AT407587B - Wasserversorgungs-system - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserversorgungs-System gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. 



   Beim Betrieb einer Brennstoffzellen-Anordnung mit einer Gasreformierung zur Wasserstofferzeugung ist es notwendig, dem Prozess Wasser zuzuführen. Dies kann über einen externen Wasseranschluss an das Frischwassernetz und bzw. oder über die Kondensation von Wasser im Abgas eines Brennstoffzellen-Systems erfolgen. Da das Wasser im Brennstoffzellen-System einen sehr hohen Reinheitsgrad aufweisen muss, um Verunreinigungen und Fehlerströme zu vermeiden, muss das Frischwasser   vollentsalzt   werden und Kondensat, bzw. Umlaufwasser für die Stackkühlung der Brennstoffzellen-Systeme oder Prozesswasser für den Gasreformer gegebenenfalls nachgereinigt werden. 



   Zur Entsalzung sind   Vollentsalzungs-Patronen erforderlich.   Dabei ist die Lebensdauer der Vollentsalzungs-Patronen bei einem bestimmten   Wasserdurchfluss   abhängig von den Verunreinigungen im Frischwasserbrennstoffzellen-System und der Wassertemperatur. Die Einsatzgrenze liegt bei den heute verwendeten Harzen bei ca.   40 C.   Für den Betrieb mit einem BrennstoffzellenSystem ergeben sich verschiedene Probleme. 



   So ist es bei den bekannten Wasserversorgungs-Systemen nicht möglich, das Wartungsintervall für die Entsalzungs-Patronen   individuell für   die jeweilige Anlage und deren Betriebsbedingungen festzulegen. Ausserdem ist es bei den bekannten Anlagen nicht möglich, Umlaufwasser zu reinigen, wenn die   Kühltemperatur   für das Brennstoffzellen-System über   400C   liegt. 



   Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Wasserversorgungs-System der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine im wesentlichen vollständige Ausnutzung der   Entsalzungs-Patronen   möglich ist. 



   Erfindungsgemäss wird dies bei einem Wasserversorgungs-System der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. 



   Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist eine ständige Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit des gereinigten Wassers sichergestellt, die einen sehr sicheren Hinweis für die Wirksamkeit der Entsalzungs-Patrone darstellt. Dadurch ist es möglich, die Patrone erst dann auszutauschen, wenn deren Wirksamkeit nicht mehr ausreichend ist. Auf diese Weise ist es möglich, einen vorzeitigen Austausch und damit eine Verschwendung von Material zu vermeiden. 



   Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist es möglich, die Differenz der Leitfähigkeit des Wassers vor und nach der Wasserreinigungs-Einheit zu ermitteln, die einen sehr exakten Aussagewert über die Funktionstüchtigkeit der Entsalzungs-Patrone zulässt. 



   Durch die Merkmale des Anspruches 3 ist es möglich, das im Wärmetauscher anfallende Kondensat zur Wasserreinigungs-Einheit zurückzuführen. Dabei kann das gesamte anfallende Kondensat der Wasserreinigungs-Einheit zugeführt werden und diesem nur zur Ergänzung Frischwasser zuzusetzen. Falls jedoch das Kondensat die maximal zulässige Temperatur für die Wasserreinigungs-Einheit überschreitet, so kann ein entsprechend höherer Anteil an Frischwasser zugesetzt werden. 



   Dadurch ist es auch möglich, das Brennstoffzellen-System in beliebiger Weise zu betreiben, ohne dass es dadurch zu Problemen bei der Wasseraufbereitung kommt. 



   Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine erfindungsgemässe Einrichtung zeigt. 
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   Die Frischwasserleitung 1, bzw. eine an den Mischer 2 angeschlossene Verbindungsleitung l' mündet in einer Wasserreinigungs-Einheit 4, in der das zuströmende Wasser aufbereitet wird und in der Entsalzungs-Patronen enthalten sind. 



   Ausgangsseitig ist die Wasserreinigungs-Einheit 4 über eine Anschlussleitung   1" mit   einem Brennstoffzellen-System 5 verbunden, das eine Gasreformierung umfasst. Dabei ist das Brennstoffzellen-System 5 über eine Steuerleitung 12 mit einer Steuerung 6 verbunden. 



   Das Brennstoffzellen-System 5 ist über eine Abgasleitung 8 mit einem Wärmetauscher 7 verbunden, aus dem über eine Leitung 9 z. B. Heizwasser ausgeleitet wird. Weiters führt aus dem Wärmetauscher 7 die Kondensatleitung 10 weg. 



   Die Steuerung 6 ist über eine Signalleitung 13 mit einem in der Anschlussleitung 1" angeordneten Fühler 3a zur Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit des gereinigten Wassers, sowie über 

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 eine Signalleitung 14 mit einem weiteren, in   der Verbindungsleitung l'angeordneten Fühler 3b zur   Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit des ungereinigten Wassers verbunden. Ausserdem ist die Steuerung 6 über eine Signalleitung 15 mit einem in der Verbindungsleitung l'angeordneten   Temperaturfühler   11 verbunden. 



   Im Betrieb wird dem Brennstoffzellen-System 5 Wasser zur Erzeugung von Wasserstoff zugeführt, wobei das Wasser bestimmten Reinheitsanforderungen genügen muss. Dazu wird das Wasser in der Wasserreinigungs-Einheit 4 gereinigt. 



   Aus dem aus dem Brennstoffzellen-System 5 austretenden heissen Abgasen wird im Wärmetauscher 7 Wärme entzogen, wobei das anfallende Kondensat über den Mischer 2 der Wasserreinigungs-Einheit 4 zugeführt wird, wobei zumindest das erforderliche Frischwasser 1 zugesetzt wird. 



   Dabei wird die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit dieses Mischwassers erfasst und der Steuerung 6 übermittelt. Diese wirkt auf den Mischer 2 in der Weise ein, dass bei Überschreitung der maximalen Arbeitstemperatur der Wasserreinigungs-Einheit 4 der Anteil an Frischwasser erhöht wird. 



   Weiters wird die elektrische Leitfähigkeit des gereinigten Wassers durch den Fühler 3a erfasst und in der Steuerung die Differenz der beiden gemessenen Werte der elektrischen Leitfähigkeit ermittelt, die einen sehr eindeutigen Hinweis auf die Funktionsfähigkeit der WasserreinigungsEinheit 4 darstellt. Ist die   Funktionsfähigkeit   der Wasserreinigungs-Einheit 4 nicht mehr gegeben, so zeigt dies die Steuerung 6 an. Dadurch ist es möglich, die Wartung der WasserreinigungsEinheit 4 erst dann durchzuführen, wenn dies tatsächlich erforderlich ist. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Wasserversorgungs-System für eine Brennstoffzellen-Anordnung (5) mit einer Gasrefor- mierung zur   Wasserstofferzeugung,   bei welchem eine Wasserreinigungs-Einheit (4) vorge- sehen ist, die der Brennstoffzellen-Anordnung (5) vorgeschaltet ist, wobei eine Steuerung (6) vorgesehen ist, die mit der Brennstoffzellen-Anordnung (5) verbunden ist, und die
Brennstoffzellen-Anordnung (5) mit einem Wärmetauscher (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserreinigungs-Einheit ein die   elektrische Leitfähigkeit   des gereinigten Wassers erfassender Fühler (3a) nachgeschaltet ist, der mit der Steuerung (6) verbunden ist.

Claims (1)

1. 2. Wasserversorgungs-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserreinigungs-Einheit (4) ein weiterer die elektrische Leitfähigkeit des zuströmenden Roh-Wassers erfassender Fühler (3b) vorgeschaltet ist, der mit der Steuerung (6) verbunden ist.

   3. Wasserversorgungs-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (7) mit einer Kondensatleitung (10) versehen ist, die über einen Mischer (3) mit einer Frischwasserleitung (1), die in die Wasserreinigungs-Einheit (4) mündet, verbindbar ist.