DE202007017391U1 - Plant for the production of fuel gases by electrolysis of water and aqueous solutions, without provision (storage), including gas burners for heating systems, control and accessories - Google Patents

Plant for the production of fuel gases by electrolysis of water and aqueous solutions, without provision (storage), including gas burners for heating systems, control and accessories Download PDF

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Abstract

Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus der Elektrolyse-Anlage mit Anode, Katode, Diaphragma (Trennwand, Entlüfter, Manometern, Wasserstandsensor, Wasseranschluss und Brenngasanschluss; der Zentralregelung und dem Brenner für Wasserstoff besteht.investment for the production of fuel gases, characterized in that these from the electrolysis plant with anode, cathode, diaphragm (partition wall, deaerator, pressure gauges, Water level sensor, water connection and fuel gas connection; the central regulation and the burner for Hydrogen exists.

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Description

Herkömmliche Heizsysteme werden mit Heizöl, Erdgas bzw. Flüssiggas betrieben. Diese fossilen Brennstoffe sind nicht regenerativ und somit in absehbarer Zeit verbraucht. Weiterhin sind diese Brennstoffe sehr teuer und werden auch in Zukunft weiter im Preis steigen. Sie werden einerseits durch ein aufwendiges unterirdisches Rohrnetz oder mittels Tanklastzug, aus großen Vorratstanklagern der Hersteller, dem Endverbraucher zur Verfügung gestellt. Schon dies birgt eine große Menge an Gefahren in sich. Bei Heizöl ist beim Endverbraucher ein aufwendig aufbereiteter Aufstellungsraum für die Tankanlage erforderlich und innerhalb eines Trinkwasserschutzgebietes oder eines Hochwassergefährdungsgebietes ist eine Aufstellung von Heizöltanks nicht bzw. nur mit enormen Auflagen möglich. Bei der Bevorratung von Flüssiggas ist ein Spezialtank, der im Freien, auf einer besonderen Grundplatte aufgestellt werden muss erforderlich. Bei der Versorgung mit Erdgas ist der Endverbraucher immer von einem Versorgungsunternehmen und dessen Preispolitik abhängig.conventional Heating systems are fueled with heating oil, Natural gas or LPG operated. These fossil fuels are non-renewable and thus consumed in the foreseeable future. Furthermore, these are fuels very expensive and will continue to rise in price in the future. she on the one hand through a complex underground pipe network or by road tanker, from large storage tanks of the manufacturer, available to the end user posed. This already contains a large amount of dangers in itself. For fuel oil is at the end user an elaborately prepared installation space for the Tank system required and within a drinking water protection area or a flood hazard area is a list of fuel oil tanks not possible or only with enormous requirements. When stocking of liquefied gas is a special tank that is outdoors, on a special base plate must be set up. In the supply of natural gas the end user is always from a utility company and its pricing policy dependent.

Der größte Nachteil der fossilen Brennstoffe liegt in der Entstehung von CO2 bei ihrer Verbrennung und dies ist bekanntlich ein Hauptbestandteil der Luftverunreinigung sowie der Klimaerwärmung.Of the biggest disadvantage of fossil fuels lies in the formation of CO2 at theirs Combustion and this is known to be a major component of air pollution as well as global warming.

Der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein kostengünstig herstellbares und mit geringem Aufwand montierbares Brenngas-Erzeugungssystem zu schaffen, welches eine effiziente Brenngasversorgung gewährleistet und den CO2-Ausstoß vermeidet, sowie den Energieverbrauch senkt.Of the in the protection claim specified invention is based on the problem an inexpensive to produce and to provide a low-cost mountable fuel gas production system which Ensures efficient fuel gas supply and avoids CO2 emissions, and reduces energy consumption.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden.The Invention will be explained in more detail below by way of example.

Blatt 1 der Zeichnungen:Sheet 1 of the drawings:

Hier ist die Elektrolyse-Anlage zur Herstellung von Brenngas zu Heizzwecken im Schnitt dargestellt.Here is the electrolysis plant for the production of fuel gas for heating purposes shown in section.

Die Anlage wird über den Wasseranschluss (1) gefüllt, der konstante Wasserstand wird mittels des Füllstandsensors (2) überwacht. Um die Anlage weitestgehend drucklos zu halten, ist ein Entlüfter (3) eingebaut. Die genauen Druckverhältnisse sind an den Manometern (4) ersichtlich. Die Anode (6) und die Kathode (7) können zu Wartungszwecken oder zur Erneuerung aus dem Behälter genommen werden. Der zu Heizzwecken erzeugte Wasserstoff wird über den Brenngas-Ausgang (5) dem Brenner am Heizkessel zugeführt.The system is connected via the water connection ( 1 ), the constant water level is measured by means of the level sensor ( 2 ) supervised. To keep the system largely depressurized, a breather ( 3 ) built-in. The exact pressure conditions are on the manometers ( 4 ) can be seen. The anode ( 6 ) and the cathode ( 7 ) can be removed from the container for maintenance or renewal purposes. The hydrogen generated for heating purposes is via the fuel gas outlet ( 5 ) fed to the burner on the boiler.

Blatt 2 der Zeichnungen:Sheet 2 of the drawings:

Diese Zeichnung zeigt die Gesamtanlage bestehend aus Elektrolyseanlage (1), Heizkessel (2), Brenner (BRE), Regelung (ZR, HKR) und Leitung.This drawing shows the complete system consisting of electrolysis system ( 1 ), Boilers ( 2 ), Burner (BRE), control (ZR, HKR) and line.

Zur Aufstellung der Anlage sind an bestehenden Heizungsanlagen nur geringfügige Arbeiten auszuführen.to Installation of the system are only minor work on existing heating systems perform.

Hierbei wird die Elektrolyseanlage (1) in unmittelbarer Nähe des Heizkessels (2) aufgestellt und mit einer Wasserzufuhr verbunden. Der Brenngas-Ausgang wird mit dem neuen Gasbrenner für Wasserstoff verbunden. Über eine zu installierende Zentralregelung (ZR) wird die Regelung des Heizkessels (HKR), die Stromzufuhr für Anode und Kathode, der Füllstandsensor und das motorische Ventil am Wasseranschluss angesteuert und geregelt, so dass die Anlage nach der Programmierung vollautomatisch läuft. Die Stromzufuhr (3) für die Zentralregelung kann aus dem normalen Energienetz, aber auch von Photovoltaikanlagen und anderen Stromversorgern erfolgen.In this case, the electrolysis plant ( 1 ) in the immediate vicinity of the boiler ( 2 ) and connected to a water supply. The fuel gas outlet is connected to the new gas burner for hydrogen. A central control (CC) to be installed controls and controls the control of the boiler (HCR), the anode and cathode power supply, the level sensor and the motorized valve on the water connection so that the system runs fully automatically after programming. The power supply ( 3 ) for the central regulation can be made from the normal energy network, but also from photovoltaic systems and other electricity suppliers.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die in den Schutzansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features specified in the protection claims.

Dieses neue Heizsystem wird mit Wasserstoff betrieben. Wasserstoff hat eine sehr hohe nutzbare Energie und kann so in geringen Mengen die fossilen Brennstoffe ersetzen. Durch sein häufiges Vorkommen ist Wasserstoff immer und immer wieder erzeugbar und somit unerschöpflich.This new heating system is powered by hydrogen. Has hydrogen a very high usable energy and can thus in small quantities the fossil ones Replace fuels. Due to its frequent occurrence is hydrogen over and over again producible and thus inexhaustible.

In dieser Anlage soll der Wasserstoff aus Wasser gewonnen werden, hierzu ist es nicht erforderlich wertvolles Trinkwasser zu verwenden. Man kann in dieser Anlage auch Regenwasser oder Grauwasser verwenden, hierzu sind keine aufwendigen Lagerstätten oder unterirdische Rohrnetze notwendig. Der Nutzer ist unabhängig von Energieversorgern und deren hohen Preise. Auch die notwendige elektrische Energie kann mittels einer Photovoltaikanlage, ohne einen Energieversorger, selbst erzeugt werden. Man kann aber auch das Angebot der Stromversorger nutzen und den erzeugten Strom in das Netz einspeisen, somit die Anschaffung der Photovoltaikanlage auf diesem Weg teilweise refinanzieren. Dadurch entstehen dem Nutzer lediglich die Anschaffungskosten für die Elektrolyseanlage und der Regenwasser- bzw. Grauwasseranlage, rechnet man diese mit der Nutzungsdauer auf entstehen dem Anwender um ein vielfaches weniger Kosten im Jahr als mit der Nutzung fossiler Brennstoffe. Der Umbau bestehender Heizungsanlagen ist mit einem geringen Aufwand an Schmutz und Zeit erledigt. Mit dem zu schützenden Bausatz lassen sich Öl-, Erdgas- und Flüssiggasanlagen in gleicher Weise umrüsten. Der wichtigste und wertvollste Vorteil besteht aber in der CO2-freien Verbrennung des Wasserstoffs, dadurch ist diese Nutzung vollkommen unschädlich für Menschen, Tiere, die gesamte Umwelt und die Atmosphäre, der Klimawandel könnte so stark verringert und eingedämmt werden.In this plant, the hydrogen is to be obtained from water, it is not necessary to use valuable drinking water. You can also use rainwater or gray water in this system, this no elaborate deposits or underground pipe networks are necessary. The user is independent of energy providers and their high prices. The necessary electrical energy can also be generated by means of a photovoltaic system without an energy supplier. But you can also use the offer of the electricity supplier and feed the electricity generated in the network, thus partially refinance the purchase of the photovoltaic system in this way. This results in the user only the cost of the electrolysis plant and the rainwater or greywater system, if one calculates these with the useful life on the user to many times less cost a year than with the use of fossil fuels. The conversion of existing heating systems is done with a small amount of dirt and time. With the kit to be protected, oil, natural gas and LPG plants can be converted in the same way. Of the However, the most important and most valuable advantage is the CO2-free combustion of hydrogen, which means that this use is completely harmless to humans, animals, the entire environment and the atmosphere, and climate change could thus be greatly reduced and contained.

zur Zeichnung Gesamtanlage mit Elektrolyse-Anlage, Heizkessel, Brenner, Regelung und Leitungento drawing complete plant with electrolysis plant, Boiler, burner, control and cables

11
Elektrolyse-AnlageElectrolysis plant
22
Heizkesselboiler
33
Elektrische Zuleitungelectrical supply
ZRZR
ZentralregelungCentral control
HKRHKR
HeizkreisregelungHeating circuit
BREBRE
Brennerburner

Claims (13)

Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus der Elektrolyse-Anlage mit Anode, Katode, Diaphragma (Trennwand, Entlüfter, Manometern, Wasserstandsensor, Wasseranschluss und Brenngasanschluss; der Zentralregelung und dem Brenner für Wasserstoff besteht.Plant for the production of fuel gases, characterized in that it consists of the electrolysis plant with anode, cathode, diaphragm (partition wall, deaerator, pressure gauges, water level sensor, water connection and fuel gas connection, the central control and the burner for hydrogen. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse-Anlage auf dem Fußboden aufgestellt wird, die Zentralregelung an der Wand befestigt wird und der Brenner für Wasserstoff in den Heizkessel eingesetzt wird.Plant for the production of fuel gases, characterized that the electrolysis plant is set up on the floor that Central control is attached to the wall and the burner for hydrogen is inserted into the boiler. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Elektrolyse-Anlage, je nach Verbrauch des Brenners variieren kann und so auch die Anzahl der Anoden, Kathoden und Diaphragmen.Plant for the production of fuel gases, characterized that the size of the electrolysis plant, may vary depending on the consumption of the burner and so the number the anodes, cathodes and diaphragms. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Diaphragmen die Vermischung des kathodisch entstehenden Wasserstoffes mit dem anodisch entstehenden Sauerstoffes verhindern.Plant for the production of fuel gases, characterized that the diaphragms the mixing of cathodic Prevent hydrogen with the anodic oxygen. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass das Manometer die Druckverhältnisse in der Anlage zeigen und überwachen.Plant for the production of fuel gases, characterized that the pressure gauge the pressure conditions show and monitor in the plant. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasseranschluss mit Rückflussverhinderer und motorisch gesteuertem Ventil ausgerüstet ist.Plant for the production of fuel gases, characterized that the water connection with non-return valve and motorized valve. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Sensor den Wasserstand in der Elektrolyse-Anlage überwacht und immer konstant hält.Plant for the production of fuel gases, characterized that a sensor monitors the water level in the electrolysis plant and always keeps constant. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse-Anlage aus Kunststoff besteht und einen Mantel aus lackiertem Stahlblech hat.Plant for the production of fuel gases, characterized that the electrolysis plant consists of plastic and a jacket made of painted sheet steel. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralregelung die gesamten Abläufe in der Elektrolyse-Anlage und mit ihr im Zusammenhang stehender Teile (Heizkreisregelung, Brenner, Wasserzufuhr und Wasserkontrolle) und Prozesse (Beginn der Elektrolyse, Brennerbetrieb, Ende der Elektrolyse) überwacht, steuert und regelt.Plant for the production of fuel gases, characterized that the central control the whole processes in the electrolysis plant and related parts (heating circuit control, Burner, water supply and water control) and processes (start electrolysis, burner operation, end of electrolysis), controls and regulates. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralregelung mit elektronischen Bauteilen ausgestattet ist und ihr Gehäuse aus Kunststoff besteht.Plant for the production of fuel gases, characterized that the central control equipped with electronic components is and her case made of plastic. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass ein für den Betrieb mit Wasserstoff ausgelegter Brenner zum Einsatz kommt.Plant for the production of fuel gases, characterized that one for the operation with hydrogen designed burner is used. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Komponenten mit Elektrokabel bzw. Steuerkabeln miteinander verbunden sind, die Elektrolyse-Anlage am Brenngasausgang und der Brenner mit einem für Brenngase zugelassenen Verbundrohr miteinander verbunden sind.Plant for the production of fuel gases, characterized that the electronic components with electrical cables or control cables connected to each other, the electrolysis plant at the fuel gas outlet and the burner with one for fuel gases approved composite pipe are interconnected. Anlage zur Herstellung von Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasseranschluss aus handelsüblichen für die Wasserinstallation zugelassenen Materialien besteht.Plant for the production of fuel gases, characterized that the water connection of commercially approved for the water installation Materials exists.
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DE102009004831A1 (en) 2009-01-13 2010-07-15 Schröder, Jörg Hermann Oven comprises an electrolysis unit, a processing agent circuit and self-regulator, where a gas pressure area forms itself in the electrolysis unit and the gas pressure displaceably acts on the level of the processing agent
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