Nadja Eisenmenger

Abwärmenutzung in Form von mechanischer Energie

Fur die Steigerung der Gesamtwirtschaftlichkeit von Verbrennungsmotoren und die Erfullung zukunftiger weltweiter CO2-Gesetzgebungen entsteht eine zunehmende Notwendigkeit die bis heute oft ungenutzte Abgaswarmeenergie von Verbrennungsmotoren aufzunehmen, mit Hilfe geeigneter Prozesse umzuwandeln und in Form von mechanischer oder elektrischer Energie nutzbar zu machen. Neben dem Turbo-Compound-Betrieb, hat sich hierbei die Anwendung eines Clausius-Rankine-Prozesses als vielversprechende Variante herausgestellt und ist im stationaren Bereich bereits im Serieneinsatz. Im mobilen Bereich gibt es intensive Forschungs- und Entwicklungsaktivitaten diese Technik in schweren Nutzfahrzeugen einzusetzen. Allerdings sind die Anforderungen gegenuber stationaren Anlagen in Bezug auf Kosten und dynamischem Betrieb um ein vielfaches hoher. Nach einer kurzen Einfuhrung werden Aufbau und Funktion einer, auf einem Clausius-Rankine-Kreisprozess basierenden, Dampfkraftanlage fur mobile Anwendungen detailliert beschrieben, die dabei auftretenden Energieflusse aufgezeigt und quantifiziert. Auslegungsbereiche, Nutzungskonzepte und geeignete Arbeitsfluide werden dargestellt ihre Vor- und Nachteile erlautert. Abschliesend wird ein Konzept vorgestellt, das es erlaubt auf Basis reprasentativer Lastkollektive unter Einbeziehung dynamischer Einflusse die erzielbare Kraftstoffersparnis abzuschatzen.