DE202019002259U1 - Electric full heating with fuel cell and electric heat generation and heat distribution - Google Patents
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Abstract
Einsatz von Brennstoffzellen als elektrische Vollheizung dadurch gekennzeichnet,
dass
diese mit einem elektrisch betriebenen Niedertemperatur-Flächenheizsystem kombiniert wird, das sind
1 elektrisch betriebene Wandheizung
2 elektrisch betriebene Deckenheizung
3 elektrisch betriebene Wärmeleiste
4 elektrisch betriebenem HeizelementUse of fuel cells characterized as electric full heating characterized
that
this is combined with an electrically operated low temperature surface heating system, that is
1 electrically operated wall heating
2 electrically operated ceiling heating
3 electrically operated heat bar
4 electrically operated heating element
Description
Brennstoffzelle mit hohem elektrischen Wirkungsgrad und den Komponenten für die Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung: Entweder einer Wärmewand und/oder, Wärmedecke und/oder, Wärmeleiste und/oder WärmeelementFuel cell with high electrical efficiency and the components for heat generation and heat distribution: either a thermal wall and / or, thermal blanket and / or, heat bar and / or heat element
1.1 Die Erfindung dient dem flächendeckenden Einsatz von Brennstoffzellen zur elektrischen Beheizung von Wohn- Schulungs-Büro und Gewerberäumen.1.1 The invention serves the nationwide use of fuel cells for electrical heating of residential training office and commercial premises.
1.2. In Kombination mit dem elektrisch betriebenen Niedertemperatur-Flächenheizungssystem für eine gezielte Bauteil- und Hüllflächentemperierung sind zusätzlich Einsparung von Heizenergie möglich. Weiterhin die Speicherung von Wärmeenergie, die Trocknung von Gebäudeteilen, der Eliminierung von Wärmebrücken und die Schaffung von Wärmezonen in Gebäuden.1.2. In combination with the electrically operated low-temperature surface heating system for a targeted component and Hüllflächentemperierung additional savings of heating energy are possible. Furthermore, the storage of heat energy, the drying of building parts, the elimination of thermal bridges and the creation of heat zones in buildings.
1.3. Durch die Brennstoffzelle in Kombination mit dem elektrisch betriebenen Niedertemperatur-Flächenheizungssystem sind CO2 Einsparungen von 85% erreichbar. Sie stellt eine weitere Möglichkeit zur Elektrifizierung des Wärmemarktes dar.1.3. Thanks to the fuel cell in combination with the electrically operated low-temperature surface heating system, CO2 savings of 85% can be achieved. It represents another possibility for the electrification of the heating market.
Stand der TechnikState of the art
2.1 Der Einsatz von Brennstoffzellen ist bisher im Rahmen von Gebäudeheizungen als alleiniges Heizungsmodul zum Betrieb einer elektrischen Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung nicht erfolgt. Lediglich im Rahmen einer Beistelllösung zu konventionellen Thermen werden diese zur Produktion von z.B. Haushaltsstrom eingesetzt.2.1 The use of fuel cells has hitherto not taken place within the framework of building heating systems as the sole heating module for the operation of an electrical heat generation and heat distribution. Only in the context of a Beistelllösung to conventional spas are these for the production of e.g. Household electricity used.
2.2 Der Heizwärmetransport erfolgt konventionell überwiegend mit hydraulischen Wärmeverteilungssystemen und letztlich überwiegend durch Konvektoren in den Räumlichkeiten. Elektrisch betriebene Niedertemperatur-Flächenheizungssysteme finden wenig Berücksichtigung, wie auch eine gezielte Bauteil- und Hüllflächentemperierung in der klassischen Heizungsauslegung nicht umgesetzt wird.2.2 Conventional heat transport is predominantly carried out with hydraulic heat distribution systems and, ultimately, predominantly with convectors in the premises. Electrically operated low-temperature surface heating systems are given little consideration, as well as a targeted component and Hüllflächentemperierung is not implemented in the classic heating design.
2.3. Bei der notwendigen Elektrifizierung des Wärmemarktes gibt es zur Wärmepumpe derzeit keine im Markt verbreitete Alternative.2.3. With the necessary electrification of the heating market, there is currently no alternative available in the market for the heat pump.
Aufgabenstellungtask
- • Elektrifizierung des Wärmemarktes• Electrification of the heating market
- • Keine hydraulische Wärmeverteilung, da ineffizient und wartungsintensiv• No hydraulic heat distribution, as inefficient and maintenance intensive
- • Keine Konvektionsheizungen, da bauphysikalisch und gesundheitlich problematisch• No convection heaters, because of building physics and health problems
- • Nutzung der Gasinfrastruktur als Speicher• Use of gas infrastructure as storage
- • Stabilisierung der Strom-Netze• stabilization of electricity grids
Der Energieträger der Zukunft ist regenerativ erzeugter Strom.The energy source of the future is regeneratively generated electricity.
Da sind zum einen Sonnen- und Windenergie sowie Wasserkraft, mit denen Ökostrom produziert werden kann. Zum anderen wird die Brennstoffzelle zum privaten und gewerblich Stromerzeuger der Zukunft werden. Sie kann auch einen Teil der Grundlast im Netz abdecken.There are on the one hand solar and wind energy as well as water power with which green electricity can be produced. On the other hand, the fuel cell will become the private and commercial power generator of the future. It can also cover part of the base load in the network.
Um aufgrund der erheblichen Schwankungsbreite bei den regenerativen Energien eine stabile Netzsicherheit seitens der Energieversorger zu garantieren, stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung.In order to guarantee a stable network security on the part of the energy suppliers due to the considerable fluctuation range with the regenerative energies, there are various possibilities available.
Eines der Schlagworte ist „Power to Gas“. Hierbei wird überschüssiger Ökostrom in Gas und letztlich zu Wasserstoff weiterverarbeitet. Gas und Wasserstoff können gespeichert und somit dem Netz im Bedarfsfall wieder zur Verfügung gestellt werden. Entweder zum Betreiben einer Brennstoffzelle und nach erfolgter Umwandlung erneut in den ursprünglichen Energieträger „Ökostrom“.One of the catchwords is "Power to Gas". Here, excess green electricity is processed into gas and ultimately to hydrogen. Gas and hydrogen can be stored and thus made available to the grid if necessary. Either to operate a fuel cell and after conversion again into the original energy source "green electricity".
An dieser Stelle beginnt nun das Zusammenspiel zwischen der Brennstoffzelle als Stromproduzent und dem Niedertemperatur-Flächenheizsystem auf Basis infraroter Wärmestrahlung.At this point, the interaction between the fuel cell as power producer and the low-temperature surface heating system based on infrared heat radiation begins.
Dieses System ist die zweite Lösung, neben der Wärmepumpe, für die notwendige Elektrifizierung des Wärmemarktes und die priorisierte Lösung des MIXED-Marktes (Gasnetz-Nutzung und Elektrifizierung).This system is the second solution, in addition to the heat pump, for the necessary electrification of the heating market and the prioritized solution of the MIXED market (gas network use and electrification).
Auch ist das System für zukünftige Mieterstrommodelle und Block Chain Nutzung vorbereitet.Also, the system is prepared for future tenant flow models and block chain usage.
Beschreibungdescription
Brennstoffzellefuel cell
Die mit Erdgas oder Bio-Erdgas (Methan) als auch mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle mit einem hohen Gesamtwirkungsgrad produziert kontinuierlich elektrische und zusätzlich thermische Energie. Bei der hochmodernen Strom- und Wärmeerzeugung werden die CO2-Emissionen gegenüber dem Netzstrom beim Erdgasbetrieb um 50 Prozent reduziert. Das Erdgas wird nicht mehr verbrannt sondern durch eine elektrochemische Reaktion in Strom und Wärme umgewandelt. Somit entstehen auch keine giftigen Stickstoff- oder Schwefeldioxyde.The high-efficiency fuel cell powered by natural gas or bio natural gas (methane) as well as hydrogen produces continuous electrical and additional thermal energy. State-of-the-art power and heat generation reduces CO 2 emissions by 50 percent compared to grid electricity in natural gas operations. The natural gas is no longer burned but converted into electricity and heat by an electrochemical reaction. Thus, there are no toxic nitrogen or sulfur dioxide.
Infrarot-Niedertemperatur-FlöchenheizsystemInfrared low-temperature Flöchenheizsystem
Das elektrisch betriebene Niedertemperatur-Flächenheizsystem besteht aus mehreren Komponenten. Diese sind individuell kombinierbar. Zur Verfügung stehen:
- Deckenheizungen, Wandheizungen, Nischenheizungen, Wärmeleisten und Heizelemente.
- Ceiling heaters, wall heaters, niche heaters, heaters and heating elements.
Damit wird der Heizungsbedarf effizient abgedeckt, und auch die Gebäudesubstanz geschützt. Wohnungsschimmel ist bei diesem Heizsystem ausgeschlossen.This effectively covers the heating demand and also protects the building fabric. Housing mold is excluded in this heating system.
Das Niedertemperatur-Flächenheizsystem ist „wartungsfrei“, der mögliche „Do-it-yourself-Anteil“ bei der Montage des Heizsystems ist hoch.The low-temperature surface heating system is "maintenance-free", the possible "do-it-yourself share" in the installation of the heating system is high.
Gasanschlussgas connection
Die Brennstoffzelle wird an das Erdgasnetz angeschlossen oder direkt mit Wasserstoff betriebenThe fuel cell is connected to the natural gas network or operated directly with hydrogen
ElektrikElectrical
In der Zählertafel sind drei Zählerplätze notwendig.In the meter board three meter positions are necessary.
Die Versorgung des Heizsystems ist mit ca. 80 Watt pro m2 anzusetzen.The supply of the heating system is to be set at about 80 watts per m 2 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202019002259.7U DE202019002259U1 (en) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | Electric full heating with fuel cell and electric heat generation and heat distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202019002259.7U DE202019002259U1 (en) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | Electric full heating with fuel cell and electric heat generation and heat distribution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE202019002259U1 true DE202019002259U1 (en) | 2019-06-12 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE202019002259.7U Expired - Lifetime DE202019002259U1 (en) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | Electric full heating with fuel cell and electric heat generation and heat distribution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202019002259U1 (en) |
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2019
- 2019-05-23 DE DE202019002259.7U patent/DE202019002259U1/en not_active Expired - Lifetime
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