DE102016122252A1 - Integrierte kraftanlage mit wärmepumpe und brennstoffzelle - Google Patents
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Abstract
Ein System gemäß einem der Erläuterung dienenden Beispiel beinhaltet mindestens eine Brennstoffzelle (26, 28), die zum Erzeugen von elektrischem Strom auf der Basis einer elektrochemischen Reaktion ausgebildet ist. Die Brennstoffzelle (26, 28) beinhaltet eine Abgaseinrichtung (30, 34). Eine Wärmepumpe (40) beinhaltet einen Verdampfer (48), einen Kondensator (44), einen Kompressor (42) und ein Expansionsventil (46). Ein Kühlkreis (50) ist extern von der mindestens einen Brennstoffzelle (26, 28) vorgesehen. Der Kühlkreis (50) weist einen ersten Bereich (52A, 52B) auf, der der Abgaseinrichtung (30, 34) zugeordnet ist, so dass Wärme von der Abgaseinrichtung (30, 34) eine Kühlfluid-Temperatur in dem ersten Bereich (52A, 52B) erhöht. Der Kühlkreis (50) weist einen zweiten Bereich (58) stromabwärts von dem ersten Bereich (52A, 52B) auf. Der zweite Bereich (58) des Kühlkreises (50) ist dem Verdampfer (48) zugeordnet, so dass Wärme von dem Kühlfluid in dem zweiten Bereich (58) die Temperatur des Verdampfers (48) erhöht.
Description
- Brennstoffzellen sind für die Erzeugung von elektrischem Strom auf der Basis einer elektrochemischen Reaktion von Nutzen. Es sind verschiedene Arten von Brennstoffzellen bekannt. Typische Nebenprodukte des Betriebs von Brennstoffzellen beinhalten Wasser und Wärme. Es gibt verschiedene Vorschläge zur Erzielung eines Nutzens aus der Wärme, die während des Brennstoffzellenbetriebs erzeugt wird.
- Beispielsweise wurde vorgeschlagen, eine Anordnung aus einer Wärmepumpe und einer Brennstoffzelle zu kombinieren. Das
US-Patent Nr. 6 370 903 zeigt eine Anordnung zur Verwendung bei einem Fahrzeug, die eine Brennstoffzelle als Energiequelle für das Fahrzeug beinhaltet. Eine weitere Anordnung ist in demUS-Patent Nr. 8 445 155 gezeigt. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass sie separate Rohrleitungen in Verbindung mit Wärmetauschern einer Brennstoffzelle erforderlich macht, wodurch die Komplexität und die Kosten des Systems erhöht werden. - Fachleute sind daher bestrebt, fortgeschrittenere und verbesserte Energieversorgungssysteme zu finden. Ein gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildetes System erreicht dieses Ziel.
- Ein System gemäß einem der Erläuterung dienenden Beispiel beinhaltet mindestens eine Brennstoffzelle, die zum Erzeugen von elektrischem Strom auf der Basis einer elektrochemischen Reaktion ausgebildet ist. Die Brennstoffzelle weist eine Abgaseinrichtung auf. Eine Wärmepumpe beinhaltet einen Verdampfer, einen Kondensator, einen Kompressor und ein Expansionsventil. Ein Kühlkreis ist extern von der mindestens einen Brennstoffzelle vorgesehen. Der Kühlkreis weist einen ersten Bereich auf, der der Abgaseinrichtung zugeordnet ist, so dass Wärme von der Abgaseinrichtung eine Kühlfluid-Temperatur in dem ersten Bereich erhöht. Der Kühlkreis weist einen zweiten Bereich stromabwärts von dem ersten Bereich auf. Der zweite Bereich des Kühlkreises ist dem Verdampfer zugeordnet, so dass Wärme von dem Kühlfluid in dem zweiten Bereich die Temperatur des Verdampfers erhöht.
- Ein exemplarisches System mit einem oder mehreren Merkmalen des Systems des vorausgehenden Absatzes beinhaltet ein mit dem zweiten Bereich gekoppeltes Umgehungsventil. Das Umgehungsventil wird selektiv betätigt, um Kühlfluid in dem zweiten Bereich zum selektiven Steuern des Wärmetransfers von dem zweiten Bereich zu dem Verdampfer zu führen.
- Ein exemplarisches System mit einem oder mehreren Merkmalen des Systems von einem der vorhergehenden Absätze beinhaltet einen der Abgaseinrichtung zugeordneten Abgaskondensator. Der erste Bereich des Kühlkreises ist derart angeordnet, dass Wärme von dem Abgaskondensator die Temperatur des Kühlfluids in dem ersten Bereich erhöht.
- Ein exemplarisches System mit einem oder mehreren Merkmalen des Systems nach einem der vorhergehenden Absätze beinhaltet einen der Brennstoffzelle zugeordneten Wärmetauscher von hoher Qualität. Ein Wärmeabgabenetz stromabwärts von dem Kondensator der Wärmepumpe leitet erwärmtes Fluid zumindest teilweise durch den Wärmetauscher von hoher Qualität hindurch.
- Bei einem exemplarischen System mit einem oder mehreren Merkmalen des Systems nach einem der vorhergehenden Absätze beinhaltet die Brennstoffzelle eine Mehrzahl von Brennstoffzellen-Stapelanordnungen mit jeweils einer Abgaseinrichtung. Der Kühlkreis weist jeweilige erste Bereiche auf, die den jeweiligen Abgaseinrichtungen zugeordnet sind. Jeder der ersten Bereiche des Kühlkreises liefert Kühlfluid an den zweiten Bereich.
- Bei einem exemplarischen System mit einem oder mehreren Merkmalen des Systems nach einem der vorhergehenden Absätze beinhaltet der Kühlkreis einen dritten Bereich, der Kühlfluid von dem zweiten Bereich in Richtung auf die Abgaseinrichtung befördert, wobei der Kühlkreis mindestens ein Wärmeabführelement beinhaltet, das zum Vermindern der Kühlfluid-Temperatur in dem dritten Bereich angeordnet ist.
- Bei einem exemplarischen System mit einem oder mehreren Merkmalen des Systems nach einem der vorhergehenden Absätze liegt die Temperatur des Kühlfluids in dem ersten Bereich zwischen 40° und 60°C, wobei eine Kühlfluid-Temperatur in dem zweiten Bereich stromaufwärts von dem Verdampfer in etwa gleich der Temperatur des Kühlfluids in dem ersten Bereich ist und eine Kühlfluid-Temperatur in dem zweiten Bereich stromabwärts von dem Verdampfer zwischen 20° und 30°C liegt.
- Ein der Erläuterung dienendes, exemplarisches Verfahren beinhaltet folgende Schritte: Erzeugen von elektrischem Strom aus einer elektrochemischen Reaktion in mindestens einer Brennstoffzelle, die eine zugeordnete Abgaseinrichtung aufweist; Absorbieren von Wärme von der Abgaseinrichtung zum Erhöhen der Temperatur eines Kühlfluids; Leiten zumindest eines Teils des Kühlfluids zu einem Verdampfer einer Wärmepumpe, die den Verdampfer, einen Kondensator, einen Kompressor und ein Expansionsventil beinhaltet; und Erhöhen einer Temperatur des Verdampfers der Wärmepumpe unter Verwendung des Kühlfluids.
- Ein exemplarisches Verfahren mit einem oder mehreren Merkmalen des Verfahrens des vorhergehenden Absatzes beinhaltet das Steuern eines Umgehungsventils, um in selektiver Weise zu steuern, ob das Kühlfluid die Temperatur des Verdampfers erhöht.
- Ein exemplarisches Verfahren mit einem oder mehreren Merkmalen nach einem der vorhergehenden Absätze beinhaltet das Vorsehen eines der Brennstoffzelle zugeordneten Wärmetauschers von hoher Qualität. Das Verfahren beinhaltet das Leiten von erwärmtem Fluid von dem Kondensator der Wärmepumpe zumindest teilweise durch den Wärmetauscher von hoher Qualität hindurch.
- Bei einem exemplarischen Verfahren mit einem oder mehreren Merkmalen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Absätze liegt eine Temperatur des Kühlfluids, das zwischen der Abgaseinrichtung und dem Verdampfer strömt, zwischen 40° und 60°C und eine Temperatur des Kühlfluids, das zwischen dem Verdampfer und der Abgaseinrichtung strömt, liegt zwischen 20° und 30°C.
- Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Systems, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist und eine Wärmepumpe in eine Brennstoffzellen-Kraftanlage integriert; und -
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels. -
1 veranschaulicht in schematischer Weise ein System20 mit einer Brennstoffzellen-Kraftanlage, die eine erste Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit22 und eine zweite Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit24 aufweist. Die erste Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit22 weist mindestens eine Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 auf, die eine Mehrzahl von Brennstoffzellen beinhaltet, die elektrischen Strom auf der Basis einer elektrochemischen Reaktion erzeugen. Bei einer exemplarischen Ausführungsform handelt es sich bei den einzelnen Brennstoffzellen um Brennstoffzellen auf Elektrolyt-Basis, die Phosphorsäure als Elektrolyten verwenden. Zum Zweck der Erläuterung werden exemplarische Brennstoffzellen auch als Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFCs) bezeichnet. Die zweite Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit24 beinhaltet mindestens eine Brennstoffzellen-Stapelanordnung28 . Zum Zweck der Erläuterung sind lediglich zwei Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheiten22 und24 dargestellt, jedoch kann in einer tatsächlichen Ausführung die Anzahl der Kraftanlageneinheiten, die jeweils mindestens einen Brennstoffzellenstapel beinhalten, viel höher sein. - Die Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit
22 beinhaltet eine Abgaseinrichtung30 , die bei dem vorliegenden Beispiel einen Abgaskondensator aufweist. Die Abgaseinrichtung30 ist der Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 zugeordnet, um aus der Erzeugung von elektrischem Strom resultierende Luft-Nebenprodukte auszustoßen. Bei einigen Beispielen ist die Abgaseinrichtung30 auch mit einem Reformer (nicht dargestellt) gekoppelt, der zum Zuführen von Brennstoff zu der Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 verwendet wird. Bei Ausführungsformen, die eine dem Kondensator der Abgaseinrichtung30 zugeordnete Reformer-Abgaseinrichtung beinhalten, kann die Temperatur an dem Kondensator höher sein als bei Ausführungsformen, bei denen die Reformer-Abgaseinrichtung getrennt von der Brennstoffzellen-Abgaseinrichtung vorgesehen ist. - Die Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit
22 beinhaltet einen Wärmetauscher32 hoher Qualität, der der Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 zugeordnet ist. Ein Merkmal der dargestellten exemplarischen Ausführungsform besteht darin, dass der Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 kein Wärmetauscher minderer Qualität zugeordnet ist. Die Eliminierung von einem bei Brennstoffzellen-Kraftanlagen häufig verwendeten Wärmetauscher sorgt für Spareffekte, die eine Reduzierung der Systemkosten durch Eliminierung eines Wärmetauschers beinhalten. - Die zweite Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit
24 beinhaltet eine Abgaseinrichtung34 sowie einen Wärmetauscher36 hoher Qualität, die beide der Brennstoffzellen-Stapelanordnung28 zugeordnet sind. - Das System
20 beinhaltet eine Wärmepumpe40 , die in die Brennstoffzellen-Kraftanlage integriert ist. Die Wärmepumpe40 beinhaltet einen Kompressor42 , einen Kondensator44 , ein Expansionsventil46 sowie einen Verdampfer48 . Die Wärmepumpe40 arbeitet in bekannter Weise und ist in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung innerhalb des Kreislaufs der Wärmepumpe40 in der Lage, Wärme oder Kühlung bereitzustellen. - Das System
20 beinhaltet ferner einen Hilfs-Kühlkreis50 , der extern von der Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 vorgesehen ist. Der Kühlkreis50 ist getrennt von jeglichem Kühlmittel vorgesehen, das innerhalb der Brennstoffzellen-Stapelanordnung26 verwendet wird, wie z. B. ein Kühlfluid, das zum direkten Kühlen der Komponenten der Brennstoffzellen-Stapelanordnung verwendet wird. Stattdessen ist der Kühlkreis50 der Abgaseinrichtung30 und34 der Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheiten zugeordnet. Der Kühlkreis50 ist dazu ausgebildet, die Effizienz der Wärmepumpe40 auf der Basis von Wärme zu erhöhen, die von der Abgaseinrichtung30 und34 gewonnen wird. - Bei dem Beispiel der
1 sind mehrere Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheiten vorhanden, und der Kühlkreis50 weist einige doppelt vorgesehene Teile auf, die für die jeweilige dieser Einheiten vorgesehen sind. Beispielsweise ist ein erster Bereich des Kühlkreises50 bei dem Bezugszeichen52A und52B dargestellt. Der erste Bereich führt ein Kühlfluid, wie z. B. Glykol, zu der Abgaseinrichtung30 bzw.34 , wo die Temperatur des Kühlmittels auf der Basis der an der Abgaseinrichtung vorhandenen Wärme erhöht wird. Das Kühlfluid strömt durch den ersten Bereich52A ,52B zu einem Expansionsbehälter54 und einer Pumpe56 . Ein zweiter Bereich58 des Kühlkreises führt dem Verdampfer48 der Wärmepumpe40 Kühlmittel zu. Das Kühlfluid in dem zweiten Bereich58 erhöht die Temperatur des Verdampfers48 . Solche an dem Verdampfer48 bereitgestellte, zusätzliche Wärme erhöht die Wärmeausgangsleistung der Wärmepumpe40 , wenn diese in einem Heizmodus arbeitet. Ein dritter Bereich60 des Kühlkreises50 führt Kühlfluid zurück in Richtung auf den ersten Bereich52A ,52B . - Das dargestellte Beispiel beinhaltet speziell vorgesehene Kühlmodule
62A und62B , die den Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheiten22 bzw.24 zugeordnet sind. Die speziellen Kühlmodule62A und62B arbeiten bei einem Beispiel in bekannter Weise zum Reduzieren einer Temperatur des Kühlfluids nach Bedarf, wobei dies von den Umständen abhängig ist. Ein exemplarischer Umstand kann vorliegen, wenn die Wärmepumpe40 während des Betriebs nicht arbeitet. - Umgehungs-Steuerventile
64 und66 sind vorgesehen, um Kühlfluid innerhalb des Kühlkreises50 in Abhängigkeit von den Bedürfnissen einer bestimmten Situation in selektiver Weise zu führen. Das Umgehungsventil64 ermöglicht eine Steuerung dahingehend, wie viel oder ob Kühlfluid an dem Verdampfer48 bereitgestellt wird. Es können Umstände vorhanden sein, beispielsweise wenn die Wärmepumpe40 zur Kühlung verwendet wird, wenn eine Erwärmung des Verdampfers48 nicht erwünscht ist. Das Umgehungsventil64 ermöglicht, dass Kühlmittel in dem zweiten Bereich58 unter solchen Umständen von dem Verdampfer48 weg umgeleitet wird. Zusätzlich kann, wenn sich die Wärmebedürfnisse an dem Verdampfer48 auf einem relativ niedrigen Niveau befinden, zumindest einen Teil des Kühlfluids von dem zweiten Bereich58 unter Verwendung des Umgehungsventils64 von dem Verdampfer48 weg umgeleitet werden. - Die Umgehungsventile
66A und66B sind für die Steuerung von Nutzen, ob Kühlfluid durch die jeweiligen Kühlmodule62A ,62B hindurchströmt. - Bei einer exemplarischen Ausführungsform liegt die Temperatur der Abgaseinrichtung
30 ,34 in der Größenordnung von 60°C. Kühlfluid innerhalb des ersten Bereichs52A ,52B des Kühlkreises50 kann eine Temperatur in der Größenordnung von 40° bis 60°C aufweisen. Eine Temperatur des Kühlfluids in dem zweiten Bereich58 entspricht typischerweise oder ist gleich der Temperatur des Kühlfluids in dem ersten Bereich52A ,52B . Nachdem Wärme aus dem Kühlmittel absorbiert worden ist und die Temperatur des Verdampfers48 erhöht ist, kann eine Temperatur des Kühlfluids in dem dritten Bereich60 des Kühlkreises50 in der Größenordnung von 20° bis 30°C liegen. - Die Nutzung von Wärme von der Abgaseinrichtung
30 ,34 sorgt für eine höhere Wärmeeffizienz als früher vorgeschlagene Anordnungen, und zwar zum Teil, da der Kühlkreis50 als Hilfseinrichtung und extern von den Brennstoffzellen-Stapelanordnungen26 ,28 vorgesehen ist. Ferner stützt sich das offenbarte Ausführungsbeispiels auf keinen Wärmetauscher, wie z. B. einen Wärmetauscher von geringer Qualität einer Brennstoffzellen-Kraftanlage. Die Nutzung des Abgases einer Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheit sorgt für eine verbesserte Energienutzungseffizienz, und zwar zum Teil durch Eliminieren der ansonsten bestehenden Zwangslage in Verbindung mit dem Versuch, zusätzliche Wärme von einem geringe Qualität aufweisenden Wärmetauscher einer Brennstoffzellen-Stapelanordnung zu gewinnen. - Ein Merkmal des Beispiels der
1 besteht darin, dass es ein Erwärmen von Fluid von dem Kondensator44 durch die hohe Qualität aufweisenden Wärmetauscher32 ,36 ermöglicht. Wenn ein Kundenbedarf auf einem hohen Niveau vorliegt, kann die Temperatur des den Kondensator44 verlassenden Fluids in der Größenordnung von 70° bis 80°C liegen. Indem dieses Fluid durch die hohe Qualität aufweisenden Wärmetauscher32 ,36 (oder auch nur einen von diesen, falls erwünscht) erwärmt werden kann, kann die Temperatur des Fluids, das zur Bereitstellung von Wärme zur Erfüllung des Kundenbedarfs verwendet wird, in der Größenordnung von 90° bis 100°C liegen. Es ist zwar in1 nicht speziell dargestellt, jedoch kann die Fluidströmung, die den Wärmetauschern32 und36 hoher Qualität zugeordnet ist, unter Verwendung einer programmierten Steuerung sowie von geeigneten Ventilen selektiv gesteuert werden, die sich dem Fachmann bei Lektüre der vorliegenden Beschreibung erschließen. - In
1 besitzt jede der Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheiten ein spezielles, zugeordnetes Kühlmodul. Das Beispiel der2 beinhaltet eine zentralisierte Kühlanordnung70 für den Hilfs-Kühlkreis50 . Bei diesem Beispiel steuert ein Temperatursensor72 das Umgehungsventil66 zum selektiven Führen von Kühlfluid von dem dritten Bereich60 durch einen oder mehrere Wärmetauscher74 ,76 , bevor dieses Kühlmittel zu den Abgaseinrichtungen30 ,34 der Brennstoffzellen-Kraftanlageneinheiten zurückgeführt wird.2 veranschaulicht auch einen Kühlsystem-Vorrat78 , bei dem es sich um einen Vorratsbehälter für Glykol oder ein anderes Kühlfluid handeln kann. - Die zentralisierte Kühlanordnung
70 oder die speziell zugeordneten Kühlmodule62A ,62B schaffen einen Weg zum Abführen von Wärme unter Umständen, unter denen die Wärmepumpe40 nicht arbeitet oder ansonsten keine Wärme aus dem in dem Kreislauf50 strömenden Kühlmittel absorbiert wird Ein weiteres Merkmal der exemplarischen Ausführungsform der2 besteht darin, dass sie eine Umgehung80 sowie ein Umgehungsventil82 veranschaulicht, das in selektiver Weise dazu genutzt werden kann, Fluid von dem Kondensator44 von den Wärmetauschern32 ,36 hoher Qualität weg zu leiten. - Die Nutzung von Wärme aus der Abgaseinrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise sorgt für eine gesteigerte Wärmepumpeneffizienz, da eine geringere Leistungsaufnahme erforderlich ist, um die erwünschten Temperaturen von der Wärmepumpe
40 zu erzielen. Zusätzlich kann dadurch, dass kein zwischengeordneter Wärmetauscher von geringer Qualität verwendet wird, der der Brennstoffzellen-Stapelanordnung zugeordnet ist, eine höhere Eingangstemperatur an dem Verdampfer der Wärmepumpe erzielt werden. Wenn ferner der Abgaseinrichtung eine Reformer-Abgaseinrichtung zugeordnet ist, wird eine Zufuhr zu dem Verdampfer mit einer noch höheren Temperatur möglich. - Die vorstehende Beschreibung dient der Erläuterung und ist nicht einschränkend zu verstehen. Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass gewisse Modifikationen im Umfang der vorliegenden Offenbarung möglich sind. Aus diesem Grund wird zur Bestimmung des wahren Umfangs und Gehalts der vorliegenden Offenbarung auf die nachfolgenden Ansprüche verwiesen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- US 6370903 [0002]
- US 8445155 [0002]
Claims (11)
- System (
20 ), das Folgendes aufweist: mindestens eine Brennstoffzelle (26 ,28 ), die zum Erzeugen von elektrischem Strom auf der Basis einer elektrochemischen Reaktion ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Brennstoffzelle (26 ,28 ) eine Abgaseinrichtung (30 ,34 ) aufweist; eine Wärmepumpe (40 ) mit einem Verdampfer (48 ), einem Kondensator (44 ), einem Kompressor (42 ) und einem Expansionsventil (46 ); und einen Kühlkreis (50 ), der extern von der mindestens einen Brennstoffzelle (26 ,28 ) vorgesehen ist, wobei der Kühlkreis (50 ) einen ersten Bereich (52A ,52B ) aufweist, der der Abgaseinrichtung (30 ,34 ) zugeordnet ist, so dass Wärme von der Abgaseinrichtung (30 ,34 ) eine Temperatur von Kühlfluid in dem ersten Bereich (52A ,52B ) erhöht, wobei der Kühlkreis (50 ) stromabwärts von dem ersten Bereich (52A ,52B ) einen zweiten Bereich (58 ) aufweist, der dem Verdampfer (48 ) zugeordnet ist, so dass Wärme von dem Kühlfluid in dem zweiten Bereich (58 ) eine Temperatur des Verdampfers (48 ) erhöht. - System (
20 ) nach Anspruch 1, mit einem Umgehungsventil (64 ), das mit dem zweiten Bereich (58 ) gekoppelt ist, wobei das Umgehungsventil (64 ) selektiv betätigt wird, um Kühlfluid in dem zweiten Bereich (58 ) zum selektiven Steuern des Wärmetransfers von dem zweiten Bereich (58 ) zu dem Verdampfer (48 ) zu führen. - System (
20 ) nach Anspruch 1 oder 2, mit einem der Abgaseinrichtung (30 ,34 ) zugeordneten Abgaskondensator, wobei der erste Bereich (52A ,52B ) des Kühlkreises (50 ) derart angeordnet ist, dass Wärme von dem Abgaskondensator eine Temperatur des Kühlfluids in dem ersten Bereich (52A ,52B ) erhöht. - System (
20 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das einen der mindestens einen Brennstoffzelle (26 ,28 ) zugeordneten Wärmetauscher (32 ,36 ) von hoher Qualität sowie ein Wärmeabgabenetz aufweist, um erwärmtes Fluid zumindest teilweise durch den Wärmetauscher (32 ,36 ) von hoher Qualität hindurch zu leiten. - System (
20 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Brennstoffzelle (26 ,28 ) eine Mehrzahl von Brennstoffzellen-Stapelanordnungen mit jeweils einer Abgaseinrichtung (30 ,34 ) aufweist; wobei der Kühlkreis (50 ) jeweilige erste Bereiche (52A ,52B ) aufweist, die den jeweiligen Abgaseinrichtungen (30 ,34 ) zugeordnet sind; und wobei jeder der ersten Bereiche (52A ,52B ) Kühlfluid in den zweiten Bereich (58 ) liefert. - System (
20 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kühlkreis (50 ) einen dritten Bereich (60 ) aufweist, der Kühlfluid von dem zweiten Bereich (58 ) in Richtung auf die Abgaseinrichtung (30 ,34 ) befördert; und wobei der Kühlkreis (50 ) mindestens ein Wärmeabführelement (62A ,62B ) beinhaltet, das zum Vermindern einer Kühlfluid-Temperatur in dem dritten Bereich (60 ) angeordnet ist. - System (
20 ) nach Anspruch 6, wobei eine Kühlfluid-Temperatur in dem ersten Bereich (52A ,52B ) zwischen 40° und 60°C liegt; wobei eine Kühlfluid-Temperatur in dem zweiten Bereich (58 ) stromaufwärts von dem Verdampfer (48 ) in etwa gleich der Temperatur des Kühlfluids in dem ersten Bereich (52A ,52B ) ist; und eine Kühlfluid-Temperatur in dem zweiten Bereich (58 ) stromabwärts von dem Verdampfer zwischen 20° und 30°C liegt. - Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Erzeugen von elektrischem Strom aus einer elektrochemischen Reaktion in mindestens einer Brennstoffzelle (
26 ,28 ), wobei die mindestens eine Brennstoffzelle (26 ,28 ) eine Abgaseinrichtung (30 ,34 ) aufweist; Absorbieren von Wärme von der Abgaseinrichtung (30 ,34 ) zum Erhöhen einer Temperatur eines Kühlfluids; Leiten zumindest eines Teils des Kühlfluids zu einem Verdampfer (48 ) einer Wärmepumpe (40 ), die den Verdampfer (48 ), einen Kondensator (44 ), einen Kompressor (42 ) und ein Expansionsventil (46 ) beinhaltet; und Erhöhen einer Temperatur des Verdampfers (48 ) der Wärmepumpe (40 ) unter Verwendung des Kühlfluids. - Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Umgehungsventil (
64 ) gesteuert wird, um in selektiver Weise zu steuern, ob das Kühlfluid die Temperatur des Verdampfers (48 ) erhöht. - Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der mindestens einen Brennstoffzelle (
26 ,28 ) ein Wärmetauscher (32 ,36 ) von hoher Qualität zugeordnet ist; und wobei das Verfahren das Leiten von erwärmtem Fluid von dem Kondensator (44 ) der Wärmepumpe (40 ) zumindest teilweise durch den Wärmetauscher (32 ,36 ) von hoher Qualität beinhaltet. - Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei eine Temperatur des zwischen der Abgaseinrichtung (
30 ,34 ) und dem Verdampfer (48 ) strömenden Kühlfluids zwischen 40° und 60°C liegt; und wobei eine Temperatur des zwischen dem Verdampfer (48 ) und der Abgaseinrichtung (30 ,34 ) strömenden Kühlfluids zwischen 20° und 30°C liegt.
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