이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 및 제어방법

이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 및 제어방법{Rankine Cycle System having Dual Fluid Circulation Circuit and Control Method thereof}

본 발명은 차량용 랭킨사이클 시스템에 관한 것으로, 특히 고온펌프(High Temperature Pump)와 저온펌프(Low Temperature Pump)로 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 적용된 폐열회수시스템은 엔진에서 외부로 배출되는 배기가스로부터 에너지가 회수되는 기술을 통칭한다. 이러한 기술의 예로서, 터보발전기로 배기가스의 흐름을 바로 회전에너지로 전환하여 발전을 수행하는 기술, 열전소자를 이용하여 전기에너지를 발생시키는 기술, 배기가스 열을 이용하여 스팀(Sream)을 발생시키고, 이를 이용하여 터빈을 회전시키는 랭킨사이클 기술을 예로 들 수 있다.

이중, 랭킨사이클을 이용하는 기술은 작동유체로 버려지는 배기가스에서 에너지를 회수하고, 특히 작동유체로 물을 사용함으로써 차량의 엔진 냉각수가 활용될 수 있는 장점을 갖는다.

이에, 본 발명은 엔진에서 배출된 배기가스에 의한 가열로 발전을 위한 스팀(Steam)으로 전환되는 고온작동유체가 순환되는 HT Loop(High Temperature Loop), 엔진의 엔진냉각시스템을 순환하는 엔진냉각수에 의한 가열됨과 더불어 HT Loop의 고온작동유체에 의한 추가가열과 발전을 위한 스팀(Steam)으로 전환되는 저온작동유체가 순환되는 LT Loop(Low Temperature Loop)로 이원화된 시스템에서, 고온/저온 팽창기(High/Low Temperature Expander)로 공급되는 고온/고압기체상태인 작동유체의 온도를 일정한 범위로 제어함으로써 팽창기의 출력을 안정적으로 학보할 수 있는 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 및 제어방법의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템은 엔진에서 나온 배기가스로 가열된 고온작동유체가 스팀(Steam)으로 전환되어 동력을 수행하고, 상기 스팀(Steam)의 응축으로 고온작동유체로 다시 전환되는 흐름을 형성하는 HT Loop(High Temperature Loop); 스팀(Steam)으로 전환된 저온작동유체가 상기 HT Loop의 상기 고온작동유체를 냉각시키고 저온작동유체의 추가적인 온도 상승에 의한 스팀(Steam)상태가 되어 동력을 발생시키는 흐름을 형성하는 LT Loop(Low Temperature Loop); 상기 엔진을 순환하는 엔진냉각수가 상기 LT Loop의 상기 저온작동유체를 스팀(Steam)으로 전환되도록 가열하면서 상기 엔진으로 복귀되는 엔진냉각수순환보조라인; 이 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 HT Loop는 상기 배기가스가 흐르는 배기라인과 연결되어 상기 고온작동유체를 상기 스팀(Steam)으로 변환시키는 고온작동유공급라인, 상기 고온작동유공급라인을 나온 상기 스팀(Steam)으로 발전을 수행하는 고온 팽창기(High Temperature Expander), 상기 고온 팽창기를 통과한 상기 스팀(Steam)을 상기 고온작동유체로 전환시켜 상기 고온작동유공급라인으로 보내주는 고온작동유복귀라인으로 구성되고; 상기 LT Loop는 상기 엔진냉각수가 흐르는 상기 엔진냉각수순환보조라인과 연결되어 상기 저온작동유체를 상기 스팀(Steam)으로 변환시키는 저온작동유공급라인, 상기 저온작동유공급라인을 나온 상기 스팀(Steam)으로 발전을 수행하는 저온 팽창기(Low Temperature Expander), 상기 저온팽창기를 통과한 상기 스팀(Steam)을 상기 저온작동유체로 전환시켜 상기 저온작동유공급라인로 보내주는 저온작동유복귀라인으로 구성되며; 상기 엔진냉각수순환보조라인은 상기 엔진과 상기 LT Loop의 저온작동유공급라인을 연결해 상기 엔진냉각수가 배출되는 엔진냉각수인출라인, 상기 엔진냉각수인출라인의 엔진냉각수가 상기 엔진으로 복귀되는 경로를 형성하도록 상기 엔진냉각수인출라인과 상기 엔진을 이어주는 엔진냉각수복귀라인, 상기 엔진냉각수인출라인의 엔진냉각수가 엔진 라디에이터를 거쳐 상기 엔진으로 복귀되는 경로를 형성하도록 상기 엔진냉각수복귀라인에서 분기된 엔진냉각수간접복귀라인으로 구성된다.

상기 HT Loop는 상기 고온작동유공급라인에 설치된 고온보일러와 고온슈퍼히터, 상기 고온작동유공급라인에 설치된 고온 콘덴서와 고온펌프, 고온전자팽창밸브 및 고온작동유 리저버를 포함하고; 상기 LT Loop는 상기 저온작동유공급라인에 설치된 저온보일러와 저온슈퍼히터, 상기 저온작동유복귀라인에 설치된 저온복열기와 저온 콘덴서, 저온펌프, 저온전자팽창밸브, 저온작동유 리저버를 포함하며; 상기 고온 콘덴서에는 상기 저온작동유공급라인이 연결되고, 상기 저온복열기에는 상기 저온작동유공급라인이 연결된다.

상기 HT Loop에는 상기 고온작동유공급라인에서 분기되어 상기 고온팽창기를 거치지 않고 상기 고온작동유복귀라인으로 각각 이어진 고온작동유바이패스라인과 고온작동유안전라인이 더 포함되고; 상기 고온작동유바이패스라인에는 오리피스(Orifice)와 바이패스 밸브(Bypass Valve)가 구비되고, 상기 고온작동유안전라인에는 안전밸브(Safety Valve)와 오리피스(Orifice)가 구비된다.

상기 LT Loop에는 상기 저온작동유공급라인에서 분기되어 상기 저온팽창기를 거치지 않고 상기 저온작동유복귀라인으로 각각 이어진 저온작동유바이패스라인과 저온작동유안전라인이 더 포함되고; 상기 저온작동유바이패스라인에는 오리피스(Orifice)와 바이패스 밸브(Bypass Valve)가 구비되며, 상기 저온작동유안전라인에는 안전밸브(Safety Valve)와 오리피스(Orifice)가 구비된다.

상기 HT Loop와 상기 LT Loop는 PWM Duty(Pulse Width Modulation Duty)를 출력하는 랭킨 제어기로 PID제어되고, 상기 랭킨 제어기에는 상기 엔진이 포함된 상기 HT Loop와 상기 LT Loop의 에러(Error)를 체크하는 에러체크블록, 상기 HT Loop를 구성하여 상기 고온작동유를 순환시키는 고온펌프의 속도(Speed)를 제어하는 고온펌프제어블록, 상기 LT Loop를 구성하여 상기 저온작동유를 순환시키는 저온펌프의 속도(Speed)를 제어하는 저온펌프제어블록이 포함된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 발전시스템 및 제어방법은 (A) 고온보일러, 고온슈퍼히터, 고온팽창기, 고온 콘덴서, 고온펌프, 고온전자팽창밸브, 고온작동유 리저버를 갖춘 HT Loop(High Temperature Loop)와, 저온보일러, 저온슈퍼히터, 저온팽창기, 저온복열기, 저온 콘덴서, 저온펌프, 저온전자팽창밸브, 저온작동유 리저버를 갖춘 LT Loop(Low Temperature Loop)가 연계 구성된 엔진의 시동 시, 상기 HT Loop와 상기 LT Loop를 초기화하고, 상기 HT Loop와 상기 LT Loop의 구성요소에 대한 에러체크로 에러 발생 확인 시 상기 HT Loop와 상기 LT Loop의 구성요소 상태제어 후 시스템 에러체크로 복귀되는 시스템진단단계; (B) 상기 에러체크 수행 후 에러 미 발생 시 상기 HT Loop의 고온슈퍼히터의 온도가 상한치를 초과하지 않았음을 확인한 후 배기가스 바이패스밸브를 오프(Off)로 유지하고, 상기 HT Loop를 제어하는 고온순환계작동단계; (C) 상기 HT Loop를 순환하는 고온작동유의 상기 고온팽창기에 대한 바이패스조건 판단을 위해 고온 바이패스 밸브를 온(On)한 상태에서 상기 고온슈퍼히터의 온도가 웜업(Warm Up)을 초과하지 않았음을 확인한 다음, 상기 LT Loop의 저온슈퍼히터의 온도 상한치 초과 시 시스템 에러체크로 복귀되는 저온순환계체크단계; (D) 상기 저온슈퍼히터의 온도 상한치 미 초과 시 엔진냉각수 온도의 상한치가 초과되지 않았음을 확인 한 후 라디에이터 바이패스밸브를 온(On)한 다음, 상기 LT Loop를 제어하는 저온순환계작동단계; (E) 상기 LT Loop를 순환하는 저온작동유의 상기 저온팽창기에 대한 바이패스조건 판단을 위해 저온 바이패스 밸브를 온(On)한 상태에서 상기 저온슈퍼히터의 웜업(Warm Up)온도 미 초과 시 시스템 에러체크로 복귀하거나 또는 상기 저온슈퍼히터의 웜업(Warm Up)온도 초과 시 저온 바이패스 밸브를 오프(Off)한 다음 시스템 에러체크로 복귀하는 시스템진단복귀단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (A)에서, 상기 초기화에는 상기 HT Loop와 상기 LT Loop의 각각을 구성하는 Clutch disengage, HT Bypass Valve On, LT Bypass Valve On, Exhaust Bypass Valve Off, Radiator Bypass Valve On을 포함하고; 상기 에러체크에는 상기 HT Loop와 상기 LT Loop의 각각을 구성하는 HT Pump Error State Normal, LT Pump Error State Normal, HT Bypass Valve Error State Normal을 포함한다. 상기 (A)에서, 상기 HT Loop와 상기 LT Loop의 구성요소 상태제어에는 HT Clutch disengage, HT Bypass Valve On, LT Bypass Valve On, Exhaust Bypass Valve Off, Radiator Bypass Valve Off, HT Pump_Max, LT Pump_Max를 포함한다.

상기 (C)에서, 상기 바이패스 밸브를 온(On)한 상태에서 상기 고온슈퍼히터의 온도가 웜업(Warm Up)을 초과하였으면, 상기 바이패스 밸브를 오프(Off)한 다음 상기 LT Loop의 저온슈퍼히터의 온도가 상한치를 초과하지 않았음을 확인한다.

상기 (D)에서, 상기 엔진냉각수 온도 상한치 초과 시 상기 라디에이터 바이패스밸브를 오프(Off)한 후 상기 LT Loop를 제어한다.

상기 (A)에서, 상기 시스템에러체크는 상기 고온펌프의 스피드 체크가 이루어진 후, 상기 저온펌프의 스피드 체크가 이루어지고, 이어 배기 바이패스밸브의 온오프(On/Off)체크가 이루어진 다음 냉각수 바이패스밸브의 온오프(On/Off)체크가 이루어진다. 상기 고온펌프 및 상기 저온펌프의 각각에 대한 스피드 체크에 따른 에러 확인 시 회전수(RPM)의 일정시간 정상범위 유지로 정상을 판단한다. 상기 배기 바이패스밸브의 온오프(On/Off)체크는 상기 배기 바이패스밸브의 온(On)상태에서 상기 고온보일러의 온도로 에러여부를 확인하고, 에러 확인 시 상기 배기 바이패스밸브의 오프(Off)상태에서 상기 고온보일러의 온도로 에러여부를 재확인하며; 상기 냉각수 바이패스밸브의 온오프(On/Off)체크는 상기 냉각수 바이패스밸브의 온(On)상태에서 엔진냉각수의 온도로 에러여부를 확인하고, 에러 확인 시 상기 냉각수 바이패스밸브의 오프(Off)상태에서 상기 엔진냉각수의 온도로 에러여부를 재확인한다.

이러한 본 발명의 랭킨 사이클 시스템은 고온보일러(High Temperature Boiler)와 고온슈퍼히터(High Temperature Superheater)사이의 온도를 제어변수로 한 고온펌프(High Temperature Pump)의 제어와 저온슈퍼히터(Low Temperature Superheater)의 온도를 제어변수로 한 저온펌프(Low Temperature Pump)의 제어로 고온/저온 슈퍼히터 출구의 작동유체 온도를 일정한 조건으로 제어함으로써 고온/저온 팽창기의 운전을 안정적으로 확보하고, 고온/저온 팽창기의 안정적인 운전으로 랭킨사이클 시스템의 운영효율을 개선하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물을 작동유로 사용한 랭킨사이클 시스템의 작동 시 시스템에 대한 에러체크가 먼저 선행됨으로써 작동 신뢰성을 확보되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템의 구성도이고, 도 2내지 5는 본 발명에 따른 랭킨 제어기의 에러체크블록(Error Check Block)과 고온펌프제어블록(HT Pump Control Block) 및 저온펌프제어블록(LT Pump Control Block)의 구성예이며, 도 6내지 도 9의 각각은 본 발명에 따른 랭킨 제어기에서 이용하는 입력변수(Imported Variable), 측정변수(Calibration Variable), 내부변수(Internal Variable), 출력변수(Output Variable)의 예이고, 도 10내지 12는 본 발명에 따른 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 제어방법의 순서도이고, 도 13은 도 10내지 도 12에 따른 제어방법으로 랭킨사이클 시스템이 작동되는 상태이며, 도 14는 본 발명에 따른 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 제어 방법이 고온보일러와 고온슈퍼히터의 온도를 제어변수로 한 고온펌프 PID 보강제어로직의 예이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 랭킨사이클 시스템은 엔진(1), 배기시스템(10), 엔진냉각시스템(20), 고온작동유체로 물을 사용하는 고온순환계(High Temperature Loop, 이하 HT Loop)(30), 저온작동유체로 물을 사용하는 저온순환계(Low Temperature Loop, 이하 LT Loop)(40), PID제어로직을 구현하는 랭킨 제어기(100)를 포함한다.

상기 엔진(1)은 연료 연소로 동력을 발생하는 내연기관이며, ECU(Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit)으로 제어되며, 상기 ECU는 랭킨 제어기(100)를 포함한다.

상기 배기시스템(10)은 엔진(1)에서 나온 배기가스가 흐르는 배기라인(11), 배기라인(11)에 설치되어 배기가스내 유해물질을 제거하는 촉매컨버터(13), 촉매컨버터(13)를 나온 배기가스 소음을 줄여 대기로 배출하는 소음기(15), 촉매컨버터(13)와 소음기(15)의 사이를 연결하는 배기라인(11)에서 분기된 분기배기라인(11-1), 분기배기라인(11-1)에 설치된 배기바이배스밸브(17)로 구성된다. 상기 바이배스밸브(17)는 랭킨 제어기(100)로 제어되며, 상기 랭킨 제어기(100)는 상기 ECU에 포함된다.

상기 엔진냉각시스템(20)은 엔진 냉각수(Engine Coolant)가 순환하는 엔진 라디에이터(20-1)를 갖춘 통상적인 수냉식 엔진냉각시스템과 동일하다. 다만, 상기 엔진냉각시스템(20)에는 LT Loop(30)의 저온 작동유체를 가열하도록 고온의 엔진냉각수가 LT Loop(30)로 공급되는 엔진냉각수순환보조라인이 더 포함됨으로써 통상적인 수냉식 엔진냉각시스템과 차이를 갖는다.

상기 엔진냉각수순환보조라인은 엔진냉각수펌프(21-1)에 연결되어 엔진(1)의 엔진냉각수가 배출되는 엔진냉각수인출라인(21), 엔진냉각수를 엔진(1)으로 직접 복귀시키는 엔진냉각수복귀라인(23), 엔진냉각수를 엔진 라디에이터(20-1)를 거쳐 간접 복귀시키도록 엔진냉각수복귀라인(23)에서 엔진 라디에이터(20-1)로 분기된 엔진냉각수간접복귀라인(25), 엔진냉각수복귀라인(23)과 엔진냉각수간접복귀라인(25)의 사이에 설치된 라디에이터 바이패스 밸브(23-1)로 구성된다. 상기 엔진냉각수펌프(21-1)와 라디에이터 바이패스 밸브(23-1)는 랭킨 제어기(100)로 제어되며, 상기 랭킨 제어기(100)는 ECU에 포함된다.

상기 HT Loop(30)는 고온작동유체가 액체에서 스팀으로 전환되어 흐르는 고온작동유공급라인(30-1)과 고온작동유체가 스팀에서 액체로 전환되어 흐르는 고온작동유복귀라인(30-2)으로 이루어지고, 상기 고온작동유공급라인(30-1)과 상기 고온작동유복귀라인(30-2)이 배기시스템(10)의 배기라인(11)에 연계된 폐회로를 구성함으로써 배기가스에 의한 고온작동유체의 스팀(Steam)전환으로 회전동력이 발생되고, 이를 이용해 통상적인 발전설비로부터 발전이 이루어진다. 상기 HT Loop(30)에서 발전된 전기는 차량의 배터리 충전 또는 차량의 각종 전기장치 작동 전원으로 공급된다.

이를 위해, 상기 고온작동유공급라인(30-1)과 고온작동유복귀라인(30-2)에는 고온보일러(High Temperature Boiler)(31)(이하, HT_BO), 고온슈퍼히터(High Temperature Superheater)(32)(이하, HT_SH), 고온팽창기(High Temperature Expander)(33), 고온 콘덴서(High Temperature Condenser)(34)(이하, HT_Cond), 고온펌프(High Temperature Pump)(35)(이하, HT Pump), 고온전자팽창밸브(High Temperature Electronic Expansion Valve)(36)(이하, HT_EEV), 고온작동유 리저버(High Temperature Fluid Reservior)(37)가 설치된다.

상기 HT_BO(31)와 상기 HT_SH(32)은 고온작동유공급라인(30-1)에 설치된다. 상기 HT_BO(31)는 촉매컨버터(13)에서 나온 배기라인(11)에 설치됨으로써 촉매컨버터(13)에서 나온 배기가스 열로 고온작동유체을 스팀으로 전환시켜준다. 상기 HT_SH(32)는 촉매컨버터(13)로 이어진 배기라인(11)에 설치됨으로써 엔진(1)에서 나온 배기가스 열로 HT_BO(31)에서 나온 스팀온도를 압력이 유지된 상태로 더욱 높여준다.

상기 고온터빈(33)은 고온작동유공급라인(30-1)의 끝부위와 고온작동유복귀라인(30-2)의 시작 부위를 서로 연결한다. 상기 고온팽창기(33)는 HT_SH(32)에서 나온 고압 및 고온 스팀으로 회전됨으로써 동력을 발생시키고, 동력을 이용해 발전됨으로써 차량의 배터리 충전용 전류 또는 차량의 각종 전기장치 작동용 전류를 생성한다.

상기 HT_Cond(34), 상기 HT Pump(35), 상기 HT_EEV(36), 상기 고온작동유 리저버(37)는 고온작동유복귀라인(30-2)에 설치된다. 상기 HT_Cond(34)는 고온팽창기(33)를 나온 스팀을 응축하여 액체상태의 고온작동유체로 전환시킨다. 상기 HT Pump(35)는 클러치(이하, HT Clutch)의 물림 시 고온작동유 리저버(37)의 고온작동유를 펌핑(Pumping)하고, 고온작동유공급라인(30-1)과 고온작동유복귀라인(30-2)을 흐르는 고온작동유체의 순환을 촉진한다. 상기 HT_EEV(36)는 온(On)시 고온작동유체가 고온작동유 리저버(37)로 복귀되는 경로를 열어주고, 반면 오프(Off)시 고온작동유체가 고온작동유 리저버(37)로 복귀되는 경로를 닫아준다. 상기 고온작동유 리저버(37)는 고온작동유체를 저장한다. 특히, 상기 HT Pump(35)와 상기 HT Clutch 및 상기 HT_EEV(36)는 랭킨 제어기(100)로 제어되며, 상기 랭킨 제어기(100)는 상기 ECU에 포함된다. 또한, 상기 HT_Cond(34)는 저온작동유체를 추가 가열해 온도를 높이도록 LT Loop(40)와 연계된다, 이는 LT Loop(40)의 설명 시 상세히 기술된다.

더불어, 상기 HT Loop(30)는 고온팽창기(33)를 거치지 않도록 고온작동유공급라인(30-1)에서 분기되어 고온작동유복귀라인(30-2)으로 각각 이어지는 고온작동유바이패스라인(30-1a)과 고온작동유안전라인(30-1b)을 더 포함한다. 상기 고온작동유바이패스라인(30-1a)에는 스팀의 허용초과압력을 감압하도록 스팀 흐름을 분기시키는 오리피스(Orifice)와 통로를 개폐하는 바이패스 밸브(Bypass Valve)(이하, HT Bypass Valve)가 구비됨으로써 고온팽창기(33)가 항상 스팀허용압력으로 작동되도록 한다. 또한, 상기 고온작동유안전라인(30-1b)에는 스팀의 과압력으로 열려지는 안전밸브(Safety Valve)와 스팀의 과압력을 감압하는 오리피스(Orifice)가 구비됨으로써 고온팽창기(33)가 항상 스팀허용압력으로 작동되도록 한다. 이때, 스팀허용압력은 스팀허용초과압력보다 작고, 스팀허용초과압력은 스팀과압력보다 작다. 또한, 상기 바이패스 밸브(Bypass Valve)는 랭킨 제어기(100)로 제어되며, 상기 랭킨 제어기(100)는 ECU에 포함된다.

상기 LT Loop(40)는 저온작동유체가 액체에서 스팀으로 전환되어 흐르는 저온작동유공급라인(40-1)과 저온작동유체가 스팀에서 액체로 전환되어 흐르는 저온작동유복귀라인(40-2)으로 이루어지고, 상기 저온작동유공급라인(40-1)과 상기 저온작동유복귀라인(40-2)이 엔진냉각시스템(20) 및 HT Loop(30)와 연계된 폐회로를 구성함으로써 엔진(1)의 엔진냉각수에 의한 저온작동유체의 온도 상승과 함께 고온작동유체에 의한 추가 가열로 스팀(Steam)전환이 이루어짐과 더불어 회전동력을 발생하고, 이를 통상적인 발전장치의 발전을 위한 동력으로 사용한다. 상기 LT Loop(30)에서 발전된 전기는 차량의 배터리 충전 또는 차량의 각종 전기장치 작동 전원으로 공급된다.

이를 위해, 상기 저온작동유공급라인(40-1)과 상기 저온작동유복귀라인(40-2)에는 저온보일러(Low Temperature Boiler)(41)(이하, LT_BO), 저온슈퍼히터(Low Temperature Superheater)(42)(이하, LT_SH), 저온팽창기(Low Temperature Expander)(43), 저온복열기(Low Temperature Recuperator)(44-1), 저온 콘덴서(Low Temperature Condenser)(44)(이하, LT_Cond), 저온펌프(Low Temperature Pump)(45)(이하, LT Pump), 저온전자팽창밸브(Low Temperature Electronic Expansion Valve)(46)(이하, LT_EEV), 저온작동유 리저버(Low Temperature Fluid Reservior)(47)가 설치된다.

상기 LT_BO(41)와 상기 LT_SH(42)는 저온작동유공급라인(40-1)에 설치된다. 특히, 상기 저온작동유공급라인(40-1)은 LT_SH(42)에서 HT_Cond(34)로 연결된 후 HT_Cond(34)에서 저온팽창기(43)로 연결된다. 상기 LT_BO(41)는 엔진냉각시스템(20)과 연계된 엔진냉각수순환보조라인의 엔진냉각수인출라인(21)과 연결됨으로써 저온작동유체를 엔진냉각수로 가열해 온도를 높이면서 스팀으로 전환하여 주고, 스팀을 HT_Cond(34)로 통과시켜 HT_Cond(34)를 거치는 고온작동유에 의한 추가 가열로 스팀화를 촉진시켜준다. 상기 LT_SH(42)는 LT_BO(41)와 HT_Cond(34)의 사이로 위치됨으로써 LT_BO(41)에서 나와 HT_Cond(34)를 통과하는 저온냉각수온도나 또는 스팀의 온도를 압력이 유지된 상태로 더욱 높여준다.

상기 저온팽창기(43)는 저온작동유공급라인(40-1)의 끝부위와 저온작동유복귀라인(40-2)의 시작 부위를 서로 연결한다. 상기 저온팽창기(43)는 LT_SH(42)에서 HT_Cond(34)를 거쳐 나온 고압 및 고온 스팀으로 회전되어 동력을 발생시키고, 동력을 이용해 발전됨으로써 차량의 배터리 충전용 전류 또는 차량의 각종 전기장치 작동용 전류를 생성한다.

상기 저온복열기(44-1)는 저온작동유복귀라인(40-2)에 설치되고, 저온작동유공급라인(40-2)과 연계된다. 그러므로, 상기 저온복열기(44-1)는 저온터빈(33)을 나온 스팀의 온도를 이용해 LT_Pump(45)로 펌핑(Pumping)된 저온작동유 리저버(47)의 저온작동유를 가열한 후 LT_BO(41)로 공급하여 준다.

상기 LT_Cond(44), 상기 LT Pump(45), 상기 LT_EEV(46), 상기 저온작동유 리저버(47)는 저온작동유복귀라인(40-2)에 설치된다. 상기 LT_Cond(44)는 저온터빈(43)을 나온 스팀을 응축하여 액체상태의 저온작동유체로 전환시킨다. 상기 LT Pump(45)는 클러치(이하, LT Clutch)의 물림 시 저온작동유 리저버(47)의 저온작동유체를 펌핑(Pumping)하고, 저온작동유공급라인(40-1)과 저온작동유복귀라인(40-2)을 흐르는 저온작동유체의 순환을 촉진한다. 상기 LT_EEV(46)는 온(On)시 저온작동유체가 저온작동유 리저버(37)로 복귀되는 경로를 열어주고, 반면 오프(Off)시 저온작동유체가 저온작동유 리저버(37)로 복귀되는 경로를 닫아준다. 상기 저온작동유 리저버(47)는 저온작동유체를 저장한다. 특히, 상기 LT Pump(45)와 상기 LT Clutch 및 상기 LT_EEV(46)는 랭킨 제어기(100)로 제어되며, 상기 랭킨 제어기(100)는 ECU에 포함된다.

더불어, 상기 저온작동유공급라인(40-1)에는 저온팽창기(43)를 거치지 않도록 저온작동유공급라인(40-1)에서 분기되어 저온작동유복귀라인(40-2)으로 각각 이어지는 저온작동유바이패스라인(40-1a)과 저온작동유안전라인(40-1b)을 더 포함한다. 상기 저온작동유바이패스라인(40-1a)에는 스팀의 허용초과압력을 감압하도록 스팀 흐름을 분기시키는 오리피스(Orifice)와 통로를 개폐하는 바이패스 밸브(Bypass Valve)(이하, LT Bypass Valve)가 구비됨으로써 저온팽창기(43)가 항상 스팀허용압력으로 작동되도록 한다. 또한, 상기 저온작동유안전라인(40-1b)에는 스팀의 과압력으로 열려지는 안전밸브(Safety Valve)와 스팀의 과압력을 감압하는 오리피스(Orifice)가 구비됨으로써 저온팽창기(43)가 항상 스팀허용압력으로 작동되도록 한다. 이때, 스팀허용압력은 스팀허용초과압력보다 작고, 스팀허용초과압력은 스팀과압력보다 작다. 또한, 상기 바이패스 밸브(Bypass Valve)는 랭킨 제어기(100)로 제어되며, 상기 랭킨 제어기(100)는 ECU에 포함된다.

상기 랭킨 제어기(100)는 HT Loop(30)와 LT Loop(30)의 각 구성요소에 대한 시스템 에러체크와 빙결조건에서 저온작동유체의 빙결방지를 위한 엔진 냉각수 순환제어가 수행된다. 이를 위해, 상기 랭킨 제어기(100)는 에러체크블록(Error Check Block)(100-1), 고온펌프제어블록(HT Pump Control Block)(100-2), 저온펌프제어블록(LT Pump Control Block)(100-3)을 포함한다. 더불어, 상기 랭킨 제어기(100)에는 HT Loop(30)의 고온슈퍼히터(32) 및 LT Loop(40)의 저온슈퍼히터(42)의 온도를 제어변수로 하는 PID제어입력값을 이용한 PID제어로직이 구현된다. 이러한 PID제어로직의 예는 도 14를 통해 예시된다.

한편, 도 2내지 도 5의 각각은 랭킨 제어기(100)의 에러체크블록(100-1)과 고온펌프제어블록(100-2) 및 저온펌프제어블록(100-2)의 구성예를 나타낸다.

도 2,3을 참조하면, 상기 에러체크블록(100-1)에서는 Engine Error State를 처리하는 Engine Error State, HT Pump Error State를 처리하는 HT Pump Speed, HT Pump Speed_Feedback, HT Pump Speed_Diff Max, HT Pump Speed_Diff, LT Pump Error State를 처리하는 LT Pump Speed, LT Pump Speed_Feedback, LT Pump SpeedM_Diff Max, LT Pump Speed_Diff, Exhaust Gas Bypass Valve Error State를 처리하는 Exhaust Gas Bypass Valve, HT BO Exh On Max, HT BO Exh US_Temp, HT BO Exh DS_Temp, HT BO Exh Diff, HT BO Exh Off Min, Coolant Bypass Valve_Error State를 처리하는 Coolant Bypass Valve Motor Error, Coolant Bypass Valve, Coolant RD Diff Min, Coolant RD US_Temp, Coolant RD DS_Temp, Coolant RD Diff 등이 연계되도록 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 고온펌프제어블록(100-2)에서는 HT_Pump_Speed_Target를 처리하는 HT SH Temp_Err, HT SH Err_I_MAX, HT SH Err_I_MIN, HT_Pump_SH_P-gain, HT_Pump_SH_I-gain, HT SH Err_I, ??T, HT SH Err_D, HT_Pump_SH_D-gain, HT_Pump_SH_U, HT BO Temp_Err, HT BO Err_I_MAX, HT BO Err_I_MIN, HT_Pump_BO_P-gain, HT_Pump_BO_I-gain, HT BO Err_I, HT_Pump_BO_D-gain, ??T, HT BO Err_D, HT_Pump_BO_U, HT_Pump_Total_U, Engine Speed, Accel Pedal Position, HT Exhaust Heat, HT Pump Speed_MAX, HT Pump Speed_MIN, HT Pump Speed_NOM, HT_Pump_Speed_Raw등이 연계되도록 구성된다.

도 5를 참조하면, 상기 저온펌프제어블록(100-2)에서는 LT_Pump_Speed_Target를 처리하는 HT Cond Temp_Err, HT_Cond_Err_I_MAX, HT_Cond_Err_I_MIN, LT_Pump_HC_P-gain, LT_Pump_HC_I-gain, HT_Cond_Err_I, ??T, HT_Cond_Err_D, LT_Pump_HC_D-gain, LT_Pump_HC_U, LT SH Temp_Err, LT_SH_Err_I_MAX, LT_SH_Err_I_MIN, LT_Pump_SH_P-gain, LT_Pump_SH_I-gai, LT_SH_Err_I, ??T, LT_SH_Err_D, LT_Pump_SH_D-gain, LT_Pump_SH_U, LT BO Temp_Err, LT_BO_Err_I_MAX, LT_BO_Err_I_MIN, LT_Pump_BO_P-gain, LT_Pump_BO_I-gain, LT_BO_Err_I, ??T, LT_BO_Err_D, LT_Pump_BO_D-gain, LT_Pump_BO_U, LT_Pump_Total_U, Engine Speed, Accel Pedal Position, LT Exhaust Heat, LT Pump Speed_MAX, LT Pump Speed_MIN, LT Pump Speed_NOM, LT_Pump_Speed_Raw등이 연계되도록 구성된다.

여기서, 도 2내지 도 5에서 기술된 변수들은 도 6의 입력변수(Imported Variable), 도 7의 측정변수(Calibration Variable), 도 8의 내부변수(Internal Variable), 도 9의 출력변수(Output Variable)로 각각 정의된다.

한편, 도 10내지 12는 본 발명에 따른 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 제어방법의 순서도를 나타낸다. 이러한 제어는 랭킨제어기(100)로 수행되고, 각 구성요소의 작동은 도 1을 참조하여 설명되며, 도 13은 도 10내지 도 12에 따른 제어방법으로 랭킨사이클 시스템이 작동되는 상태를 나타낸다. 이하에서 기술된 "=","<",">"등은 2개의 요소가 갖는 값에 대한 크기가 같거나 작거나 큰 관계를 나타낸다.

도 10을 참조하면, S1과 같이 엔진 시동으로 랭킨사이클 시스템이 작동되면, HT Loop(30)와 LT Loop(40)이 초기화된다. 이러한 시스템초기화를 통해 HT Clutch의 disengage, HT Bypass Valve의 On, LT Bypass Valve의 On, 배기바이패스밸브(Exhaust Bypass Valve)(17)의 Off, 라디에이터 바이패스 밸브(Radiator Bypass Valve)(23-1)의 On이 이루어진다. 여기서, 상기 HT Bypass Valve는 HT Loop(30)의 고온작동유공급라인(30-1)에서 분기된 고온작동유바이패스라인(30-1a)에 설치된 밸브이고, 상기 LT Bypass Valve는 LT Loop(40)의 저온작동유공급라인(40-1)에서 분기된 저온작동유바이패스라인(40-1a)에 설치된 밸브이다.

S1의 시스템 작동 후 S10의 시스템에러체크로 진입한다. S10의 시스템에러체크에서 에러가 있으면 S1의 에러 시 시스템 제어 후 S1-1로 진입함으로써 약 0.2초의 지연 후 시스템에러체크를 반복한다. 상기 에러 시 시스템 제어는 HT Clutch의 disengage, HT Bypass Valve의 On, LT Bypass Valve의 On, 배기바이패스밸브(Exhaust Bypass Valve)(17)의 Off, 라디에이터 바이패스 밸브(Radiator Bypass Valve)(23-1)의 Off, HT Pump Speed = HT Pump_Max와 같은 HT Pump(35)의 제어, LT Pump Speed = LT Pump_Max와 같은 LP Pump(45)의 제어이다.

S10의 시스템에러체크에서 에러가 없으면 S20으로 진입함으로써 HT Loop(30)의 온도를 체크한다. S20의 HT Loop 온도체크는 HT_SH(32)에서 검출한 HT SH Temp를 적용하고, 그 조건으로 HT SH Temp > HT SH Temp_U-Limit의 조건을 적용한다. S20의 HT Loop 온도체크에서 HT SH Temp > HT SH Temp_U-Limit의 조건이 충족되면, HT Loop 제어가 이루어진다. S20-1은 HT Loop 제어의 예로서, HT Clutch의 disengage, HT Bypass Valve의 On, 배기바이패스밸브(Exhaust Bypass Valve)(17)의 On, HT Pump Speed = HT Pump_Max와 같은 HT Pump(35)의 제어를 나타낸다.

S20의 HT Loop 온도체크에서 HT SH Temp > HT SH Temp_U-Limit의 조건이 충족되지 않으면 S30으로 진입함으로써 배기바이패스밸브(Exhaust Bypass Valve)(17)를 Off하고, 즉시 S40의 HT Loop(30) 제어로 진입하고, HT SH Temp, Engine Speed, Accel Pedal Position, HT SH Temp_Target, HT Pressure, HT Saturation Temp_CUR, HT BO Temp를 이용한다.

이어, S50과 같이 HT Loop(30)의 고온작동유체에 대한 바이패스조건을 판단하며, 이를 위한 고온작동유 바이패스조건은 HT Bypass Valve = On 및 HT SH Temp > HT SH Temp_Warm Up을 적용하고, HT SH Temp, HT SH Temp_Warm Up를 이용한다. S50에서 HT Bypass Valve = On 및 HT SH Temp > HT SH Temp_Warm Up를 충족하면, S50-1의 HT Bypass Valve = Off 후 S60으로 진입한다.

S60은 LT Loop(40)의 저온작동유체에 대한 온도체크로서, 이는 S50에서 고온작동유체 바이패스조건이 충족되지 않거나 또는 S50-1에서 HT Bypass Valve = Off 가 이루어진 후 진입됨으로써 LT SH Temp > LT SH Temp_U-Limit의 조건을 판단하고, 이를 위해 LT SH Temp를 적용한다.

S60의 LT SH Temp > LT SH Temp_U-Limit의 조건 충족 시 S60-1과 같이 LT Bypass Valve의 On, 엔진냉각수 바이패스밸브(Coolant Bypass Valve)의 Off, LT Pump Speed = LT Pump_Max로 전환한 후 S1-1로 진입함으로써 약 0.2초의 지연 후 시스템에러체크를 반복한다.

S60의 LT SH Temp > LT SH Temp_U-Limit의 조건 미 충족 시 S70과 같이 엔진냉각수온도(Engine coolant temperature)를 이용하고, 이를 위해 Eng. Coolant Temp > Eng. Coolant Temp_U-Limit의 조건을 적용한다.

S70의 Eng. Coolant Temp > Eng. Coolant Temp_U-Limit의 조건 충족 시 S70-1과 같이 Radiator Bypass Valve(23-1)를 Off하고 S90의 LT Loop(40) 제어로 진입하거나 또는 S70의 Eng. Coolant Temp > Eng. Coolant Temp_U-Limit의 조건 미 충족 시 S80과 같이 Radiator Bypass Valve(23-1)를 On하고 S90의 LT Loop(40) 제어로 진입한다.

S90의 LT Loop(40)제어에서는 Engine Speed, LT SH Temp, Engine coolant temperature, HT Pressure, HT Sub Cool Target, HT Cond Temp_Target, HT Cond Temp, HT Cond Temp_Err, LT SH Temp_Target, LT SH Temp_Err, LT Pressure, LT Saturation Temp_CUR, LT BO Temp, LT BO Temp_Err를 이용한다.

이어, S100과 같이 LT Loop(40)의 저온작동유체에 대한 바이패스조건을 판단하며, 이를 위한 저온작동유체 바이패스조건으로 LT Bypass Valve = On 및 LT SH Temp > LT SH Temp_Warm Up을 적용하며, LT SH Temp, LT SH Temp_Warm Up를 이용한다.

S100에서 HT Bypass Valve = On 및 HT SH Temp > HT SH Temp_Warm Up를 충족하면, S100-1의 LT Bypass Valve = Off 후 S1-1로 진입함으로써 약 0.2초의 지연 후 시스템에러체크를 반복한다. S100에서 HT Bypass Valve = On 및 HT SH Temp > HT SH Temp_Warm Up를 충족하지 않으면, S2로 진입해 시스템 off가 아니면 S1-1로 진입함으로써 약 0.2초의 지연 후 시스템에러체크를 반복한다.

도 11,12를 참조하면, S10의 시스템에러체크는 S10-1 내지 S10-14로 세분화된다.

S10-1은 HT Pump(35)에 대한 에러체크로서, HT Pump Speed Diff > HT Pump Speed Diff Max의 조건을 적용하고, Engine Error State, HT Pump Speed, HT Pump Speed_Feedback, HT Pump Speed_Diff Max, HT Pump Speed_Diff를 이용한다.

S10-1에서 HT Pump Speed Diff > HT Pump Speed Diff Max의 충족 시 S10-1a와 같이 HT Pump Error State = Error로 판단함으로써 HT Pump Error State가 출력된다. 반면, S10-1에서 HT Pump Speed Diff > HT Pump Speed Diff Max의 충족이 이루어지지 않으면 S10-2로 진입해 HT Pump RPM을 모니터링하는 Turn on delay(calibration value)가 수행된다.

S10-2에서 HT Pump RPM이 일정 시간 동안 정상 범위를 유지하면 에러 해제 후 S10-3으로 진입함으로써 HT Pump Error State = Normal로 판단한다.

이어, S10-4는 LT Pump(45)에 대한 에러체크로서, LT Pump Speed Diff >

LT Pump Speed Diff Max의 조건을 적용하고, LT Pump Speed, LT Pump Speed_Feedback, LT Pump SpeedM_Diff Max, LT Pump Speed_Diff를 이용한다.

S10-4에서 LT Pump Speed Diff > LT Pump Speed Diff Max의 충족 시 S10-4a와 같이 LT Pump Error State = Error로 판단함으로써 LT Pump Error State가 출력된다. 반면, S10-4에서 LT Pump Speed Diff > HT Pump Speed Diff Max의 충족이 이루어지지 않으면 S10-5로 진입해 LT Pump RPM을 모니터링하는 Turn on delay(calibration value)가 수행된다.

S10-5에서 LT Pump RPM이 일정 시간 동안 정상 범위를 유지하면 에러 해제 후 S10-6으로 진입함으로써 LT Pump Error State = Normal로 판단한다.

이어, S10-7은 Exhaust Gas Bypass Valve(17)에 대한 에러체크로서, Exhaust Gas Bypass Valve = On 및 HT BO Exh Diff > HT BO Exh BP On_Max의 조건을 적용하며, Exhaust Gas Bypass Valve, HT BO Exh On Max을 이용한다. S10-7에서 Exhaust Gas Bypass Valve = On 및 HT BO Exh Diff > HT BO Exh BP On_Max의 조건 충족 시 S10-7a와 같이 Exhaust Gas Bypass Valve Error State = Error_Close로 판단함으로써 Exhaust Gas Bypass Valve Error State가 출력된다. 반면, S10-7에서 Exhaust Gas Bypass Valve = On 및 HT BO Exh Diff > HT BO Exh BP On_Max의 조건 미 충족 시 S10-8로 진입한다.

S10-8은 Exhaust Gas Bypass Valve(17)에 대한 반복에러체크로서, Exhaust Gas Bypass Valve = Off 및 HT BO Exh Diff < HT BO Exh BP Off_Min의 조건을 적용하며, Exhaust Gas Bypass Valve, HT BO Exh US_Temp, HT BO Exh DS_Temp, HT BO Exh Diff, HT BO Exh Off Min을 이용한다. S10-8에서 Exhaust Gas Bypass Valve = Off 및 HT BO Exh Diff < HT BO Exh BP Off_Min의 조건 충족 시 S10-8a와 같이 Exhaust Gas Bypass Valve Error State = Error_Open로 판단함으로써 Exhaust Gas Bypass Valve Error State가 출력된다. 반면, S10-8에서 Exhaust Gas Bypass Valve = Off 및 HT BO Exh Diff < HT BO Exh BP Off_Min의 조건 미 충족 시 S10-9로 진입한다.

S10-9에서 배기가스의 온도차이가 일정 시간 동안 정상 범위를 유지하면 에러 해제 후 S10-10으로 진입함으로써 HT Bypass Valve Error State = Normal로 판단한다.

이어, S10-11은 Coolant Bypass Valve에 대한 에러체크로서, Coolant Bypass Valve Error State = Yes의 조건을 적용하고, Coolant Bypass Valve Motor Error를 이용한다. S10-11에서 Coolant Bypass Valve Error State = Yes의 조건 충족 시 S10-11a와 같이 Coolant Bypass Valve Error State = Error로 판단함으로써 Coolant Bypass Valve_Error State가 출력된다. 반면, S10-11에서 Coolant Bypass Valve Error State = Yes의 조건 미 충족 시 S10-12로 진입한다.

S10-12는 Coolant Bypass Valve에 대한 반복에러체크로서, Coolant Bypass Valve = Off 및 Coolant RD Diff < Coolant RD Diff Min의 조건을 적용하고, Coolant Bypass Valve, Coolant RD Diff Min, Coolant RD US_Temp, Coolant RD DS_Temp, Coolant RD Diff를 이용한다. S10-12에서 Coolant Bypass Valve = Off 및 Coolant RD Diff < Coolant RD Diff Min의 조건 충족 시 S10-11a와 같이 Coolant Bypass Valve Error State = Error로 판단함으로써 Coolant Bypass Valve_Error State가 출력된다. 반면, S10-12에서 Coolant Bypass Valve = Off 및 Coolant RD Diff < Coolant RD Diff Min의 조건 미 충족 시 S10-13으로 진입한다.

S10-13에서 배기가스의 온도차이가 일정 시간 동안 정상 범위를 유지하면 에러 해제 후 S10-14로 진입함으로써 Coolant Bypass Valve Error State = Normal로 판단한다.

한편, 도 14는 도 10내지 도 12에 따른 1차 PID 제어로직으로 HT Loop(30) 및 LT Loop(40)를 PID 제어하는 랭킨 제어기(100)에 의한 HT Pump PID 보강제어로직으로서, HT_BO(31)와 HT_SH(32)의 온도가 제어변수로 사용되는 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, HT Pump PID 보강제어로직에서는 HT_BO(31)의 후단과 HT_SH(32)의 후단에서 고온작동유체의 온도를 제어변수로 적용함으로써 온도 하강을 미리 예측할 수 있다. 특히, HT Pump PID 보강제어로직에서는 HT Pump(35)의 제어 시 HT_SH 후단의 온도가 포화(Saturation)상태에서 낮아질 때 HT_BO(31)와 HT_SH(32)사이의 온도가 먼저 낮아지고 그 후에 HT_SH 후단의 온도가 낮아지는 현상을 보강할 수 있는 장점이 있다.

또한, HT Pump PID 보강제어로직의 장점은 LT_BO(41)의 후단과 LT_SH(42)의 후단에서 저온작동유체의 온도를 제어변수로 적용한 LT Pump PID 보강제어로직으로 LT Loop(40)에서도 동일하게 구현된다.

그러므로, 본 실시예에서는 도 10내지 도 12에 따른 1차 PID 제어로직을 기본로직으로 하고, HT Loop(30)와 LT Loop(40)의 각 구성요소의 특성을 고려한 제어변수로 다양한 PID 보강로직이 구현될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템에는 엔진(1)에서 배출된 배기가스에 의한 가열로 회전동력발생을 위한 스팀(Steam)으로 전환되는 고온작동유체가 순환되는 HT Loop(High Temperature Loop)(30), 엔진냉각시스템(20)의 엔진냉각수 순환과 연계됨과 더불어 HT Loop(30)의 고온작동유체에 의한 추가 가열로 회전동력발생을 위한 스팀(Steam)으로 전환되는 저온작동유체가 순환되는 LT Loop(Low Temperature Loop)(40)가 포함되고, 물의 빙결온도조건에서 랭킨 제어기(100)의 제어로 LT Loop(40)로 공급되는 엔진냉각시스템(20)의 엔진냉각수를 이용해 저온작동유체 가열이 이루어짐으로써 혹한지역과 같이 물이 결빙되는 조건에서도 안정적인 성능유지가 이루어진다.

1 : 엔진 10 : 배기시스템
11 : 배기라인 11-1 : 분기배기라인
13 : 촉매컨버터 15 : 소음기
17 : 배기 바이배스밸브
20 : 엔진냉각시스템 20-1 : 엔진 라디에이터
21 : 엔진냉각수인출라인 21-1 : 엔진냉각수펌프
23 : 엔진냉각수복귀라인 23-1 : 라디에이터 바이패스 밸브
25 : 엔진냉각수간접복귀라인
30 : 고온순환계(High Temperature Loop)
30-1 : 고온작동유공급라인 30-1a : 고온작동유바이패스라인
30-1b : 고온작동유안전라인 30-2 : 고온작동유복귀라인
31 : 고온보일러(High Temperature Boiler)
32 : 고온슈퍼히터(High Temperature Superheater)
33 : 고온팽창기(High Temperature Expander)
34 : 고온 콘덴서(High Temperature Condenser)
35 : 고온펌프(High Temperature Pump)
36 : 고온전자팽창밸브(High Temperature Electronic Expansion Valve)
37 : 고온작동유 리저버(High Temperature Fluid Reservior)
40 : 저온순환계(Low Temperature Loop)
40-1 : 저온작동유공급라인 40-1a : 저온작동유바이패스라인
40-1b : 저온작동유안전라인 40-2 : 저온작동유복귀라인
41 : 저온보일러(Low Temperature Boiler)
42 : 저온슈퍼히터(Low Temperature Superheater)
43 : 저온팽창기(Low Temperature Expander)
44-1 : 저온복열기(Low Temperature Recuperator)
44 : 저온 콘덴서(Low Temperature Condenser)
45 : 저온펌프(Low Temperature Pump)
46 : 저온전자팽창밸브(Low Temperature Electronic Expansion Valve)
47 : 저온작동유 리저버(Low Temperature Fluid Reservior)
100 : 랭킨 제어기
100-1 : 에러체크블록(Error Check Block)
100-2 : 고온펌프제어블록(HT Pump Control Block)
100-3 : 저온펌프제어블록(LT Pump Control Block)