DE19947879B4 - Heating arrangement with a burner-heated heater - Google Patents

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Abstract

Heizanordnung mit einem brennerbeheizten Heizgerät (3), mindestens einer Brennstoffzelle (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 Unterdruckkammer (1) angeordnet sind, die mit einem Zulufteinlass (22) und einer vom Wärmetauscher (4) wegführenden Abluftführung (23) versehen ist, wobei Abgasleitungen (11) der Brennstoffzelle(n) (2, 7) mit dem Wärmetauscher (4) in Verbindung stehen.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 fuel cell (s) (2 , 7) are arranged together with the heat exchanger (4) in a vacuum chamber (1), which is provided with an air inlet (22) and an exhaust air duct (23) leading away from the heat exchanger (4), wherein exhaust gas lines (11) of the fuel cell (n ) (2, 7) communicate with the heat exchanger (4).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heating arrangement according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Heizanordnungen werden die Abgase der Brennstoffzellen direkt in einen Kamin eingeleitet, wobei deren Wärmeinhalt verloren geht. Außerdem erfordern Brennstoffzellen eine relativ aufwendige Verrohrung, die kaum in ästhetisch ansprechender Form verlegt werden kann.In such heating arrangements, the exhaust gases of the fuel cells are introduced directly into a chimney, wherein the heat content is lost. In addition, fuel cells require a relatively expensive piping, which can hardly be laid in aesthetically pleasing shape.

Aus EP 0818 840 A1 ist eine Heizungsanordnung bekannt, bei der die Abgase einer Brennstoffanlage und eines Zusatzbrenners energetisch in einem Wärmetauscher zu Heizungszwecken genutzt werden.Out EP 0818 840 A1 a heating arrangement is known in which the exhaust gases of a fuel system and an auxiliary burner are energetically used in a heat exchanger for heating purposes.

DE 3716297 A1 beschreibt eine Nutzung von Brennstoffzellenabgase in einem Heizungskessel. DE 3716297 A1 describes a use of fuel cell exhaust gases in a boiler.

Diesen bekannten Anlagen ist gemein, dass weder Abstrahlverluste aufgefangen werden, noch austretende Gase vor dem Entweichen in die Umgebung gehindert werden können.These known systems have in common that neither Abstrahlverluste be caught, nor leaking gases can be prevented from escaping into the environment.

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.The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a heating arrangement of the type mentioned, which is characterized by a very extensive exploitation of the primary energy used.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Heizanordnung durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention this is achieved in a heating arrangement by the features of claim 1.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es auf einfache Weise möglich, den Wärmeinhalt der Abgase der Brennstoffzellen zu nutzen und der Heizanordnung zuzuführen. Außerdem ermöglicht die Unterbringung der Brennstoffzellen in einer Unterdruckkammer auch eine Führung der Verrohrung zu einem großen Teil im Inneren derselben.The proposed measures, it is easily possible to use the heat content of the exhaust gases of the fuel cell and supply the heating arrangement. In addition, the housing of the fuel cells in a vacuum chamber also allows a guidance of the piping to a large extent in the interior thereof.

Die Maßnahmen des Anspruches 2 ermöglichen auch die Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Abgase des brennerbeheizten Heizgerätes, wodurch sich die Ausnutzung der eingesetzten Primärenergie verbessert.The measures of claim 2 also allow the utilization of the heat content of the exhaust gases of the burner-heated heater, which improves the utilization of the primary energy used.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird ein in konstruktiver Hinsicht einfacher Aufbau ermöglicht.Due to the features of claim 3 a structurally simple construction is possible.

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.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.

Die Merkmale des Anspruches 5 verringern die nötigen Rohrleitungen und sichern überdies, verglichen mit einer separaten Montage, eine Reduzierung der Schallabstrahlung.The features of claim 5 reduce the necessary piping and also ensure, compared to a separate assembly, a reduction of the sound radiation.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die 1 und 2 schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Heizanordnung.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. The show 1 and 2 schematically two different embodiments of a heating arrangement according to the invention.

Bei der Ausführungsform nach der 1 sind in einer dichten Unterdruckkammer 1 eine, zwei oder mehr Brennstoffzellen 2, 7 untergebracht, die modular aufgebaut sind und unterschiedliche Leistungen aufweisen können.In the embodiment of the 1 are in a tight vacuum chamber 1 one, two or more fuel cells 2 . 7 housed, which are modular and can have different benefits.

Diese sind über eine Gasleitung 9 und eine Gasaufbereitung 5 mit wasserstoffhaltigem Gas versorgt und liefern über eine Leitung 10 Strom an einen Verbraucher.These are via a gas line 9 and a gas treatment 5 supplied with hydrogen-containing gas and deliver via a pipe 10 Electricity to a consumer.

Die Abgasleitungen 11 der Brennstoffzellen 2 bzw. 7 münden in eine Brennstoffzellen-Abgasleitung 12, die in einen Wärmetauscher-Abgasanschluss 13 eines Wärmetauschers 4 mündet.The exhaust pipes 11 the fuel cells 2 respectively. 7 lead into a fuel cell exhaust pipe 12 placed in a heat exchanger exhaust port 13 a heat exchanger 4 empties.

Bei diesem Wärmetauscher 4, der in der Unterdruckkammer 1 angeordnet ist, werden die Abgase 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 Primär-Wärmetauscher versehen ist. Dabei ist der Primär-Wärmetauscher über eine Heizungs-Vorlaufleitung 16 mit der Heizungsanlage verbunden.In this heat exchanger 4 in the vacuum chamber 1 is arranged, the exhaust gases of the fuel cell 7 over the primary branch of the heat exchanger 4 led, wherein a secondary circuit of the heat exchanger 4 from a heating return line 6 is formed, wherein the secondary circuit further a connection line 15 connected, which is the return of the heater 6 to a burner-heated heater 3 leads, which is provided with a primary heat exchanger. Here, the primary heat exchanger via a heating supply line 16 connected to the heating system.

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 versorgen. Dabei ist weiters eine Zweigleitung 17 vom Wärmetauscher 4 zur Wasserleitung 14 vorgesehen, 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.Furthermore, there is a water pipe 14 provided to the gas treatment 5 is connected to supply them with the required for the production of hydrogen-rich gas water. It is also a branch line 17 from the heat exchanger 4 to the water pipe 14 provided, which serves for the discharge of condensate, with a backstop in the water pipe 14 is arranged. From the gas line 9 further branches a branch line 19 to the burner-heated heater 3 in which the hot water is heated.

Das brennerbeheizte Heizgerät 3 ist über eine Zuluft-Abluftleitung 18 mit der Unterdruckkammer 1 verbunden, wobei zur Steuerung der Zuluft zum Heizgerät Drosselklappen 8 an der Innenseite der Unterdruckkammer 1 angeordnet sind.The burner-heated heater 3 is via a supply air exhaust duct 18 with the vacuum chamber 1 connected, wherein for controlling the supply air to the heater throttle 8th on the inside of the vacuum chamber 1 are arranged.

Bei dieser Ausführungsform werden auch die Abgase des Heizgerätes 3 über den Wärmetauscher 4 in der Unterdruckkammer 1 geführt und dadurch deren Wärmeinhalt dem Rücklauf der Heizungsanlage zugeführt.In this embodiment, the exhaust gases of the heater 3 over the heat exchanger 4 in the vacuum chamber 1 guided and their heat content supplied to the return of the heating system.

Zur Aufrechterhaltung der Luftströmung in der Unterdruckkammer 1 ist ein Gebläse 20 vorgesehen, 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 Zulufteinlass 22 in die Unterdruckkammer 1 einströmen kann.To maintain the flow of air in the vacuum chamber 1 is a fan 20 provided, on the one hand for the enforcement of the exhaust gas flow through the heat exchanger 4 while providing a bypass 21 ensures the intake of fresh air through an air intake 22 in the vacuum chamber 1 can flow in.

Die Abgase der Brennstoffzellen 2, 7 werden vom Gebläse 20 über einen Abluftauslass 23 abgeführt.The exhaust gases of fuel cells 2 . 7 be from the blower 20 via an exhaust outlet 23 dissipated.

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 Abgasen der Brennstoffzellen 2, 7 enthalten ist.In operation, the fuel cells 2 . 7 supplied with treated hydrogen-rich gas and provide electrical power. It also generates heat, which is essentially in the exhaust gases of the fuel cell 2 . 7 is included.

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 Heizungsanlage im brennerbeheizten Heizgerät 3 auf die erforderliche Temperatur gebracht.These exhaust gases flow together with the exhaust gases of the burner-heated heater 3 over the heat exchanger 4 , over which the return of the heating system is guided and preheats this. If the heating in the heat exchanger 4 is not sufficient, then the return of the heating system in burner-heated heater 3 brought to the required temperature.

Bei der Ausführungsform nach der 2 ist das brennerbeheizte Heizgerät, z. B. ein Kessel, von der Unterdruckkammer 1 entfernt aufgestellt.In the embodiment of the 2 is the burner heated heater, z. As a boiler, from the vacuum chamber 1 remotely situated.

Dabei ist eine Öffnung 24 der Unterdruckkammer 1, die zur Aufnahme der Zuluft-Abluftleitung 18 dient, mit einem Stopfen 25 verschlossen.There is an opening 24 the vacuum chamber 1 for receiving the supply air exhaust duct 18 serves, with a stopper 25 locked.

Der übrige Aufbau und die übrige Funktion sind gleich wie bei der Ausführungsform nach der 1, mit Ausnahme der Führung der Abgase des Heizgerätes 3 über den Wärmetauscher 4.The remaining structure and the remaining function are the same as in the embodiment of the 1 , except for the control of the exhaust gases of the heater 3 over the heat exchanger 4 ,

Claims (5)

Heizanordnung mit einem brennerbeheizten Heizgerät (3), mindestens einer Brennstoffzelle (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 Unterdruckkammer (1) angeordnet sind, die mit einem Zulufteinlass (22) und einer vom Wärmetauscher (4) wegführenden Abluftführung (23) versehen ist, wobei Abgasleitungen (11) der Brennstoffzelle(n) (2, 7) mit dem Wärmetauscher (4) in Verbindung stehen.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 fuel cell (s) ( 2 . 7 ) together with the heat exchanger ( 4 ) in a vacuum chamber ( 1 ) are arranged with an air intake ( 22 ) and one from the heat exchanger ( 4 ) leading away exhaust duct ( 23 ), wherein exhaust pipes ( 11 ) of the fuel cell (s) ( 2 . 7 ) with the heat exchanger ( 4 ) keep in touch. Heizanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das brennerbeheizte Heizgerät (3) über eine Zuluft-Abluftleitung (18) mit der Unterdruckkammer (1), bzw. dem Wärmetauscher (4) in Verbindung steht.Heating arrangement according to claim 1, characterized in that the burner-heated heater ( 3 ) via a supply air exhaust duct ( 18 ) with the vacuum chamber ( 1 ), or the heat exchanger ( 4 ). Heizanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellen (2, 7) modular aufgebaut sind und die Abgasleitungen (11) der Brennstoffzellen (2, 7) in einen gemeinsamen Wärmetauscher-Abgasanschluss (13) münden.Heating arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel cells ( 2 . 7 ) are modular and the exhaust pipes ( 11 ) of the fuel cells ( 2 . 7 ) in a common heat exchanger exhaust port ( 13 ). Heizanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücklaufleitung (6) der Heizungsanlage über den Wärmetauscher (4) geführt ist, bevor sie in den Rücklauf des brennerbeheizten und mit einem Primär-Wärmetauscher versehenen Heizgerätes (3) mündet.Heating arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that a return line ( 6 ) of the heating system via the heat exchanger ( 4 ), before entering the return of the burner-heated heater provided with a primary heat exchanger ( 3 ) opens. Heizanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abluft-Lüfter (20) in der Unterdruckkammer (1) angeordnet ist.Heating arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that an exhaust fan ( 20 ) in the vacuum chamber ( 1 ) is arranged.
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