungsventil 140b (Schritt S3a). Somit wird das von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 abgeführte Kühlmittel dem Überhitzer 60 zugeführt.
  • Die ECU 120a bestimmt, ob die Temperatur des von dem Wassermantel 13 abgeführten Kühlmittels, die auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Temperatursensors 132 gewonnen wird, ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist (Schritt S4a). Wenn die Bestimmung in Schritt S4a Ja ist, verbindet der Ventilkörper 22 des Thermostats 20 die Wege 110l und 110m und schließt den Weg 110k, wie es in 3 gezeigt ist, aufgrund der niedrigen Temperatur des von dem Wassermantel 13 dem Thermostat 20 zugeführten Kühlmittels. Somit zirkuliert das Kühlmittel, das durch den Wassermantel 13 fließt, wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, in dem Wassermantel 13 durch die Wege 110l und 110m. Hier erstreckt sich der Weg 110a, der mit dem Wassermantel 13 verbunden ist, vertikal über den Verbrennungsmotor 11, wohingegen sich der Weg 110l von dem Verbrennungsmotor 11 nach unten erstreckt. Daher fließt das Kühlmittel, wenn die Wege 110l und 110m verbunden sind, über den Weg 110l, bevor es von dem Wassermantel 13 zu dem Weg 110a fließt.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S4a Nein ist, wird die Temperatur des Ventilkörpers 22 durch Zuführen des Kühlmittels relativ hoher Temperatur von dem Wassermantel 13 zu dem Thermostat 20 erhöht, so dass der Ventilkörper 22 den Weg 110l schließt und eine Verbindung zwischen den Wegen 110k und 110m herstellt, wie es 4 gezeigt ist. Somit wird verhindert, dass das Kühlmittel durch die Wege 110l und 110m zirkuliert und von dem Wassermantel 13 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt wird. Ferner öffnet die ECU 120a, wenn die Bestimmung in Schritt S4a Nein ist, das Regelungsventil 140b (Schritt S5a). Somit wird das von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 abgeführte Kühlmittel dem Überhitzer 60 zugeführt.
  • Wie es oben beschrieben ist, zirkuliert das Kühlmittel, wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 relativ niedrig ist, in dem Verbrennungsmotor 11 über den Weg 110l, den Thermostat 20 und den Weg 110m. Es ist daher möglich, zu verhindern, dass das flüssige Kühlmittel niedriger Temperatur von dem Wassermantel 13 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt wird, wenn das gasförmige Kühlmittel von dem Dampfgenerator 50 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zugeführt wird. Es ist somit möglich, zu verhindern, dass das in dem Dampfgenerator 50 erzeugte gasförmige Kühlmittel in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 durch das von dem Wassermantel 13 zugeführte Kühlmittel niedriger Temperatur kondensiert, wodurch eine Verringerung des Wärmerückgewinnungs-Wirkungsgrads der Abwärme von dem Verbrennungsmotor 11 verhindert wird.
  • Wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Wassermantel 13 relativ hoch ist, wird der Weg 110l geschlossen, um ein Zirkulieren des Kühlmittels durch die Wege 110l und 110m zu verhindern, und das Kühlmittel wird von dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 dem Wassermantel 13 zugeführt. Auf diese Weise wird der Weg 110l geschlossen, der das Kühlmittel mit einer Temperatur, die höher als ein vorbestimmter Wert ist, von dem Wassermantel 13 dem Gas-Flüssigkeits-Separator 30 zuführt.
  • Obwohl nur die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben ausführlich beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern es sind verschiedene Ausführungsformen und Varianten möglich, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rankine-Prozess-System
    11
    Verbrennungsmotor
    13
    Wassermantel
    20
    Thermostat
    30
    Gas-Flüssigkeits-Separator
    50
    Dampfgenerator
    60
    Überhitzer
    70
    Turbine
    80
    Kondenser
    110k, 110l, 110m
    Weg
    120
    ECU

Claims (4)

  1. Rankine-Prozess-System mit: einem Verbrennungsmotor, der durch ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch den Verbrennungsmotor zirkuliert; einem Gas-Flüssigkeits-Separator; einer erste Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor zuführt und dem Verbrennungsmotor wieder ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zuführt; einem Dampfgenerator, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten flüssigen Kühlmittel überträgt und dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel zuführt; einem Überhitzer, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten gasförmigen Kühlmittel überträgt; einem Expander, der durch ein von dem Überhitzer zugeführten Kühlmittel angetrieben wird; einem Kondenser, der ein von dem Expander zugeführtes Kühlmittel kondensiert; einer zweiten Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Kondenser zuführt; einem ersten Regelungsventil, das eine Flussrate eines Kühlmittels von dem Verbrennungsmotor zu dem Gas-Flüssigkeits-Separator regelt; und einer Steuerungseinheit, die das erste Regelungsventil so steuert, dass es fast geschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor hoch ist.
  2. Rankine-Prozess-System nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit das erste Regelungsventil so steuert, dass es fast geschlossen ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor ein erster vorbestimmter Wert oder kleiner ist, und das erste Regelungsventil so steuert, dass es fast geöffnet ist, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor höher als der erste vorbestimmte Wert ist.
  3. Rankine-Prozess-System nach Anspruch 2, mit einem zweiten Ventil, das angeordnet zwischen dem Gas-Flüssigkeits-Separator und dem Überhitzer angeordnet ist, wobei die Steuerungseinheit das zweite Ventil schließt, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor der erste vorbestimmte Wert oder kleiner ist und wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Gas-Flüssigkeits-Separator der zweite vorbestimmte Wert oder kleiner ist, und das zweite Ventil öffnet, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Dampfgenerator höher als der zweite vorbestimmte Wert ist oder wenn eine Temperatur eines Kühlmittels in dem Verbrennungsmotor höher als der erste vorbestimmte Wert ist.
  4. Rankine-Prozess-System mit: einem Verbrennungsmotor, der durch ein Kühlmittel gekühlt wird, das durch den Verbrennungsmotor zirkuliert; einem Gas-Flüssigkeits-Separator; einer erste Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor zuführt und dem Verbrennungsmotor wieder ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zuführt; einem Dampfgenerator, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten flüssigen Kühlmittel überträgt und dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel zuführt; einem Überhitzer, der Abwärme von dem Verbrennungsmotor zu einem von dem Gas-Flüssigkeits-Separator zugeführten gasförmigen Kühlmittel überträgt; einem Expander, der durch ein von dem Überhitzer zugeführten Kühlmittel angetrieben wird; einem Kondenser, der ein von dem Expander zugeführtes Kühlmittel kondensiert; einer zweiten Pumpe, die dem Gas-Flüssigkeits-Separator ein Kühlmittel von dem Kondenser zuführt; einem ersten Weg, durch den ein flüssiges Kühlmittel von dem Gas-Flüssigkeits-Separator strömen kann; einem zweiten Weg, durch den ein flüssiges Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor strömen kann; einem dritten Weg, durch den dem Verbrennungsmotor ein flüssiges Kühlmittel zugeführt werden kann; und einem Thermostat, der an einem Verbindungspunkt des ersten, zweiten, und dritten Wegs angeordnet ist, den ersten Weg schließt und eine Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Weg herstellt, wenn eine Temperatur eines von dem zweiten Weg zugeführten flüssigen Kühlmittels niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und den zweiten Weg schließt und eine Verbindung zwischen dem ersten und dem dritten Weg herstellt, wenn eine Temperatur eines von dem zweiten Weg zugeführten flüssigen Kühlmittels höher als der vorbestimmte Wert ist.
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