DE102011076405A1 - Method for using the waste heat of an internal combustion engine - Google Patents

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Nadja Eisenmenger
Achim Brenk
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Abstract

Ein Verfahren des Betreibens eines thermodynamischen Arbeitskreises (4) zur Nutzung der Abwärme eines Verbrennungsmotors (2), wobei im thermodynamischen Arbeitskreis (4) ein Arbeitsmedium zirkuliert, schließt ein, wenigstens einen Abgasmassenstrom und/oder wenigstens eine Abgastemperatur des Verbrennungsmotors (2) zu ermitteln; und wenigstens einen Parameter des Arbeitsmediums im thermodynamischen Arbeitskreis (4) auf Basis des zuvor ermittelten Abgasmassenstromes und/oder der zuvor ermittelten Abgasmassentemperatur des Verbrennungsmotors (2) einzustellen.A method of operating a thermodynamic working circuit (4) to use the waste heat from an internal combustion engine (2), a working medium circulating in the thermodynamic working circuit (4), includes determining at least one exhaust gas mass flow and / or at least one exhaust gas temperature of the internal combustion engine (2) ; and to set at least one parameter of the working medium in the thermodynamic working circuit (4) on the basis of the previously determined exhaust gas mass flow and / or the previously determined exhaust gas mass temperature of the internal combustion engine (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren des Betreibens eines thermodynamischen Arbeitskreises zur Nutzung der Abwärme einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method of operating a thermodynamic working group for utilizing the waste heat of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Systeme zur Nutzung der Abwärme von Brennkraftmaschinen sind bisher nur für stationäre Motoren bzw. Großmotoren im Einsatz. Systems for the use of waste heat from internal combustion engines are so far only for stationary engines or large engines in use.

Die Wandlung der thermischen Energie in mechanische Energie geschieht vorzugsweise in einem ORC-Prozess (Organic Rankine Cycle). Ein flüssiges Arbeitsmedium wird bis auf den Arbeitsdruck verdichtet und zu wenigstens einem Wärmetauscher gefördert. Dabei wird die Abwärme aus dem Abgas bzw. der Abgasrückführung über den oder die Wärmetauscher an das Arbeitsmedium des ORC-Prozesses übertragen, das dadurch verdampft wird. Der Dampf wird in einer Expansionsmaschine entspannt, wobei mechanische Energie gewonnen wird. Als Expansionsmaschinen kommen dabei vorzugsweise Kolbenmaschinen oder Turbinen zum Einsatz.The conversion of the thermal energy into mechanical energy preferably takes place in an ORC process (Organic Rankine Cycle). A liquid working fluid is compressed to the working pressure and conveyed to at least one heat exchanger. The waste heat from the exhaust gas or the exhaust gas recirculation is transferred via the or the heat exchanger to the working medium of the ORC process, which is thereby evaporated. The steam is expanded in an expansion machine, whereby mechanical energy is recovered. As expansion machines preferably piston engines or turbines are used.

Die von der Expansionsmaschine erzeugte mechanische Energie kann entweder direkt oder über ein Getriebe an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors abgegeben werden. Alternativ kann die aus dem thermodynamischen Prozess erzeugte Energie durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt werden. Durch die Nutzung der von der Expansionsmaschine erzeugten Energie kann der Kraftstoffverbrauch gesenkt und/oder die vom Verbrennungsmotor abgegebene Leistung gesteigert werden.The mechanical energy generated by the expansion machine can be delivered either directly or via a transmission to the crankshaft of the internal combustion engine. Alternatively, the energy generated from the thermodynamic process can be converted by a generator into electrical energy. By using the energy generated by the expander machine, the fuel consumption can be reduced and / or the power output by the internal combustion engine can be increased.

Aus DE 10 2006 057 247 A1 ist eine Aufladeeinrichtung bekannt, die zur Nutzung der Abwärme einer Brennkraftmaschine dient. Am Abgastrakt der Brennkraftmaschine ist mindestens ein Wärmetauscher eines thermodynamischen Kreislaufes mit einem Arbeitsmedium angebracht. In dem Kreislauf sind außerdem ein Turbinenteil und ein Förderaggregat angeordnet. Über das Turbinenteil wird ein im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnetes Verdichterteil angetrieben.Out DE 10 2006 057 247 A1 a charging device is known which serves to utilize the waste heat of an internal combustion engine. At the exhaust tract of the internal combustion engine, at least one heat exchanger of a thermodynamic cycle is attached to a working medium. In the circuit also a turbine part and a delivery unit are arranged. A compressor part arranged in the intake tract of the internal combustion engine is driven via the turbine part.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur verbesserten Nutzung der Abwärme einer Brennkraftmaschine bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a method for improved utilization of the waste heat of an internal combustion engine.

Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren des Betreibens eines thermodynamischen Arbeitskreises zur Nutzung der Abwärme eines Verbrennungsmotors gelöst, wobei der thermodynamische Arbeitskreis eine Pumpe, einen Wärmetauscher, eine Expansionsmaschine, einen Kondensator und ein Arbeitsmedium aufweist, das im Betrieb durch den Arbeitskreis zirkuliert.The object is achieved by a method according to the invention of operating a thermodynamic working group for utilizing the waste heat of an internal combustion engine, the thermodynamic working group comprising a pump, a heat exchanger, an expansion machine, a condenser and a working medium which circulates through the working circuit during operation.

In einem ersten Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein Abgasmassenstrom und/oder wenigstens eine Abgastemperatur der Abgase des Verbrennungsmotors ermittelt. In a first step of the method, at least one exhaust gas mass flow and / or at least one exhaust gas temperature of the exhaust gases of the internal combustion engine is determined.

In einem zweiten Schritt wird wenigstens ein Parameter des Arbeitsmediums im thermodynamischen Arbeitskreis auf Basis des Abgasmassenstromes und/oder der Abgasmassentemperatur des Verbrennungsmotors, die zuvor ermittelt worden sind, so eingestellt, dass eine optimale Nutzung der Abwärme des Verbrennungsmotors gewährleistet ist.In a second step, at least one parameter of the working medium in the thermodynamic working group based on the exhaust gas mass flow and / or the exhaust gas mass temperature of the internal combustion engine, which have been previously determined, adjusted so that optimal use of waste heat of the internal combustion engine is ensured.

Insbesondere bei mobilen Anwendungen ist das Angebot an Abwärme vom aktuellen Fahrzustand, wie z.B. der Verkehrssituation, der Beladung, der Steigung, der Fahrgeschwindigkeit usw. abhängig und daher starken Schwankungen unterworfen. Um die Abwärme optimal zu nutzen, muss der Volumenstrom der Expansionsmaschine fortlaufend an die jeweils vom Verbrennungsmotor abgegebene Wärmemenge angepasst werden.Especially in mobile applications, the supply of waste heat from the current driving state, such as the traffic situation, the load, the slope, the driving speed, etc. dependent and therefore subject to strong fluctuations. In order to make optimum use of the waste heat, the volumetric flow of the expansion machine must be continuously adjusted to the amount of heat that is emitted by the internal combustion engine.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht eine schnelle Anpassung der Parameter des Arbeitsmediums des thermodynamischen Prozesses an ein verändertes Abwärmeangebot des Verbrennungsmotors und stellt somit eine optimale Nutzung der Abwärme des Verbrennungsmotors sicher. An inventive method allows rapid adaptation of the parameters of the working medium of the thermodynamic process to a modified Abwärmeangebot the internal combustion engine and thus ensures optimal use of waste heat of the internal combustion engine.

Gleichzeitig übernimmt das Verfahren auch Funktionen, welche die Sicherheit des Fahrzeugs, des Systems sowie der Systemkomponenten des thermodynamischen Prozesses gewährleisten. Sicherheitsrelevante Ereignisse werden über eine geeignete Prozessführung erkannt und haben eine entsprechende Reaktion des Systems zur Folge.At the same time, the process also assumes functions that ensure the safety of the vehicle, the system and the system components of the thermodynamic process. Safety-relevant events are detected by suitable process control and result in a corresponding reaction of the system.

Die Parameter des Arbeitsmediums des thermodynamischen Prozesses sind vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die den Massen- und Volumenstrom, den Verdampfungsdruck und die Überhitzungstemperatur des Arbeitsmediums umfasst. Die Abgasmassenströme und -temperaturen des Verbrennungsmotors schließen ggf. die Massenströme und Temperaturen der Abgasrückführung mit ein.The parameters of the working medium of the thermodynamic process are preferably selected from the group comprising the mass and volume flow, the evaporation pressure and the superheating temperature of the working medium. The exhaust gas mass flows and temperatures of the internal combustion engine optionally include the mass flows and exhaust gas recirculation temperatures.

Damit die Prozessführung des thermodynamischen Prozesses schnellstmöglich auf jeweils neue thermische Randbedingungen des Verbrennungsmotors angepasst werden kann, müssen die neuen Randbedingungen wie Abgastemperatur, Massenstrom der Abgasrückführung und die Temperatur der Abgasrückführung des Verbrennungsmotors der Prozessregelung bzw. der Prozesssteuerung des thermodynamischen Prozesses bekannt sein, um eine bestmögliche Vorsteuerung des thermodynamischen Prozesses bzw. der Prozessparameter zu erreichen. Die Regelstrategien arbeiten vorzugsweise mit modellbasierten Strukturen, welche eine Kenntnis bzw. eine präzise Abschätzung der Abgasmassenströme und -temperaturen sowie der Abgasrückführmassenströme und -temperaturen ermöglichen. So that the process control of the thermodynamic process can be adapted as quickly as possible to each new thermal boundary conditions of the internal combustion engine, the new boundary conditions such as exhaust gas temperature, mass flow of exhaust gas recirculation and the temperature of the exhaust gas recirculation of the internal combustion engine process control or the process control of the thermodynamic process must be known to achieve the best possible precontrol of the thermodynamic process or the process parameters. The control strategies preferably operate with model-based structures, which enable a knowledge or a precise estimation of the exhaust gas mass flows and temperatures as well as the exhaust gas recirculation mass flows and temperatures.

Diese Informationen können über eine elektrische Schnittstelle, wie z.B. eine CAN-Bus, eine k-Line, ein Flex-Ray, oder eine andere Schnittstelle, vom Motorsteuergerät an die Steuerung des ORC-Prozesses übermittelt werden, um eine schnellstmögliche Vorsteuerung des thermodynamischen Prozesses zu erreichen.This information may be transmitted via an electrical interface, such as a CAN bus, a k-Line, a Flex-Ray, or any other interface, be transmitted from the engine control unit to the controller of the ORC process to achieve the fastest possible pre-control of the thermodynamic process.

Alternativ kann die Regelung bzw. die Vorsteuerung des ORC-Prozesses auch vom Motorsteuergerät (mit)übernommen werden bzw. in die Regelung und Steuerung des Verbrennungsmotors integriert werden. Auch hierbei ist es erforderlich, die entsprechenden Informationen über den Abgasmassenstrom und/oder die Abgastemperatur und die Informationen über die Abgasrückführung des Verbrennungsmotors an die Funktionen, welche für die Regelung und Steuerung des thermodynamischen Prozesses zuständig sind, zu übermitteln.Alternatively, the control or the pilot control of the ORC process can also be taken over by the engine control unit (or) or integrated into the regulation and control of the internal combustion engine. Again, it is necessary to transmit the appropriate information about the exhaust gas mass flow and / or the exhaust gas temperature and the information about the exhaust gas recirculation of the internal combustion engine to the functions that are responsible for the regulation and control of the thermodynamic process.

Für eine bestmögliche Performance des Verbrennungsmotors ist es erforderlich, dass die Prozessparameter des thermodynamischen Prozesses bzw. die daraus resultierende Leistungsabgabe an den Verbrennungsmotor als Parameter an die Regelfunktionen des Verbrennungsmotors übermittelt werden. Damit können sowohl die Leistung als auch das Drehmoment der Expansionsmaschine berechnet und als Eingangsgröße in die Funktionalität der Motorsteuerung (Momentenpfad) integriert werden.For the best possible performance of the internal combustion engine, it is necessary that the process parameters of the thermodynamic process or the resulting power output to the internal combustion engine are transmitted as parameters to the control functions of the internal combustion engine. Thus, both the power and the torque of the expansion machine can be calculated and integrated as an input into the functionality of the engine control (torque path).

Wird ein sogenanntes „trockenexpandierendes" Arbeitsmedium verwendet (wie z.B. fast alle gängigen Kältemittel oder Silikonöle), so ist nach dem Vorwärmen und Verdampfen des Arbeitsfluids keine zusätzliche Überhitzung erforderlich, da das Arbeitsfluid nach der Expansion vollständig dampfförmig bleibt und keine Beschädigung der Expansionsmaschine durch „Wasserschlag" oder durch Tropfenabrassion erfolgen kann.If a so-called "dry-expanding" working medium used (such as almost all common refrigerants or silicone oils), so no additional overheating is required after preheating and evaporation of the working fluid, since the working fluid after expansion remains completely vaporous and no damage to the expansion machine by "water hammer "or by Tropfenabrassion can be done.

Wird ein Arbeitsfluid mit einem „glockenförmigen" Verlauf der Siede- und Kondensationslinie, wie z.B. Wasser, verwendet, so ist es möglich, dass das Fluid nach der Expansion wenigstens teilweise im flüssigen Zustand vorliegt. Um eine Kondensatbildung gänzlich zu vermeiden, wie es insbesondere erforderlich ist, wenn eine Turbine als Expansionsmaschine verwendet wird, oder die Kondensatbildung auf ein vorgegebenes Maß zu reduzieren, bei einem Kolbenexpander darf beispielsweise während der Expansion nur ein bestimmter Anteil an Kondensatbildung zugelassen werden, stellt die Regelung bzw. die Betriebsstrategie eine definierte Überhitzungstemperatur sicher. Die erforderliche Überhitzungstemperatur ist abhängig vom Verdampfungsdruck sowie von der Güte der Expansion (Wärmeverluste, Güte der adiabatischen Expansion, ...).When a working fluid having a "bell-shaped" course of boiling and condensation line, such as water, is used, it is possible that the fluid after expansion is at least partially in the liquid state when a turbine is used as an expansion machine, or to reduce the formation of condensate to a predetermined level, in a piston expander, for example, only a certain amount of condensate formation is permitted during expansion, the control or operating strategy ensures a defined overheating temperature the required overheating temperature depends on the evaporation pressure as well as on the quality of the expansion (heat losses, quality of the adiabatic expansion, ...).

Weiterhin müssen für eine Volumenstromregelung der Verdampfungsdruck bzw. der Druck des Arbeitsfluids (Speisedruck) und die Überhitzungstemperatur von der Regelung des thermodynamischen Prozesses überwacht und sichergestellt werden.Furthermore, for a volume flow control of the evaporation pressure and the pressure of the working fluid (feed pressure) and the superheat temperature must be monitored and ensured by the control of the thermodynamic process.

Der Volumenstrom, der von einer Expansionsmaschine, die fest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, umgesetzt werden kann, ist direkt proportional zur Drehzahl. Der Dampfvolumenstrom des Arbeitsmediums ist abhängig von der übertragbaren Wärmemenge aus den Abgasströmen, dem Verdampfungsdruck, der Überhitzungstemperatur und dem verwendeten Arbeitsfluid. Um die größtmögliche Energieausbeute zu erreichen, ist es erforderlich, dass der Dampfvolumenstrom des Arbeitsmediums an die Möglichkeiten der Expansionsmaschine angepasst wird. Daraus ergeben sich die erforderlichen Werte für den Verdampfungsdruck und die Überhitzungstemperatur des Arbeitsmediums, welche eingestellt werden müssen. Die Aufgabe der Betriebsstrategie ist es, den Volumenstrom des Dampfes einzuregeln, d.h. den Verdampfungsdruck und die Überhitzungstemperatur sicherzustellen. The volume flow, which can be converted by an expansion engine, which is firmly connected to the crankshaft of the internal combustion engine, is directly proportional to the speed. The vapor volume flow of the working medium is dependent on the transmittable amount of heat from the exhaust gas streams, the evaporation pressure, the superheat temperature and the working fluid used. In order to achieve the highest possible energy yield, it is necessary that the steam volume flow of the working medium is adapted to the possibilities of the expansion machine. This results in the required values for the evaporation pressure and the superheat temperature of the working medium, which must be adjusted. The task of the operating strategy is to regulate the volume flow of the steam, i. ensure the evaporation pressure and superheat temperature.

Parallel dazu muss der Massenstrom des noch flüssigen Arbeitsmediums, welches von der Pumpe auf den Verdampfungsdruck verdichtet wird, an die zuvor beschriebenen Randbedingungen angepasst werden. Bei einer direkten Kopplung der Expansionsmaschine mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors kann das erforderliche Fördervolumen aus der Drehzahl bestimmt werden. Dabei kann die von der Pumpe zu fördernde Menge des Arbeitsmediums aus dessen Zustandsgleichung berechnet werden, da idealerweise die Überhitzungstemperatur und der Druck im Verdampfer mittels Sensoren erfasst werden.In parallel, the mass flow of the still liquid working medium, which is compressed by the pump to the evaporation pressure, must be adapted to the boundary conditions described above. In a direct coupling of the expansion engine with the crankshaft of the internal combustion engine, the required delivery volume can be determined from the speed. In this case, the amount of the working medium to be pumped by the pump can be calculated from its equation of state, since ideally the superheat temperature and the pressure in the evaporator are detected by means of sensors.

Wird die Expansionsmaschine mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis an die Kurbelwelle des Motors gekoppelt, so muss für eine Volumenstromberechnung und -regelung das aktuelle Übersetzungsverhältnis bekannt sein und berücksichtigt werden. Wird ein Planetengetriebe für die Leistungsverzweigung der aus dem thermodynamischen Prozess gewonnenen Leistung eingesetzt, so kann die aktuelle Drehzahl der Expansionsmaschine aus der Last der Nebenaggregate (oder deren Drehzahl) sowie der Motordrehzahl berechnet werden.When the variable ratio expansion machine is coupled to the crankshaft of the engine, the current transmission ratio must be known and taken into account for volume flow calculation and control. If a planetary gear is used for the power split of the power obtained from the thermodynamic process, the current speed of the expansion machine from the load of the ancillaries (or their speed) and the engine speed can be calculated.

Maximierung der Leistungsabgabe: Maximizing the power output:

Ist das Abwärmeangebot des Verbrennungsmotors ausreichend groß, wie beispielsweise im Volllastbetrieb, und der Verdampfungsdruck ist bereits auf das maximal mögliche Druckniveau, das auch durch die Festigkeit der Komponenten begrenzt wird, gesteigert worden, so kann mit Hilfe eines Bypassventils ein Teil der Dampfmenge kontrolliert abgelassen bzw. abgesteuert werden. Dies führt bei konstant gehaltenem Verdampfungsdruck zu einer Zunahme des Fluidmassenstroms und damit zu einer Verringerung der Überhitzungstemperatur. Mit sinkender Überhitzungstemperatur kann das spezifische Volumen des erzeugten Dampfs reduziert werden. So kann der Expansionsmaschine eine größere Dampfmasse zugeführt werden. Obwohl die spezifische Enthalpie des Dampfes durch die Reduktion der Überhitzung ebenfalls reduziert wird, nimmt aufgrund der abgesenkten Temperatur auch das spezifische Volumen ab, so dass in Summe der Expansionsmaschine ein größerer Massestrom an Arbeitsfluid zugeführt werden kann. Dies führt, abhängig von dem verwendeten Arbeitsfluid, zu einer Zunahme der absoluten Enthalpie, welche pro Zeiteinheit von der Expansionsmaschine umgesetzt werden kann und hat somit auch eine Steigerung der Energieausbeute der Expansionsmaschine zur Folge.If the waste heat supply of the internal combustion engine is sufficiently large, as for example in full load operation, and the evaporation pressure has already been increased to the maximum possible pressure level, which is also limited by the strength of the components, a part of the steam quantity can be discharged in a controlled manner with the aid of a bypass valve be repulsed. This leads to an increase in the fluid mass flow and thus to a reduction in the superheat temperature while the evaporation pressure is kept constant. As the superheat temperature decreases, the specific volume of steam generated can be reduced. Thus, the expansion machine can be supplied with a larger vapor mass. Although the specific enthalpy of the steam is also reduced by the reduction of overheating, due to the lowered temperature, the specific volume also decreases, so that a larger mass flow of working fluid can be supplied in total to the expander. This leads, depending on the working fluid used, to an increase in the absolute enthalpy, which can be implemented by the expansion machine per unit time, and thus also results in an increase in the energy yield of the expansion machine.

Je nach Arbeitsmedium müssen auch die physikalischen Effekte bei der Wärmeübertragung d.h. bei der Verdampfung des Arbeitsmediums in den Wärmetauschern berücksichtigt werden.Depending on the working medium, the physical effects of heat transfer, i. be considered in the evaporation of the working fluid in the heat exchangers.

Aufgrund des Phasenübergangs des Arbeitsmediums des thermodynamischen Prozesses von der flüssigen in die dampfförmige Phase kann es in Abhängigkeit von der spezifischen Verdampfungsenthalpie des eingesetzten Arbeitsfluids zu einer Beschränkung der Wärmeübertragung kommen. Dieser Effekt wird in der Literatur als „Pinch-Point-Effekt“ beschrieben. Der „Pinch-Point“ ist die minimale, bei der Wärmeübertragung von einem Medium auf das andere auftretende Temperaturdifferenz. Dieser Punkt kann auch im Inneren eines Wärmetauschers liegen. Um den optimalen Verdampfungsdruck des zu verdampfenden Arbeitsmediums zu bestimmen, ist es erforderlich, dass dieser Effekt von der Betriebsstrategie bei der Berechnung der maximal übertragbaren Wärmemenge und somit bei der Berechnung des Volumenstroms des Arbeitsfluids berücksichtigt wird.Due to the phase transition of the working medium of the thermodynamic process from the liquid to the vapor phase, depending on the specific enthalpy of enthalpy of the working fluid used, a limitation of the heat transfer can occur. This effect is described in the literature as a "pinch point effect". The "pinch point" is the minimum temperature difference that occurs during heat transfer from one medium to the other. This point can also be inside a heat exchanger. In order to determine the optimum evaporation pressure of the working medium to be evaporated, it is necessary that this effect is taken into account by the operating strategy in the calculation of the maximum amount of heat transferable and thus in the calculation of the volume flow of the working fluid.

Auch sind Druckverluste, die beim Durchströmen der Wärmetauscher unvermeidlich sind, zu korrigieren bzw. von der Pumpe bzw. der Druckregelung vorzuhalten. Falls eine Druckmessung auf der heißen Seite, d.h. nach dem Verdampfer, vorgenommen wird, kann die Regelung direkt auf diese Messgröße erfolgen. Allerdings ist eine Druckmessung bei hohen Temperaturen mit großen Kosten und kurzen Lebensdauern des Sensors verbunden.Also, pressure losses that are unavoidable when flowing through the heat exchanger to correct or vorzuhalten of the pump or the pressure control. If a pressure measurement on the hot side, i. after the evaporator is made, the control can be made directly to this measure. However, pressure measurement at high temperatures is associated with high cost and short sensor life.

Sicherheitsüberwachung, Fehlererkennung und Notabschaltung sind ebenfalls wichtige Aufgaben und Funktionen der Betriebsstrategie.Safety monitoring, fault detection and emergency shutdown are also important tasks and functions of the operating strategy.

Enthält das Arbeitmedium für den ORC-Prozess brennbare Stoffe, wie z.B. Ethanol, so kann man bei einer unplausiblen Erhöhung der Temperatur der Abgasrückführung auf eine chemische Umsetzung des Arbeitsstoffes schließen. Das wiederum bedeutet, dass das Arbeitsfluid aus dem Wärmetauscher in das Luftsystem des Verbrennungsmotors eingedrungen ist und eine Leckage auf der Dampfseite des Prozesses vorliegt. Dies kann selbst dann geschehen, wenn noch kein Abfall des Speisedrucks erkennbar ist.If the working medium for the ORC process contains combustible materials, such as Ethanol, it can be in an implausible increase in the temperature of the exhaust gas recirculation close to a chemical reaction of the working substance. This in turn means that the working fluid from the heat exchanger has penetrated into the air system of the internal combustion engine and there is a leak on the steam side of the process. This can happen even if there is still no drop in the feed pressure.

Kommt es zu einem unplausiblen Abfall des Speisedrucks, so kann dies ebenfalls auf eine undichte Stelle im System bzw. eine Leckage hindeuten. Werden brennbare Arbeitsfluide verwendet, ist eine Abschaltung des Systems erforderlich, um die Gefahr einer Entzündung zu reduzieren.If there is an implausible drop in the feed pressure, this may also indicate a leak in the system or a leak. If flammable working fluids are used, shutdown of the system is required to reduce the risk of ignition.

Abschaltung des Systems bedeutet, dass die Pumpe entweder abgeschaltet oder der Speisedruck auf einen minimalen Wert eingestellt wird. Ein vorhandenes Bypassventil („overflow valve“) wird geöffnet (im günstigsten Fall ist das Bypassventil ohne Ansteuerung geöffnet), so dass die Verdampfer nicht weiter mit Fluid versorgt werden und das noch in den Verdampfern befindliche Fluid schnellstmöglich in den Kondensator entleert und dort gekühlt wird. Eventuell kann die Pumpe auf Saugbetrieb umgeschaltet werden und so bei der Entleerung des Systems mithelfen.Switching off the system means that the pump is either switched off or the feed pressure is set to a minimum value. An existing bypass valve ("overflow valve") is opened (in the best case, the bypass valve is open without activation), so that the evaporators are no longer supplied with fluid and the remaining fluid in the evaporator as quickly as possible emptied into the condenser and cooled there , It may be possible to switch the pump to suction mode to help emptying the system.

Das Verfahren wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur näher erläutert.The method is explained in more detail below with reference to the attached figure.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Abwärmenutzung einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) 2 mit einem thermodynamischen Arbeitskreis 4, in dem ein Arbeitsmedium zirkuliert. Im thermodynamischen Arbeitskreis 4 sind in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums ein Wärmetauscher 8, eine Expansionsmaschine 10, ein Kondensator 12 und eine Pumpe 6 angeordnet.The figure shows a schematic representation of a device for waste heat utilization of an internal combustion engine (internal combustion engine) 2 with a thermodynamic working group 4 , in which circulates a working medium. In the thermodynamic working group 4 are in the flow direction of the working medium, a heat exchanger 8th , an expansion machine 10 , a capacitor 12 and a pump 6 arranged.

Die Brennkraftmaschine 2 ist über eine vorzugsweise mehrpolig ausgebildete Steuerleitung 35 mit einem Motorsteuergerät 21 verbunden, das ausgebildet ist, um den Betrieb der Brennkraftmaschine 2 zu steuern. Die Brennkraftmaschine 2 kann insbesondere als luftverdichtende, selbstzündende oder gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine 2 ausgestaltet sein. Speziell eignet sich die Vorrichtung zur Abwärmenutzung für Anwendungen bei Kraftfahrzeugen mit einem Otto- oder Dieselmotor. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abwärmenutzung ist aber auch für andere Anwendungen geeignet.The internal combustion engine 2 is via a preferably multipolar trained control line 35 with an engine control unit 21 connected, which is adapted to the operation of the internal combustion engine 2 to control. The internal combustion engine 2 can in particular be used as an air-compressing, self-igniting or mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine 2 be designed. Specially suitable the device for waste heat utilization for applications in motor vehicles with a gasoline or diesel engine. However, a device according to the invention for the use of waste heat is also suitable for other applications.

Die Brennkraftmaschine 2 verbrennt Brennstoff, um mechanische Energie zu erzeugen. Die hierbei entstehenden Abgase werden über einen Abgasstrang 22, in der ein in der 1 nicht gezeigter Abgaskatalysator und/oder Partikelfilter angeordnet sein kann, ausgestoßen. Wenigstens ein Leitungsabschnitt des Abgasstrangs 22 ist durch einen Wärmetauscher 8 geführt. Wärmeenergie aus den Abgasen oder der Abgasrückführung wird über den Leitungsabschnitt des Abgasstrangs 22 im Wärmetauscher 8 an ein Arbeitsmedium des thermodynamischen Arbeitskreises 4 übertragen, so dass das Arbeitsmedium im Wärmetauscher 8 erwärmt wird. Insbesondere können die Eigenschaften des Arbeitsmediums und die Betriebsparameter des Wärmetauschers 8 so gewählt werden, dass das Arbeitsmedium aufgrund der zugeführten Wärmeenergie verdampft.The internal combustion engine 2 burns fuel to generate mechanical energy. The resulting exhaust gases are via an exhaust system 22 in which one in the 1 Not shown exhaust catalyst and / or particulate filter can be arranged ejected. At least one line section of the exhaust line 22 is through a heat exchanger 8th guided. Heat energy from the exhaust gases or the exhaust gas recirculation is via the line section of the exhaust line 22 in the heat exchanger 8th to a working medium of the thermodynamic working group 4 transfer, leaving the working fluid in the heat exchanger 8th is heated. In particular, the properties of the working medium and the operating parameters of the heat exchanger 8th be chosen so that the working fluid evaporates due to the supplied heat energy.

Zwischen der Brennkraftmaschine 2 und dem Wärmetauscher 8 ist an dem Abgasstrang 22 ein Abgassensor 44 angebracht, der ausgebildet ist, um den Abgasmassenstrom und/oder die Temperatur der Abgase, die durch den Abgasstrang 22 strömen, zu messen und über eine Abgas-Signalleitung 46 an ein Arbeitskreissteuergerät 3 zu übertragen. Die Funktion des Arbeitskreissteuergeräts 3 wird später beschrieben.Between the internal combustion engine 2 and the heat exchanger 8th is at the exhaust line 22 an exhaust gas sensor 44 attached, which is adapted to the exhaust gas mass flow and / or the temperature of the exhaust gases passing through the exhaust line 22 flow, measure and have an exhaust signal line 46 to a work circuit controller 3 transferred to. The function of the workgroup control unit 3 will be described later.

Der Wärmetauscher 8 des thermodynamischen Arbeitskreises 4 ist über eine Fluidleitung 26 mit der Expansionsmaschine 10 verbunden. Die Expansionsmaschine 10 kann beispielsweise als Turbine oder als Kolbenmaschine ausgestaltet sein. Durch die Fluidleitung 26 strömt das erwärmte Arbeitsmedium zur Expansionsmaschine 10 und treibt diese an. The heat exchanger 8th of the thermodynamic working group 4 is via a fluid line 26 with the expansion machine 10 connected. The expansion machine 10 can be configured for example as a turbine or as a piston engine. Through the fluid line 26 the heated working fluid flows to the expansion machine 10 and drives them.

Die Expansionsmaschine 10 weist eine Antriebswelle 11 auf, die im Betrieb rotiert und dabei die von der Expansionsmaschine 10 erzeugte mechanische Energie ausgibt. Nachdem das Arbeitsmedium durch die Expansionsmaschine 10 geströmt ist, wird es über eine Fluidleitung 28 zu einem Kondensator 12 geführt. Das in der Expansionsmaschine 10 entspannte Arbeitsmedium wird im Kondensator 12 abgekühlt und ggf. verflüssigt. Der Kondensator 12 kann mit einem Kühlkreislauf 20 verbunden sein, um die Wärme aus dem Arbeitsmedium besonders effektiv abzuführen. Bei diesem Kühlkreislauf 20 kann es sich z.B. um den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine 2 handeln. Das im Kondensator 12 abgekühlte Arbeitsmedium wird durch die Leitung 29 von einer Fluidpumpe 6 in die Fluidleitung 24 gefördert.The expansion machine 10 has a drive shaft 11 on, which rotates in the operation and thereby of the expansion machine 10 generates generated mechanical energy. After the working medium through the expansion machine 10 has flowed, it is through a fluid line 28 to a capacitor 12 guided. That in the expansion machine 10 relaxed working fluid is in the condenser 12 cooled and possibly liquefied. The capacitor 12 can with a cooling circuit 20 be connected to dissipate the heat from the working medium particularly effective. In this cooling circuit 20 it may be, for example, the cooling circuit of the internal combustion engine 2 act. That in the condenser 12 cooled working fluid is passed through the pipe 29 from a fluid pump 6 in the fluid line 24 promoted.

In der Fluidleitung 24 befindet sich stromaufwärts der Fluidpumpe 6 ein Druckregelventil 27, das zur Regelung des Drucks des Arbeitsmediums im Zulauf zum Wärmetauscher 8 dient. Die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums lässt sich mit Hilfe des durch das Druckregelventil 27 eingestellten Druckes im Zulauf zum Wärmetauscher 8 regulieren. In the fluid line 24 is located upstream of the fluid pump 6 a pressure control valve 27 , which regulates the pressure of the working medium in the inlet to the heat exchanger 8th serves. The evaporation temperature of the working medium can be determined by means of the pressure regulating valve 27 set pressure in the inlet to the heat exchanger 8th regulate.

Zusätzlich ist parallel zur Pumpe 6 eine Bypassverbindung 31 vorgesehen, in der ein Überdruckventil 30 angeordnet ist. Durch das Überdruckventil 30 lässt sich der maximal zulässige Druck des Arbeitsmediums im Bereich zwischen Pumpe 6 und Wärmetauscher 8 begrenzen.In addition, it is parallel to the pump 6 a bypass connection 31 provided in which a pressure relief valve 30 is arranged. Through the pressure relief valve 30 can be the maximum allowable pressure of the working fluid in the area between the pump 6 and heat exchangers 8th limit.

Die Fluidleitung 24 führt direkt in den Wärmetauscher 8, in dem das Arbeitsmedium erwärmt und gegebenenfalls verdampft bzw. überhitzt wird. Über die Fluidleitung 26 gelangt das erwärmte Arbeitsmedium wieder zur Expansionsmaschine 10 und das Arbeitsmedium durchströmt erneut den thermodynamischen Arbeitskreis 4, wie es zuvor beschrieben worden ist. The fluid line 24 leads directly into the heat exchanger 8th in which the working medium is heated and optionally evaporated or superheated. Via the fluid line 26 the heated working medium returns to the expansion machine 10 and the working medium again flows through the thermodynamic working group 4 as previously described.

Durch die Pumpe 6 und die Expansionsmaschine 10 ist die Richtung, in der das Arbeitsmedium durch den thermodynamischen Arbeitskreis 4 strömt, festgelegt. Somit kann den Abgasen und den Bestandteilen der Abgasrückführung der Brennkraftmaschine 2 über den Wärmetauscher 8 fortwährend Wärmeenergie entzogen werden, die nach der Umwandlung durch die Expansionsmaschine 10 in Form von mechanischer Energie über die Welle 11 abgegeben wird.Through the pump 6 and the expansion machine 10 is the direction in which the working fluid passes through the thermodynamic working circle 4 flows, fixed. Thus, the exhaust gases and the components of the exhaust gas recirculation of the internal combustion engine 2 over the heat exchanger 8th continuously heat energy is removed after conversion by the expansion machine 10 in the form of mechanical energy over the shaft 11 is delivered.

Als Arbeitsmedium kann Wasser oder ein anderes Fluid, das den thermodynamischen Anforderungen entspricht, eingesetzt werden. Das Arbeitsmedium erfährt beim Durchströmen des thermodynamischen Arbeitskreises 4 vorzugsweise thermodynamische Zustandsänderungen. In der flüssigen Phase wird das Arbeitsmedium durch die Pumpe 6 auf das für die Verdampfung notwendige Druckniveau gebracht. Anschließend wird die Wärmeenergie der Abgase über den Wärmetauscher 8 an das Arbeitsmedium abgegeben. Dabei wird das Arbeitsmedium isobar verdampft und anschließend überhitzt. In der Expansionsmaschine wird der Dampf 10 adiabatisch entspannt. Dabei wird mechanische Energie gewonnen und auf die Welle 11 übertragen. Das Arbeitsmedium wird im Kondensator 12 abgekühlt und kondensiert und dann wieder der Pumpe 6 zugeführt.As a working medium, water or another fluid that meets the thermodynamic requirements can be used. The working medium undergoes flow through the thermodynamic working group 4 preferably thermodynamic state changes. In the liquid phase, the working fluid is pumped through 6 brought to the necessary for the evaporation pressure level. Subsequently, the heat energy of the exhaust gases through the heat exchanger 8th delivered to the working medium. The working medium is isobarically evaporated and then overheated. In the expansion machine becomes the steam 10 adiabatically relaxed. This mechanical energy is gained and on the shaft 11 transfer. The working medium is in the condenser 12 cooled and condensed and then back to the pump 6 fed.

Im thermodynamischen Arbeitskreis 4 befindet sich auch eine Bypassverbindung 14, die parallel zur Expansionsmaschine 10 geschaltet ist. Die Bypassverbindung 14 stellt eine Verbindung zwischen der Fluidleitung 26 zwischen Wärmetauscher 8 und Expansionsmaschine 10 und der Fluidleitung 28 zwischen Expansionsmaschine 10 und Kondensator 12 her. In der Bypassverbindung 14 ist ein weiteres Bypassdruckregelventil 16 angeordnet. Anstelle des weiteren Bypassdruckregelventils 16 kann sich auch ein Druckbegrenzungsventil 32 in der Bypassverbindung 14 befinden. Durch Öffnen des Bypassdruckregelventils 16 kann das Arbeitsmedium an der Expansionsmaschine 10 vorbei direkt vom Wärmetauscher 8 zum Kondensator 12 geleitet werden, um bei hohem Druck im Arbeitskreis 4 Schäden an Bauteilen der Leitung 26 und/oder der Expansionsmaschine 10 zu verhindern.In the thermodynamic working group 4 there is also a bypass connection 14 parallel to the expansion machine 10 is switched. The bypass connection 14 provides a connection between the fluid line 26 between heat exchangers 8th and expansion machine 10 and the fluid line 28 between expansion machine 10 and capacitor 12 ago. In the bypass connection 14 is another bypass pressure control valve 16 arranged. Instead of the further bypass pressure control valve 16 can also be a pressure relief valve 32 in the bypass connection 14 are located. By opening the bypass pressure control valve 16 can the working fluid at the expansion machine 10 passing directly from the heat exchanger 8th to the condenser 12 be directed to high pressure in the working group 4 Damage to components of the line 26 and / or the expansion machine 10 to prevent.

Der thermodynamische Arbeitskreis 4 weist ein Arbeitskreissteuergerät 3 auf, das über elektrische Steuerleitungen 36, 38, 40, 42, die jeweils ein- oder mehrpolig ausgebildet sein können, mit dem Bypassdruckregelventil 16, dem Überdruckventil 30, dem Druckregelventil 27 und der Pumpe 6 verbunden ist, um diese auf der Basis des von dem Abgassensor 44 am Abgasstrang 22 gemessenen Massenstromes und/oder der Temperatur der Abgase im Abgasstrang 22 geeignet anzusteuern bzw. zu regeln und so die Parameter des im thermodynamischen Arbeitskreis 4 zirkulierenden Arbeitsmediums optimal einzustellen.The thermodynamic working group 4 has a work circuit controller 3 on that via electrical control lines 36 . 38 . 40 . 42 , which may be formed in each case one or more poles, with the bypass pressure control valve 16 , the pressure relief valve 30 , the pressure control valve 27 and the pump 6 connected to this on the basis of that of the exhaust gas sensor 44 at the exhaust system 22 measured mass flow and / or the temperature of the exhaust gases in the exhaust system 22 suitable to control or regulate and so the parameters of the thermodynamic working group 4 optimally adjust the circulating working medium.

Das Arbeitskreissteuergerät 3 ist über eine vorzugsweise mehrpolig ausgebildete Datenverbindungsleitung 34 mit dem Motorsteuergerät 21 verbunden. Dies ermöglicht einen Datenaustausch zwischen dem Arbeitskreissteuergerät 3 und dem Motorsteuergerät 21, um die Brennkraftmaschine 2 unter Berücksichtigung der Betriebsparameter des thermodynamischen Arbeitskreises 4 zu betreiben und andererseits Parameter der Motorsteuerung 21 beim Betreiben des thermodynamischen Arbeitskreises 4 zu berücksichtigen. Dadurch können der Betrieb der Brennkraftmaschine 2 und der Betrieb des thermodynamischen Arbeitskreises 4 optimal aufeinander abgestimmt werden, um die Brennkraftmaschine 2 mit einem möglichst niedrigen Energieverbrauch besonders effizient zu betreiben.The workgroup control unit 3 is via a preferably multipolar trained data connection line 34 with the engine control unit 21 connected. This allows a data exchange between the work cycle control unit 3 and the engine control unit 21 to the internal combustion engine 2 taking into account the operating parameters of the thermodynamic working group 4 operate and on the other hand parameters of the engine control 21 when operating the thermodynamic working group 4 to take into account. This allows the operation of the internal combustion engine 2 and the operation of the thermodynamic working group 4 optimally coordinated with each other to the internal combustion engine 2 To operate particularly efficiently with the lowest possible energy consumption.

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Claims (10)

Verfahren des Betreibens eines thermodynamischen Arbeitskreises (4) zur Nutzung der Abwärme eines Verbrennungsmotors (2), wobei im thermodynamischen Arbeitskreis (4) ein Arbeitsmedium zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einschließt, – wenigstens einen Abgasmassenstrom und/oder wenigstens eine Temperatur der Abgase des Verbrennungsmotors (2) zu ermitteln; und – wenigstens einen Parameter des Arbeitsmediums im thermodynamischen Arbeitskreis (4) in Abhängigkeit von dem zuvor ermittelten Abgasmassenstrom und/oder der zuvor ermittelten Temperatur der Abgase des Verbrennungsmotors (2) einzustellen.Method of operating a thermodynamic working group ( 4 ) to use the waste heat of an internal combustion engine ( 2 ), whereas in the thermodynamic working group ( 4 ) circulates a working medium, characterized in that the method includes, - at least one exhaust gas mass flow and / or at least one temperature of the exhaust gases of the internal combustion engine ( 2 ) to investigate; and at least one parameter of the working medium in the thermodynamic working group ( 4 ) as a function of the previously determined exhaust gas mass flow and / or the previously determined temperature of the exhaust gases of the internal combustion engine ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter des Arbeitsmediums aus der Gruppe ausgewählt ist, die den Massen- und Volumenstrom, den Verdampfungsdruck und die Überhitzungstemperatur des Arbeitsmediums umfasst.A method according to claim 1, characterized in that the parameter of the working medium is selected from the group comprising the mass and volume flow, the evaporation pressure and the superheating temperature of the working medium. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasmassenströme und -temperaturen des Verbrennungsmotors (2) Abgasrückführungsmassenströme und -temperaturen einschließen.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas mass flows and temperatures of the internal combustion engine ( 2 ) Include exhaust gas recirculation mass flows and temperatures. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter mit Hilfe eines mathematischen Modells berechnet werden, wobei Modell vorzugsweise physikalische Effekte, wie beispielsweise Phasenübergänge des Arbeitsmediums, berücksichtigt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the parameters are calculated by means of a mathematical model, wherein model preferably takes into account physical effects, such as phase transitions of the working medium. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einschließt, den Verbrennungsmotor (2) durch ein Motorsteuergerät (21) zu steuern, den thermodynamischen Arbeitskreis (4) durch ein Arbeitskreissteuergerät (3) zu steuern, und den Abgasmassenstromes bzw. die Abgasmassentemperatur des Verbrennungsmotors (2) von dem Motorsteuergerät (21) an das Arbeitskreissteuergerät (3) zu übertragen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method includes, the internal combustion engine ( 2 ) by an engine control unit ( 21 ), the thermodynamic working group ( 4 ) by a work circuit controller ( 3 ), and the exhaust gas mass flow or the exhaust gas mass temperature of the internal combustion engine ( 2 ) from the engine control unit ( 21 ) to the work circuit controller ( 3 ) transferred to. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen des Massen- und Volumenstromes, des Verdampfungsdrucks und der Überhitzungstemperatur des Arbeitsfluids im thermodynamischen Arbeitskreis durch ein Motorsteuergerät (21) vorgenommen werden. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the setting of the mass and volume flow, the evaporation pressure and the superheat temperature of the working fluid in the thermodynamic working circuit by an engine control unit ( 21 ). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einschließt, Betriebsparameter des thermodynamischen Arbeitskreises (4) an ein Motorsteuergerät (21) zu übertragen und zur Motorsteuerung (21) zu verwenden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method includes operating parameters of the thermodynamic working group ( 4 ) to an engine control unit ( 21 ) and for engine control ( 21 ) to use. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermodynamische Arbeitskreis (4) eine Expansionsmaschine (10) aufweist und das Verfahren einschließt, einen Teil des Arbeitsmediums im thermodynamischen Arbeitskreis durch ein Bypass-Ventil (16) an der Expansionsmaschine (10) vorbei zu leiten. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermodynamic working group ( 4 ) an expansion machine ( 10 ) and the method includes, a part of the working medium in the thermodynamic working cycle by a bypass valve ( 16 ) on the expansion machine ( 10 ) to pass by. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einschließt, die Temperatur und/oder den Druck des Arbeitsmediums im thermodynamischen Arbeitskreis (4) zu überwachen, wobei das Verfahren vorzugsweise einschließt, eine Pumpe (6) abzuschalten und/oder ein Bypass-Ventil (16) zu öffnen, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Arbeitsmediums im thermodynamischen Arbeitskreis (4) einen jeweils vorgegebenen Wert überschreitet. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method includes the temperature and / or the pressure of the working medium in the thermodynamic working group ( 4 ), the method preferably including a pump ( 6 ) and / or a bypass valve ( 16 ), if the temperature and / or the pressure of the working medium in the thermodynamic working group ( 4 ) exceeds a given value. Thermodynamischer Arbeitskreis (4) zur Nutzung der Abwärme eines Verbrennungsmotors (2), wobei im Betrieb ein Arbeitsmedium durch den thermodynamischen Arbeitskreis (4) zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, dass der thermodynamische Arbeitskreis (4) aufweist: – wenigstens einen Sensor (4), der ausgebildet ist, einen Abgasmassenstrom und/oder wenigstens eine Abgastemperatur des Verbrennungsmotors (2) zu ermitteln; und – ein Arbeitskreissteuergerät (3), das ausgebildet ist, wenigstens eine Komponente (6, 16, 30, 27) des thermodynamischen Arbeitskreises (4) anzusteuern, um wenigstens einen Parameter des im thermodynamischen Arbeitskreis (4) zirkulierenden Arbeitsmediums auf Basis des zuvor ermittelten Abgasmassenstromes und/oder der zuvor ermittelten Abgasmassentemperatur des Verbrennungsmotors (2) einzustellen.Thermodynamic working group ( 4 ) to use the waste heat of an internal combustion engine ( 2 ), wherein in operation a working medium through the thermodynamic working group ( 4 ), characterized in that the thermodynamic working group ( 4 ): - at least one sensor ( 4 ), which is designed, an exhaust gas mass flow and / or at least one exhaust gas temperature of the internal combustion engine ( 2 ) to investigate; and a work circuit controller ( 3 ), which is formed, at least one component ( 6 . 16 . 30 . 27 ) of the thermodynamic working group ( 4 ) to control at least one parameter of the thermodynamic working group ( 4 ) circulating working medium on the basis of the previously determined exhaust gas mass flow and / or the previously determined exhaust gas mass temperature of the internal combustion engine ( 2 ).
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