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Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Heizanordnung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch eine sehr weitgehende Ausnutzung der eingesetzten Primärenergie auszeichnet.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Heizungsanordnung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Massnahmen des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es auf einfache Weise möglich, den Wärmeinhalt der Abgase der Brennstoffzellen zu nutzen und der Heizanordnung zuzuführen. Ausserdem ermög- licht die Unterbringung der Brennstoffzellen in einer Unterdruckkammer auch eine Führung der Verrohrung zu einem grossen Teil im Inneren derselben
Die Massnahmen des Anspruches 2 ermöglichen auch die Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Abgase des brennerbeheizten Heizgerätes, wodurch sich die Ausnutzung der eingesetzten Pri- marenergie verbessert.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird ein in konstruktiver Hinsicht einfacher Aufbau er- moglicht.
Die Merkmale des Anspruches 4 stellen sicher, dass sich die Temperatur des Rücklaufs des Primär-Wärmetauschers des brennerbeheizten Heizgerätes erhöht und dadurch die Gefahr einer Kondensatbildung verringert.
Die Merkmale des Anspruches 5 verringern die nötigen Rohrleitungen und sichern überdies, verglichen mit einer separaten Montage, eine Reduzierung der Schallabstrahlung.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Heizanordnung.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 sind in einer dichten Unterdruckkammer 1 eine, zwei oder mehr Brennstoffzellen 2,7 untergebracht, die modular aufgebaut sind und unterschiedliche Leistungen aufweisen können
Diese sind über eine Gasleitung 9 und eine Gasaufbereitung 5 mit wasserstoffhaltigem Gas versorgt und liefern über eine Leitung 10 Strom an einen Verbraucher.
Die Abgasleitungen 11 der Brennstoffzellen 2 bzw. 7 münden in eine Brennstoffzellen-Ab- gasleitung 12, die in einen Wärmetauscher-Abgasanschluss 13 eines Wärmetauschers 4 mündet.
Bei diesem Wärmetauscher 4, der in der Unterdruckkammer 1 angeordnet ist, werden die Ab- gase der Brennstoffzellen 7 über den Primärzweig des Wärmetauschers 4 geführt, wobei ein Sekundärkreis des Wärmetauschers 4 von einer Heizungs-Rücklaufleitung 6 gebildet ist, wobei an den Sekundärkreis weiters eine Verbindungsleitung 15 angeschlossen ist, die den Rücklauf der Heizung 6 zu einem brennerbeheizten Heizgerät 3 führt, das mit einem Primärwärmetauscher versehen ist. Dabei ist der Primär-Wärmetauscher über eine Heizungs-Vortaufleitung 16 mit der Heizungsanlage verbunden.
Weiters ist eine Wasserleitung 14 vorgesehen, die an die Gasaufbereitung 5 angeschlossen ist, um diese mit für die Bereitung von wasserstoffreichem Gas erforderlichem Wasser zu versor- gen. Dabei ist weiters eine Zweigleitung 17 vom Wärmetauscher 4 zur Wasserleitung 14 vorgese- hen, die zur Ableitung von Kondensat dient, wobei eine Rücklaufsperre in der Wasserleitung 14 angeordnet ist. Von der Gasleitung 9 zweigt weiters eine Abzweigleitung 19 zum brennerbeheizten Heizgerät 3 ab, in dem das Brauchwasser erwärmt wird.
Das brennerbeheizte Heizgerät 3 ist über eine Zuluft-Abluftleitung 18 mit der Unterdruckkam- mer 1 verbunden, wobei zur Steuerung der Zuluft zum Heizgerät Drosselklappen 8 an der Innen- seite der Unterdruckkammer 1 angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform werden auch die Abgase des Heizgerätes 3 über den Wärme- tauscher 4 in der Unterdruckkammer 1 geführt und dadurch deren Wärmeinhalt dem Rücklauf der Heizungsanlage zugeführt.
Zur Aufrechterhaltung der Luftströmung in der Unterdruckkammer 1 ist ein Gebläse 20 vorge- sehen, das einerseits für die Erzwingung der Abgasströmung über den Wärmetauscher 4 sorgt und gleichzeitig über einen Bypass 21 für das Ansaugen von Frischluft sorgt, die über einen Zuluftein- lass 22 in die Unterdruckkammer 1 einströmen kann.
Die Abgase der Brennstoffzellen 2,7 werden vom Gebläse 20 über einen Abluftauslass 23 ab- geführt.
Im Betrieb werden die Brennstoffzellen 2,7 mit aufbereitetem wasserstoffreichem Gas versorgt und liefern elektrischen Strom. Dabei wird auch Wärme erzeugt, die im wesentlichen in den Abga-
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sen der Brennstoffzellen 2,7 enthalten ist.
Diese Abgase strömen gemeinsam mit den Abgasen des brennerbeheizten Heizgerätes 3 über den Wärmetauscher 4, über den der Rücklauf der Heizungsanlage geführt ist und diesen vorwärmt.
Falls die Aufheizung im Wärmetauscher 4 nicht ausreicht, so wird der Rücklauf der Heizungsanla- ge im brennerbeheizten Heizgerät 3 auf die erforderliche Temperatur gebracht.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist das brennerbeheizte Heizgerät, z. B. ein Kessel, von der Unterdruckkammer 1 entfernt aufgestellt.
Dabei ist eine Öffnung 24 der Unterdruckkammer 1, die zur Aufnahme der Zuluft-Abluftleitung 18 dient, mit einem Stopfen 25 verschlossen.
Der übrige Aufbau und die übrige Funktion ist gleich wie bei der Ausführungsform nach der Fig 1, mit Ausnahme der Führung der Abgase des Heizgerätes 3 über den Wärmetauscher 4.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Heizanordnung mit einem brennerbeheizten Heizgerät (3), mindestens einer Brennstoffzel- le (2,7) und einem Wärmetauscher (4), die über Leitungen mit einer Heizungsanlage und einer Gas- und Wasserversorgung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die
Brennstoffzelle(n) (2,7) gemeinsam mit dem Wärmetauscher (4) in einer Unterdruckkam- mer (1) angeordnet sind, die mit einem Zulufteinlass (22) und einer vom Wärmetauscher (4) wegführenden Abluftführung (23) versehen ist, wobei Abgasleitungen (11) der Brennstoff- zelle(n) (2,7) mit dem Wärmetauscher (4) in Verbindung stehen.
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The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a heating arrangement of the type mentioned at the outset, which is characterized by very extensive use of the primary energy used.
According to the invention, this is achieved in a heating arrangement of the type mentioned at the outset by the characterizing measures of claim 1.
The proposed measures make it possible in a simple manner to use the heat content of the exhaust gases from the fuel cells and to supply them to the heating arrangement. In addition, the accommodation of the fuel cells in a vacuum chamber also allows the piping to be routed to a large extent inside the same
The measures of claim 2 also make it possible to utilize the heat content of the exhaust gases of the burner-heated heater, which improves the utilization of the primary energy used.
The features of claim 3 enable a construction that is simple in terms of construction.
The features of claim 4 ensure that the temperature of the return of the primary heat exchanger of the burner-heated heater increases and thereby reduces the risk of condensation.
The features of claim 5 reduce the necessary piping and also ensure, compared to a separate assembly, a reduction in sound radiation.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. 1 and 2 schematically show two different embodiments of a heating arrangement according to the invention.
In the embodiment according to FIG. 1, one, two or more fuel cells 2, 7 are accommodated in a tight vacuum chamber 1, which are of modular construction and can have different outputs
These are supplied with hydrogen-containing gas via a gas line 9 and a gas treatment unit 5 and supply electricity to a consumer via a line 10.
The exhaust gas lines 11 of the fuel cells 2 and 7 open into a fuel cell exhaust gas line 12, which opens into a heat exchanger exhaust gas connection 13 of a heat exchanger 4.
In this heat exchanger 4, which is arranged in the vacuum chamber 1, the exhaust gases of the fuel cells 7 are routed via the primary branch of the heat exchanger 4, a secondary circuit of the heat exchanger 4 being formed by a heating return line 6, one further being connected to the secondary circuit Connection line 15 is connected, which leads the return of the heater 6 to a burner-heated heater 3, which is provided with a primary heat exchanger. The primary heat exchanger is connected to the heating system via a pre-heating line 16.
Furthermore, a water line 14 is provided, which is connected to the gas treatment 5 in order to supply it with the water required for the preparation of hydrogen-rich gas. A branch line 17 from the heat exchanger 4 to the water line 14 is also provided for the discharge serves of condensate, a backstop being arranged in the water line 14. A branch line 19 branches off from the gas line 9 to the burner-heated heater 3, in which the process water is heated.
The burner-heated heater 3 is connected to the vacuum chamber 1 via a supply air / exhaust air line 18, throttle valves 8 being arranged on the inside of the vacuum chamber 1 for controlling the supply air to the heater.
In this embodiment, the exhaust gases from the heater 3 are also conducted via the heat exchanger 4 in the vacuum chamber 1 and the heat content thereof is thus fed to the return of the heating system.
In order to maintain the air flow in the vacuum chamber 1, a blower 20 is provided which, on the one hand, ensures the exhaust gas flow is forced through the heat exchanger 4 and, at the same time, by means of a bypass 21 ensures that fresh air is sucked in, which is fed into the supply air inlet 22 Vacuum chamber 1 can flow.
The exhaust gases from the fuel cells 2, 7 are discharged by the blower 20 via an exhaust air outlet 23.
In operation, the fuel cells 2, 7 are supplied with treated hydrogen-rich gas and supply electrical current. This also generates heat, which is essentially
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sen of fuel cells 2.7 is included.
These exhaust gases flow together with the exhaust gases from the burner-heated heater 3 via the heat exchanger 4, via which the return of the heating system is guided and preheats it.
If the heating in the heat exchanger 4 is not sufficient, the return of the heating system in the burner-heated heater 3 is brought to the required temperature.
In the embodiment of FIG. 2, the burner-heated heater, for. B. a boiler, placed away from the vacuum chamber 1.
An opening 24 of the vacuum chamber 1, which serves to receive the supply air-exhaust air line 18, is closed with a stopper 25.
The remaining structure and the remaining function is the same as in the embodiment according to FIG. 1, with the exception of guiding the exhaust gases of the heater 3 via the heat exchanger 4.
PATENT CLAIMS:
1. Heating arrangement with a burner-heated heater (3), at least one fuel cell (2,7) and a heat exchanger (4), which are connected via lines to a heating system and a gas and water supply, characterized in that the
The fuel cell (s) (2,7) are arranged together with the heat exchanger (4) in a vacuum chamber (1), which is provided with an inlet air inlet (22) and an exhaust air duct (23) leading away from the heat exchanger (4) Exhaust pipes (11) of the fuel cell (s) (2,7) are connected to the heat exchanger (4).