EP4466173A1 - Fahrzeug mit brennstoffzellensystem und aufbereitungsvorrichtung zur aufbereitung des prozesswassers - Google Patents

Fahrzeug mit brennstoffzellensystem und aufbereitungsvorrichtung zur aufbereitung des prozesswassers

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Publication number
EP4466173A1
EP4466173A1 EP23718719.0A EP23718719A EP4466173A1 EP 4466173 A1 EP4466173 A1 EP 4466173A1 EP 23718719 A EP23718719 A EP 23718719A EP 4466173 A1 EP4466173 A1 EP 4466173A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
vehicle
fuel cell
water tank
cell system
Prior art date
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Granted
Application number
EP23718719.0A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4466173B1 (de
Inventor
Thomas KÜBECK
Selina Carolin LAUF
De-Niang Maria Peymandar
Christian Schneider
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4466173A1 publication Critical patent/EP4466173A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4466173B1 publication Critical patent/EP4466173B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D35/00—Sanitation
    • B61D35/005—Toilet facilities
    • B61D35/007—Toilet facilities comprising toilet waste receiving, treatment, storage, disposal or removal devices

Definitions

  • the invention relates to a vehicle with at least one water container for supplying water to at least one water consumption device of a sanitary cell or a Gailey of the vehicle, the vehicle comprising at least one fuel cell system with at least one process water outlet, which is connected to the at least one water container by means of at least one Pipe is connected so that process water from the fuel cell system can be fed to the at least one water container via the at least one pipe, the vehicle having at least one treatment device for the biological and / or chemical and / or physical treatment of water
  • Vehicles with drinking water supply systems in particular for supplying passengers with drinking water, for example in the vehicle's sanitary facilities, are known.
  • a vehicle with a drinking water system is known from the disclosure document WO 2018/229937 A1, which has a temperature measuring device for monitoring the drinking water in a drinking water container and a control device, which in turn is connected to a metering device for adding disinfectant, depending on a to supply the detected temperature of the drinking water in the drinking water tank to this disinfectant.
  • the publication DE 10 2004 007 791 Al relates to the supply of condensed water from the exhaust gas of a fuel cell to a service water supply of a vehicle in order to be able to make the storage container for service water smaller.
  • Industrial water is water that cannot be used as drinking water, but is suitable for dishwashing or washing, for example.
  • US 2008/0127411 A1 teaches an exchangeable sanitary cell module with a low-temperature fuel cell system for supplying electrical consumers of the sanitary cell module with electrical energy. Process water from the fuel cell system is condensed using a cooler and fed to a fresh water tank in the sanitary cell module.
  • DE 102 16 709 Al discloses a method for water treatment and distribution of on-board water in vehicles. Exhaust gas from a high-temperature fuel cell system is initially used to drive a turbine. It is then cooled using a heat exchanger and a condenser. After filtering using activated carbon filters, the process water is then collected in a water container. From there it can be taken to humidify the air, fed into a gray water process, for example for flushing a toilet, or, after subsequent salting, fed into a drinking water process.
  • the invention is based on the object of providing a further improved and simplified vehicle.
  • a vehicle according to the invention comprises
  • At least one water container for supplying water to at least one water consumption device of a sanitary cell or a Gailey of the vehicle, - at least one fuel cell system with at least one process water outlet, which is connected to the at least one water container by means of at least one pipeline, so that process water from the fuel cell system can be fed to the at least one water container via the at least one pipeline,
  • the fuel cell system comprises at least one low-temperature fuel cell and is designed to supply the electric drive with energy
  • the at least one processing device being arranged in or on the at least one water container for biological and/or chemical and/or physical treatment of the water located in the at least one water container or wherein the at least one treatment device is arranged downstream of the at least one water container for the biological and/or chemical and/or physical treatment of the water from the water container, in particular to downstream water processes, for example delivery to the Water consumption device, discharged water, so that the water located in the water tank or the water discharged from the water tank is treated by means of the treatment system and wherein the at least one process water outlet is connected to the water tank by means of the at least one pipeline, free from the at least one treatment device, so that the untreated process water of the fuel cell system can be fed directly to the water tank via the pipeline.
  • the vehicle therefore has no process technology systems or devices for the treatment or preparation, in particular for the conversion, cooling or filtration, of the process water of the fuel cell. fabric cell system.
  • the pipeline between the process water outlet and the water tank is therefore uninterrupted by a treatment device.
  • treatment device should include all treatment plants or treatment facilities for the biological and/or chemical and/or physical treatment of water. These include e.g. B. Cleaning, disinfection, sterilization, demineralization or mineralization, softening or hardening, deacidification or acidification.
  • the pipeline is also free of a heat exchanger, cooler, condenser, evaporator filter etc. In addition, the pipeline is also free of a turbine.
  • the treatment of water generally serves to achieve, i.e. H . for production or Restoration or maintenance of a given water quality of the water.
  • This can include compliance with quality requirements for a given drinking water quality, in particular in accordance with regulations such as a drinking water regulation or drinking water directive, in particular less with regard to pollutant contamination and/or biological contamination than with respect to compliance with predetermined limit values for a given drinking water quality.
  • regulations such as a drinking water regulation or drinking water directive
  • the at least one water consumption device is a water dispensing point for drinking water, such as. B. a hand basin in a sanitary cell of the vehicle.
  • the water consumption device can also be, for example, a dishwasher in a Gailey of the vehicle.
  • a drinking water container can be arranged between the water container and the water consumption device for supplying drinking water to at least one drinking water consumption device of a sanitary cell or a Gailey of the vehicle.
  • the vehicle then includes a drinking water tank, which has at least one further pipeline. device connected to the water tank and arranged downstream of the water tank, i.e. fluidly between the water tank and a water dispensing point for drinking water in the vehicle.
  • the at least one processing device can be arranged downstream of the at least one water container or it is even arranged downstream of the drinking water container. In the first case, it is arranged downstream of the at least one water tank and upstream of the drinking water tank. In the second case, it is arranged downstream of both the at least one water container and the drinking water container, being arranged between the drinking water container and the drinking water dispensing point.
  • the advantage of treating the water upstream of the drinking water tank i.e. a processing device in or on the water tank or between the at least one water tank and the drinking water tank, is in particular that drinking water already present in the drinking water tank is not contaminated by untreated process water.
  • This can be distributed to consumers via a drinking water distribution point - also via the drinking water tank. If further treatment of drinking water from the drinking water tank is provided, if necessary, this can take place in the drinking water tank itself or downstream of it.
  • the at least one processing device comprises at least one sterilization device with UV light.
  • UV light disinfection devices are generally known from the prior art. With UV light, all bacteria, vi- deactivates water, algae and fungi without affecting the water quality (pH value, oxygen content). UV light has a strong decomposing effect on microorganisms. The DNA of the microorganisms is changed and they are no longer able to reproduce.
  • the disinfection device with UV light is further developed and arranged downstream of the at least one water container. It can therefore be arranged between the at least one water container and the drinking water container or it can even be arranged downstream of the drinking water container.
  • It can be designed as a pipe companion device in order to irradiate the water flowing through a pipeline between the at least one water container and the water consumption device, for example the drinking water dispensing point, with UV light and thus prepare it. Analogous to continuous heating, one could speak of continuous disinfection.
  • UV disinfection can always be carried out when water is delivered to the water consumption facility, for example the drinking water distribution point, regardless of whether the water is contaminated with bacteria.
  • the at least one processing device comprising at least one disinfection device with UV light is advantageously arranged between the drinking water container and the water consumption device, for example the drinking water dispensing point.
  • the duration and/or intensity of the UV disinfection can be controlled depending on the flow of the water to be disinfected.
  • the vehicle can have a control unit which is designed to control the duration and/or intensity of the irradiation with UV light by the UV light disinfection device depending on the flow of the drinking water to be dispensed.
  • the amount of water released can be predetermined and thus also the duration and/or intensity of the irradiation with UV light by the UV light disinfection device.
  • per actuation of an actuation device to trigger one Fluid extraction delivers a predetermined amount of drinking water.
  • Such a configuration is known, for example, from WO 2013/026622 Al.
  • the at least one processing device can comprise at least one device for cooling or heating the drinking water delivered.
  • the device for cooling or heating the drinking water delivered can also be used as a pipe companion device for continuous cooling or Continuous heating can be designed. It can, for example, have a heat exchanger.
  • the amount of heat released or increasing and thus the cooling or heating output is specified, for example by the control unit, depending on a measured temperature of the drinking water in the drinking water tank or in the pipeline between the drinking water tank and the drinking water distribution point.
  • a temperature measuring sensor can be provided and arranged accordingly in the drinking water tank or in the pipeline between the drinking water tank and the drinking water distribution point.
  • the control unit is then designed to carry out a control function for controlling the device for cooling or heating the processing device depending on the recorded measured values for the temperature.
  • the vehicle can include a flow measuring device for determining the flow of the drinking water delivered.
  • the control unit can be designed to carry out a control function for controlling the device for cooling or heating the processing device depending on the recorded measured values for the flow.
  • the control unit can be designed to carry out a control function for controlling the disinfection device with UV light from the processing device depending on the measured values for the flow recorded.
  • the advantage of at least one water processing device arranged in or on at least one water container or immediately downstream thereof is, in particular, that the water in the water container or the water released directly from it can be processed depending on the quality of the water in the water container.
  • At least one measuring device for recording measured values of at least one predetermined measurement variable for describing a quality of the water in the water tank can be arranged in the water tank or in the at least one pipeline between the process water outlet and the water tank.
  • the vehicle can comprise at least one control unit, which is connected to the at least one measuring device and is designed to read in the measured values of the measuring device recorded by the measuring device and wherein the control unit is designed to have a control function for controlling the processing device depending on the read-in measured values to be carried out.
  • the processing device is therefore controlled depending on the measured values read in and thus depending on the quality of the water in the water container, for example when the at least one measured variable is reached or exceeded or fallen below at least one predetermined limit value.
  • the temperature of the water in the water tank can be a measurement variable for describing the quality of the water in the water tank.
  • the treatment device include a device for cooling or heating the water in the water tank? ter or the water released from the water container, the cooling or heating can take place accordingly depending, if necessary additionally, on the measured values recorded on the temperature.
  • a device is provided for cooling or heating water, which is located downstream of a drinking water tank, the cooling or heating can, however, take place independently of the measured values recorded on the quality of the water in the water tank.
  • a disinfection device with UV light downstream of a drinking water container This is also controlled by the control unit independently of the measured values recorded on the quality of the water in the water tank.
  • the control unit can be designed accordingly so that the sterilization device with UV light and/or the device for cooling or heating carries out a control function for controlling the processing device, in particular downstream of the drinking water container, independently of the recorded and read-in measured values for the quality of the water in the water tank .
  • the efficiency of the disinfection and/or cooling or heating downstream of the drinking water tank is improved.
  • the at least one water treatment device arranged in or on at least one water container or immediately downstream thereof is advantageously controlled by the control unit depending on the measured values recorded and read in to describe a quality of the water in the water container.
  • measurements that describe the quality of the water can be recorded, in particular measurements that describe the mineralization of the water.
  • the at least one measuring device is designed to record measured values for describing mineralization of the water in the water container.
  • the at least one measuring device is designed to record measured values for a pH value and/or the conductivity of the water and/or the calcite dissolving capacity of the water.
  • the at least one processing device comprises at least one metering device for adding predetermined minerals depending on the control function of the control unit and thus depending on the measured values recorded and read in by the control unit.
  • magnesium carbonate it is advantageous to add magnesium carbonate through the dosing device of the processing device. So-called salting with magnesium carbonate instead of calcium carbonate offers the advantage of improved protection against calcification.
  • the processing device comprises at least one metering device for adding disinfectants.
  • activated carbon filters for cleaning the process water and other filters for softening the water for example limescale filters
  • the vehicle is accordingly free of activated carbon and/or limescale filters.
  • the drinking water container can be made small compared to the prior art. This means that more seats can be arranged in the vehicle for passengers and/or a waste water tank can be larger, which leads to an extension of suction intervals.
  • the treatment of the process water of the fuel cell system collected in the water tank enables the treated water to be fed into a drinking water process.
  • the quality of the process water generated during operation and collected in the water tank is monitored.
  • the water container can be made small.
  • the vehicle is a rail vehicle, in particular for passenger transport.
  • the fuel cell system of the vehicle exclusively comprises low-temperature fuel cells.
  • the vehicle is powered exclusively electrically, in particular exclusively with the electrical energy provided by the fuel cell system.
  • the electric drive of the vehicle is then supplied in particular exclusively with electrical energy from the fuel cell system.
  • the fuel cell system can advantageously be arranged in the roof area of the vehicle.
  • the at least one pipeline can advantageously be arranged inside the vehicle.
  • process water produced during operation of the fuel cell system is removed from the fuel cell system and supplied to the water container for supplying at least one water consumption device of at least one sanitary cell or Gailey of the vehicle with water directly and free of any treatment for the treatment of the process water, wherein a treatment of the Process water takes place in the water tank or downstream of the water tank.
  • the treated process water can then be supplied to a drinking water process including output to a drinking water dispensing point or a dishwasher.
  • the treatment can be carried out depending on the downstream drinking water process. This means that less treated water can be fed into a Gailey dishwasher or coffee machine. No cooling or heating is required for this and also less addition of minerals. A standard limescale filter in the dishwasher or coffee machine can be omitted.
  • the water from the water tank is supplied exclusively to a drinking water system of a Gailey and, if necessary, additionally to a gray water system of the sanitary cell, for example for flushing a toilet, and the drinking water supply to the Gailey and/or the sanitary cell can optionally be over gallons in accordance with WO 2019/ 242957 Al.
  • the figure shows schematically a vehicle according to the invention, here a rail vehicle for public passenger transport, with a fuel cell system 2 arranged in the roof area 10 of the rail vehicle 1 for supplying an electric drive 11 of the rail vehicle 1 with electrical energy.
  • Fuel cell system 2 and electric drive 11 are coupled to one another via an electrical line 13.
  • the fuel cell system 2 exclusively includes low-temperature fuel cells.
  • a sanitary cell 7 is arranged, comprising a washbasin 5 and a toilet 6 as well as a drinking water container 15 for supplying the washbasin 5 with drinking water and a gray water container 4 for supplying the toilet 6 Water for flushing the toilet 6 .
  • Both the sink 5 and the toilet 6 are water consumption devices.
  • the sink 5 is also a water dispensing point for drinking water in the vehicle 1.
  • further water dispensing points for drinking water can be provided in the vehicle 1, for example in a Gailey of the vehicle 1, for example a coffee machine and/or dishwasher, which are not shown here. These can then also be connected to the drinking water tank via a pipeline.
  • the washbasin module in particular includes a faucet as a drinking water dispensing point, which is arranged above the handwashing basin, so that the drinking water emerging from the faucet is collected by the handwashing basin, whereby it is considered gray water at this moment and is further treated as graywater accordingly.
  • the gray water is fed to the gray water tank, where it can be used to supply a flushing device of the toilet module for the toilet 6. Wastewater from the toilet 6 is caught and collected in a wastewater tank 14.
  • the fuel cell system 2 has a process water outlet 8 in order to remove process water produced by the fuel cell chemistry during operation of the fuel cell system 2.
  • This process water outlet 8 is now connected to the water tank 3 via a pipeline 9, so that the process water discharged from the fuel cell system 2 is fed to the water tank 3.
  • the water tank 3 and the gray water tank 4 are also connected to one another with pipes 12, so that water can be led from the water tank 3 into the gray water tank 4 if the water level in the gray water tank 4 falls below a minimum level.
  • the pipes 9 and 12 can be insulated to prevent the water in them from freezing.
  • the fuel cell system 2 may be located near the sanitary cell 7 and its water tanks 3, 4 and 15. The connection from the process water outlet 8 to the water tank 3 would therefore be very short.
  • the process water collected from the water tank 3 can be used to supply the water consumption devices of the sanitary cell or a Gailey of the vehicle with water.
  • the fuel cell produces distilled water depending on the power requirement, for example between 1 and 12 L/h.
  • the average weight of the resulting process water from the fuel cell can now be calculated from the power requirement. Accordingly, the drinking water to be carried in the drinking water tank 15 can be reduced because the water container 3 is constantly filled with “new” water from the fuel cell. This affects the weight, installation space and ultimately energy balance.
  • the process water of the fuel cell system 2 supplied to the water tank 3 does not meet drinking water regulations, it must be supplied to the drinking water distribution points or be processed before being fed to the drinking water container 15, by means of a processing device 16 for the biological and/or chemical and/or physical treatment of water.
  • the processing device 16 is arranged here on the water tank 3 for processing the water located in the water tank 3 or the water delivered from the water tank 3 to the downstream drinking water tank 15.
  • Water tank 3 and drinking water tank 15 are connected to one another via a pipeline 18.
  • the vehicle 1, however, is free of a treatment device between the process water outlet 8 and the water container 3.
  • This means that the process water outlet 8 is connected to the water tank 3 by means of the pipe 9, free from a treatment device, so that the process water of the fuel cell system 2 is fed untreated to the water tank 3 by means of the pipe 9.
  • the process water from the fuel cell system 2 is collected in the water tank 3, which can also be relatively small. If no drinking water is now required, for example if the drinking water tank 15 is well filled, the process water collected in the water tank 3 can be fed untreated to the gray water tank 4 for flushing the toilet. Drinking water tank 15 and gray water tank 4 are free of a direct pipe connection.
  • a correspondingly suitably designed measuring device 17 is arranged in or on the water tank 3.
  • Measuring sensors or sensors of the measuring device 17 for monitoring at least one parameter of drinking water quality can e.g. B. detect a pH value and/or the conductivity of the water and/or a calcite dissolving capacity of the water and/or an oxygen content of the water.
  • All measured variables for characterizing the condition and quality of the water in the water tank 3 can be recorded in order to determine a prescribed quality.
  • a control unit (not shown separately) is provided to control the processing device 16. In this embodiment, this is included in the processing device 16.
  • the control unit is connected to the measuring device 17 and is designed to carry out a control function for controlling the processing device 17 depending on the measured values read. For this purpose, the control unit is connected to the measuring device 17 via a line 20.
  • the measuring device 17 is designed to record measured values for describing mineralization of the water in the water tank 3.
  • the processing device 16 can then have a metering device for adding specified minerals.
  • a processing device that is controlled independently of the measured values read in can also be assigned to the water distribution point for drinking water.
  • This processing device includes a sterilization device with UV light 19.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit wenigstens einem Wasserbehälter (3) zur Versorgung von wenigstens einer Wasserverbrauchseinrichtung (5) einer Sanitärzelle (7) oder einer Galley des Fahrzeugs mit Wasser, wobei das Fahrzeug wenigstens ein Brennstoffzellensystem (2) mit wenigstens einem Prozesswasserauslass (8) umfasst, welcher mit dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) mittels wenigstens einer Rohrleitung (9) verbunden ist, so dass Prozesswasser vom Brennstoffzellensystem (2) dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) über die wenigstens eine Rohrleitung (9) zuführbar ist, wobei das Fahrzeug (1) wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung (16) zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Wasser aufweist, wobei das Fahrzeug (1) einen elektrischen Antrieb (11) umfasst, wobei das Brennstoffzellensystem (2) wenigstens eine Niedertemperaturbrennstoffzelle umfasst und zur Versorgung des elektrischen Antriebs (11) mit Energie ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung (16) in oder an dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) oder dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) nachgelagert angeordnet ist zur Aufbereitung von dem in dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) befindlichen oder dem vom Wasserbehälter abgegebenen Wasser und wobei der wenigstens eine Prozesswasserauslass (8) mittels der wenigstens einen Rohrleitung (9) frei von der wenigstens einen Aufbereitungsvorrichtung (16) mit dem Wasserbehälter (3) verbunden ist, so dass das Prozesswasser des Brennstoffzellensystems (2) mittels der Rohrleitung (9) dem Wasserbehälter (3) zugeführt wird.

Description

Beschreibung
Fahrzeug mit Brennstof f zellensystem und Aufbereitungsvorrichtung zur Aufbereitung des Prozesswassers
Die Erfindung betri f ft ein Fahrzeug mit wenigstens einem Wasserbehälter zur Versorgung von wenigstens einer Wasserverbrauchseinrichtung einer Sanitärzelle oder einer Gailey des Fahrzeugs mit Wasser, wobei das Fahrzeug wenigstens ein Brennstof f zellensystem mit wenigstens einem Prozesswasserauslass umfasst , welcher mit dem wenigstens einen Wasserbehälter mittels wenigstens einer Rohrleitung verbunden ist , so dass Prozesswasser vom Brennstof f zellensystem dem wenigstens einen Wasserbehälter über die wenigstens eine Rohrleitung zuführbar ist , wobei das Fahrzeug wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Wasser aufweist
Fahrzeuge mit Trinkwasserversorgungssystemen, insbesondere zur Versorgung von Passagieren mit Trinkwasser, beispielsweise in sanitären Einrichtungen des Fahrzeugs , sind bekannt .
So ist aus der Of fenlegungsschri ft WO 2018 /229937 Al ein Fahrzeug mit einem Trinkwassersystem bekannt , welches ein Temperaturmessgerät zur Überwachung des Trinkwassers in einem Trinkwasserbehälter sowie eine Steuerungseinrichtung aufweist , welche ihrerseits mit einer Dosiereinrichtung zur Zugabe von Entkeimungsmittel verbunden ist , um abhängig von einer erfassten Temperatur des Trinkwassers im Trinkwasserbehälter diesem Entkeimungsmittel zuzuführen .
Die Of fenlegungsschri ft DE 10 2004 007 791 Al betri f ft das Zuführen von auskondensiertem Wasser aus dem Abgas einer Brennstof f zelle zu einem Brauchwasservorrat eines Fahrzeugs , um den Vorratsbehälter für Brauchwasser kleiner dimensionieren zu können . Als Brauchwasser gilt Wasser, welches nicht als Trinkwasser benutzt werden kann, aber beispielsweise zum Spülen oder Waschen gut geeignet ist . Die zum Zeitpunkt dieser Anmeldung noch nicht of fengelegte Europäische Patentanmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen EP21195273 of fenbart ein Fahrzeug mit einem Brennstof f zellensystem, wobei Prozesswasser vom Brennstof f zellensystem einem Grau- oder Frischwasserbehälter zugeführt wird .
Die US 2008 / 0127411 Al lehrt ein austauschbares Sanitärzellenmodul mit einem Niedertemperaturbrennstof f zellensystem zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern des Sanitärzellenmoduls mit elektrischer Energie . Prozesswasser des Brennstof fzellensystems wird mittels eines Kühlers kondensiert und einem Frischwassertank des Sanitärzellenmoduls zugeführt .
DE 102 16 709 Al of fenbart ein Verfahren zur Wasseraufbereitung und Verteilung von bordeigenem Wasser in Fahrzeugen . Abgas eines Hochtemperaturbrennstof f zellensystems wird zunächst genutzt , um eine Turbine anzutreiben . Anschließend wird das es mittels eines Wärmetauschers und eines Kondensators gekühlt . Nach Filterung mittels Aktivkohlefiltern wird das Prozesswasser dann in einem Wasserbehälter gesammelt . Von dort kann es zur Luftbefeuchtung entnommen, einem Grauwasserprozess , beispielsweise dem Spülen einer Toilette , oder, nach einer nachgeschalteten Aufsal zung, einem Trinkwasserprozess zugeführt werden .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein weiter verbessertes und vereinfachtes Fahrzeug bereitzustellen .
Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 . Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder .
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst
- wenigstens einen Wasserbehälter zur Versorgung von wenigstens einer Wasserverbrauchseinrichtung einer Sanitärzelle oder einer Gailey des Fahrzeugs mit Wasser, - wenigstens ein Brennstof f zellensystem mit wenigstens einem Prozesswasserauslass , welcher mit dem wenigstens einen Wasserbehälter mittels wenigstens einer Rohrleitung verbunden ist , so dass Prozesswasser vom Brennstof f zellensystem dem wenigstens einen Wasserbehälter über die wenigstens eine Rohrleitung zuführbar ist ,
- wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Wasser, sowie
- einen elektrischen Antrieb, wobei das Brennstof f zellensystem wenigstens eine Niedertemperaturbrennstof f zelle umfasst und zur Versorgung des elektrischen Antriebs mit Energie ausgebildet ist , wobei die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung in oder an dem wenigstens einen Wasserbehälter angeordnet ist zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Aufbereitung von dem in dem wenigstens einen Wasserbehälter befindlichen Wasser oder wobei die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung dem wenigstens einen Wasserbehälter nachgelagert angeordnet ist zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Aufbereitung von dem vom Wasserbehälter, insbesondere an nachgelagerte Wasserprozesse , beispielsweise die Abgabe an die Wasserverbrauchseinrichtung, abgegebenen Wasser, so dass das im Wasserbehälter befindliche oder das vom Wasserbehälter abgegebene Wasser mittels der Aufbereitungsanlage aufbereitet wird und wobei der wenigstens eine Prozesswasserauslass mittels der wenigstens einen Rohrleitung frei von der wenigstens einen Aufbereitungsvorrichtung mit dem Wasserbehälter verbunden ist , so dass das unbehandeltes Prozesswasser des Brennstof fzellensystems mittels der Rohrleitung unmittelbar dem Wasserbehälter zuführbar ist .
Das Fahrzeug weist zwischen dem wenigstens einen Prozesswasserauslass des Brennstof f zellensystems und dem Wasserbehälter somit keinerlei prozesstechnische Anlagen oder Einrichtungen zur Behandlung oder Aufbereitung, insbesondere zur Umwandlung, Kühlung oder Filtration, des Prozesswassers des Brenn- stof f zellensystems auf . Die Rohrleitung zwischen dem Prozesswasserauslass und dem Wasserbehälter ist daher ununterbrochen von einer Aufbereitungsvorrichtung . Unter den Begri f f der Aufbereitungsvorrichtung sollen sämtliche Aufbereitungsanlagen oder Aufbereitungseinrichtungen zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Wasser fallen . Darunter fallen z . B . Reinigung, Desinfektion, Entkeimung, Entmineralisierung oder Mineralisierung, Enthärtung oder Härtung, Entsäuerung oder Säuerung . Die Rohrleitung ist also auch frei von einem Wärmetauscher, Kühler, Kondensator, Verdampfer Filter etc . Darüber hinaus ist die Rohrleitung auch frei von einer Turbine .
Die Aufbereitung des Wassers dient allgemein zur Erreichung, d . h . zur Herstellung bzw . Wiederherstellung oder Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Wasserqualität des Wassers . Dies kann die Einhaltung von Güteanforderungen einer vorgegebenen Trinkwasserqualität , insbesondere gemäß Vorschri ften wie beispielsweise einer Trinkwasserverordnung oder Trinkwasserrichtlinie , umfassen, insbesondere weniger hinsichtlich einer Schadstof fbelastung und/oder biologischen Belastung als vielmehr zur Einhaltung von vorgegebenen Grenzwerten einer vorgegebenen Trinkwasserqualität . Formen der Trinkwasseraufbereitung sind an sich bereits bekannt .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Wasserverbrauchseinrichtung eine Wasserausgabestelle für Trinkwasser, wie z . B . ein Handwaschbecken in einer Sanitärzelle des Fahrzeugs . Bei der Wasserverbrauchseinrichtung kann es sich aber auch um beispielsweise eine Spülmaschine in einer Gailey des Fahrzeugs handeln .
Zwischen dem Wasserbehälter und der Wasserverbrauchseinrichtung kann ein Trinkwasserbehälter zur Versorgung von wenigstens einer Trinkwasserverbrauchseinrichtung einer Sanitärzelle oder einer Gailey des Fahrzeugs mit Trinkwasser angeordnet sein . Weitergebildet umfasst das Fahrzeug dann einen Trinkwasserbehälter, welcher über zumindest eine weitere Rohrlei- tung mit dem Wasserbehälter verbunden und stromabwärts des Wasserbehälters , also fluidtechnisch zwischen dem Wasserbehälter und einer Wasserausgabestelle für Trinkwasser im Fahrzeug angeordnet ist .
I st die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung dem wenigstens einen Wasserbehälter nachgelagert angeordnet , kann die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung zwischen dem wenigstens einen Wasserbehälter und dem Trinkwasserbehälter angeordnet sein oder sie ist gar dem Trinkwasserbehälter nachgelagert angeordnet . Im ersten Fall ist sie dem wenigstens einen Wasserbehälter nachgelagert und dem Trinkwasserbehälter vorgelagert angeordnet . Im zweiten Fall ist sie sowohl dem wenigstens einen Wasserbehälter als auch dem Trinkwasserbehälter nachgelagert angeordnet , wobei sie zwischen dem Trinkwasserbehälter und der Ausgabestelle von Trinkwasser angeordnet ist .
Der Vorteil einer dem Trinkwasserbehälter vorgelagerten Aufbereitung des Wassers , also einer Aufbereitungsvorrichtung im oder am Wasserbehälter oder zwischen dem wenigstens einen Wasserbehälter und dem Trinkwasserbehälter, besteht insbesondere darin, dass im Trinkwasserbehälter bereits vorhandenes Trinkwasser nicht durch unbehandeltes Prozesswasser kontaminiert wird . Durch die Aufbereitung des im Wasserbehälter gesammelten Prozesswassers auf eine vorgegebene Trinkwasserqualität , darf dies an Verbraucher über eine Ausgabestelle von Trinkwasser - auch via den Trinkwasserbehälter - abgegeben werden . Sofern eine , gegebenenfalls weitere , Aufbereitung von Trinkwasser aus dem Trinkwasserbehälter vorgesehen ist , kann diese im Trinkwasserbehälter selbst oder diesem nachgelagert erfolgen .
So umfasst die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung mindestens ein Entkeimungsgerät mit UV-Licht . UV-Licht-Entkeimungsgeräte sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt . Mit UV- Licht werden alle den UV-Strahlen ausgesetzten Bakterien, Vi- ren, Algen und Pil ze deaktiviert ohne die Wasserqualität (pH- Wert , Sauerstof fgehalt ) zu beeinflussen . UV-Licht hat eine stark zersetzende Wirkung auf Mikroorganismen . Dabei wird die DNA der Mikroorganismen verändert und sie sind nicht mehr in der Lage sich zu vermehren . Das Entkeimungsgerät mit UV-Licht ist weitergebildet dem wenigstens einen Wasserbehälter nachgelagert angeordnet . Es kann also zwischen dem wenigstens einen Wasserbehälter und dem Trinkwasserbehälter angeordnet sein oder es ist gar dem Trinkwasserbehälter nachgelagert angeordnet . Es kann als Rohrbegleitgerät ausgebildet sein, um das durch eine Rohrleitung zwischen dem wenigstens einen Wasserbehälter und der Wasserverbrauchseinrichtung, beispielsweise der Ausgabestelle von Trinkwasser, strömende Wasser mit UV-Licht zu bestrahlen und damit auf zubereiten . Es könnte analog zu einer Durchlauf erhitzung, von einer Durchlauf ent- keimung gesprochen werden .
Die UV-Entkeimung kann stets bei Abgabe von Wasser an die Wasserverbrauchseinrichtung, beispielsweise die Ausgabestelle von Trinkwasser, erfolgen, und zwar unabhängig von einer Keimbelastung des Wassers . Dann wird die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung umfassend mindestens ein Entkeimungsgerät mit UV-Licht vorteilhaft zwischen dem Trinkwasserbehälter und der Wasserverbrauchseinrichtung, beispielsweise die Ausgabestelle von Trinkwasser angeordnet .
Die Dauer und/oder Intensität der UV-Entkeimung kann dabei abhängig vom Durchfluss des zu entkeimenden Wassers gesteuert werden . Dazu kann das Fahrzeug eine Steuerungseinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist , abhängig vom Durchfluss des abzugebenden Trinkwassers die Dauer und/oder Intensität der Bestrahlung mit UV-Licht durch das UV-Licht-Entkeimungsgerät zu steuern . Hierbei kann die Abgabemenge von Wasser vorgegeben sein und damit auch die Dauer und/oder Intensität der Bestrahlung mit UV-Licht durch das UV-Licht-Entkeimungsgerät . Beispielsweise wird pro Betätigung einer Betätigungseinrichtung zum Auslösen einer Flüssigkeitsentnahme eine vorgegebene Menge an Trinkwasser abgegeben . Bekannt ist eine derartige Konfiguration beispielsweise aus der WO 2013/ 026622 Al .
Weitergebildet kann die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung mindestens ein Gerät zur Kühlung oder Erwärmung des abgegebenen Trinkwassers umfassen . Auch das Gerät zur Kühlung oder Erwärmung des abgegebenen Trinkwassers kann als Rohrbegleitgerät zur Durchlauf kühlung bzw . Durchlauf erwärmung ausgebildet sein . Es kann beispielsweise einen Wärmetauscher aufweisen .
Die abgegebene oder auf zunehmende Wärmemenge und damit die Kühl- oder Wärmeleistung wird, beispielsweise von der Steuerungseinheit , in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur des Trinkwassers im Trinkwasserbehälter oder in der Rohrleitung zwischen dem Trinkwasserbehälter und der Ausgabestelle für Trinkwasser vorgegeben . Hierzu kann ein Temperaturmess fühler vorgesehen und entsprechend im Trinkwasserbehälter oder in der Rohrleitung zwischen dem Trinkwasserbehälter und der Ausgabestelle für Trinkwasser angeordnet sein . Die Steuerungseinheit ist dann geeignet ausgebildet , eine Steuerungs funktion zur Steuerung des Geräts zur Kühlung oder Erwärmung der Aufbereitungsvorrichtung in Abhängigkeit der erfassten Messwerte für die Temperatur aus zuführen .
I st die abgegebene Menge an Trinkwasser hingegen nicht fest vorgegeben, beispielsweise lässt sich die Abgabemenge mittels eines Wasserhahns oder eines anderen Absperrorgans oder Ventils regeln, kann das Fahrzeug ein Durchflussmessgerät zur Bestimmung des Durchflusses des abgegebenen Trinkwassers umfassen . Die Steuerungseinheit kann weitergebildet geeignet ausgebildet sein, eine Steuerungs funktion zur Steuerung des Geräts zur Kühlung oder Erwärmung der Aufbereitungsvorrichtung in Abhängigkeit der erfassten Messwerte für den Durchfluss aus zuführen . Gleichermaßen kann die Steuerungseinheit geeignet ausgebildet sein, eine Steuerungs funktion zur Steuerung des Entkeimungsgeräts mit UV-Licht der Aufbereitungsvorrichtung in Abhängigkeit der erfassten Messwerte für den Durchfluss aus zuführen .
Der Vorteil einer im oder am wenigstens einen Wasserbehälter oder diesem unmittelbar nachgelagert angeordneten wenigstens einen Aufbereitungsvorrichtung für Wasser besteht insbesondere darin, dass das Wasser im Wasserbehälter oder das unmittelbar von diesem abgegebene Wasser in Abhängigkeit von einer Qualität des Wassers im Wasserbehälter aufbereitet werden kann .
Zur Beschreibung einer Qualität des Wassers im Wasserbehälter kann im Wasserbehälter oder in der wenigstens einen Rohrleitung zwischen dem Prozesswasserauslass und dem Wasserbehälter wenigstens eine Messeinrichtung zur Erfassung von Messwerten wenigstens einer vorgegebenen Messgröße zur Beschreibung einer Qualität des Wassers im Wasserbehälter angeordnet sein .
Darüber hinaus kann das Fahrzeug wenigstens eine Steuerungseinheit umfassen, welche mit der wenigstens einen Messeinrichtung verbunden und zum Einlesen der durch die Messeinrichtung erfassten Messwerte der Messeinrichtung ausgebildet ist und wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist , abhängig von den eingelesenen Messwerten eine Steuerungs funktion zur Steuerung der Aufbereitungsvorrichtung aus zuführen .
Die Aufbereitungsvorrichtung wird also abhängig von den eingelesenen Messwerten und damit abhängig von der Qualität des Wassers im Wasserbehälter, beispielsweise bei Erreichen oder bei einem Über- oder Unterschreiten wenigstens eines vorgegebenen Grenzwerts zu der zumindest einen Messgröße , gesteuert .
Die Temperatur des Wassers im Wasserbehälter kann dabei eine Messgröße zur Beschreibung der Qualität des Wassers im Wasserbehälter sein . Umfasst die Aufbereitungsvorrichtung ein Gerät zur Kühlung oder Erwärmung des Wassers im Wasserbehäl- ter oder des vom Wasserbehälter abgegebenen Wassers , kann die Kühlung oder Erwärmung entsprechend in, gegebenenfalls zusätzlicher, Abhängigkeit der erfassten Messwerte zur Temperatur erfolgen . I st , wie oben ski z ziert , ein Gerät zur Kühlung oder Erwärmung von Wasser vorgesehen, welches einem Trinkwasserbehälter nachgelagert ist , kann die Kühlung oder Erwärmung hingegen unabhängig von den erfassten Messwerten zur Qualität des Wassers im Wasserbehälter erfolgen . Gleiches gilt für ein einem Trinkwasserbehälter nachgelagertes Entkeimungsgerät mit UV-Licht . Auch dieses wird von der Steuerungseinheit unabhängig von den erfassten Messwerten zur Qualität des Wassers im Wasserbehälter gesteuert . Die Steuerungseinheit kann entsprechend ausgebildet sein, das Entkeimungsgerät mit UV-Licht und/oder das Gerät zur Kühlung oder Erwärmung unabhängig von den erfassten und eingelesenen Messwerten zur Qualität des Wassers im Wasserbehälter eine Steuerungs funktion zur Steuerung der, insbesondere dem Trinkwasserbehälter nachgelagerten, Aufbereitungsvorrichtung aus zuführen . Der Wirkungsgrad der dem Trinkwasserbehälter nachgelagerten Entkeimung und/oder Kühlung oder Erwärmung ist verbessert .
Wie oben bereits ausgeführt , wird die wenigstens eine im oder am wenigstens einen Wasserbehälter oder diesem unmittelbar nachgelagert angeordnete Aufbereitungsvorrichtung für Wasser hingegen vorteilhaft in Abhängigkeit der in Abhängigkeit der erfassten und eingelesenen Messwerte zur Beschreibung einer Qualität des Wassers im Wasserbehälter von der Steuerungseinheit angesteuert . Als eine Qualität des Wassers beschreibende Messgrößen können, neben einer Temperatur, insbesondere Messwerte zur Beschreibung einer Mineralisierung des Wassers erfasst werden .
Weitergebildet ist die wenigstens eine Messeinrichtung zur Erfassung von Messwerten zur Beschreibung einer Mineralisierung des Wassers im Wasserbehälter ausgebildet . Weitergebildet ist die wenigstens eine Messeinrichtung zur Erfassung von Messwerten zu einem pH-Wert und/oder der Leitfähigkeit des Wassers und/oder Calcitlöskapazität des Wassers ausgebildet . Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung umfasst die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung wenigstens eine Dosiervorrichtung zur Zugabe von vorgegebenen Mineralien in Abhängigkeit der Steuerungs funktion der Steuerungseinheit und damit in Abhängigkeit der erfassten und durch die Steuerungseinheit eingelesenen Messwerte .
Vorteilhaft ist die Zugabe durch die Dosiervorrichtung der Aufbereitungsvorrichtung von Magnesiumcarbonat . Eine sogenannte Aufsal zung mit Magnesiumcarbonat statt mit Kal ziumcarbonat bietet den Vorteil eines verbesserten Verkalkungsschutzes .
Gemäß einer Aus führungs form umfasst die Aufbereitungsvorrichtung wenigstens eine Dosiervorrichtung zur Zugabe von Desinfektionsmitteln .
Gemäß der Erfindung kann auf Aktivkohlefilter zur Reinigung des Prozesswassers sowie auf weitere Filter zur Enthärtung des Wassers , beispielsweise auf Kalkfilter, verzichtet werden . Das Fahrzeug ist entsprechend frei von Aktivkohle- und/oder Kalkfiltern .
Durch das beschriebene System, das Prozesswasser direkt im Wasserbehälter zu sammeln und dort oder dem Wasserbehälter unmittelbar nachgelagert auf zubereiten und gegebenenfalls weitere Aufbereitungsschritte , wie beispielsweise eine Entkeimung und/oder eine Kühlung oder Erwärmung, erst nach einem dem Wasserbehälter nachgelagerten Trinkwasserbehälter aus zuführen, kann deutlich an Gewicht und Bauraum eingespart werden . Der Trinkwasserbehälter kann im Vergleich zum Stand der Technik klein ausgeführt werden . Dadurch können mehr Sitzplätze im Fahrzeug für Passagiere angeordnet sein und/oder ein Abwassertank kann größer dimensioniert sein, was zur Verlängerung von Absaugintervallen führt . Die Aufbereitung des im Wasserbehälter gesammelten Prozesswassers des Brennstof f zellensystems ermöglicht eine Zuführung des aufbereiteten Wassers einem Trinkwasserprozess . Die Qualität des während des Betriebs erzeugten und im Wasserbehälter gesammelten Prozesswassers wird dazu überwacht . Der Wasserbehälter kann klein ausgeführt sein .
Bei dem Fahrzeug handelt es sich gemäß einer weiteren Weiterbildung um ein Schienenfahrzeug, insbesondere des Personenverkehrs .
Das Brennstof f zellensystem des Fahrzeugs umfasst gemäß einer weiteren Weiterbildung ausschließlich Niedertemperaturbrennstof f zellen .
Weitergebildet ist das Fahrzeug ausschließlich elektrisch angetrieben, insbesondere ausschließlich mit der mit dem Brennstof f zellensystem bereitgestellten elektrischen Energie .
Der elektrische Antrieb des Fahrzeugs wird dann insbesondere ausschließlich mit elektrischer Energie aus dem Brennstof fzellensystem versorgt .
Das Brennstof f zellensystem kann vorteilhaft im Dachbereich des Fahrzeugs angeordnet sein .
Die wenigstens eine Rohrleitung kann vorteilhaft im Inneren des Fahrzeugs angeordnet sein .
Erfindungsgemäß wird beim Betrieb des Brennstof f zellensystems produziertes Prozesswasser aus dem Brennstof f zellensystem abgeführt und dem Wasserbehälter zur Versorgung von wenigstens einer Wasserverbrauchseinrichtung wenigstens einer Sanitärzelle oder Gailey des Fahrzeugs mit Wasser unmittelbar und frei von einer Behandlung zur Aufbereitung des Prozesswassers zugeführt , wobei eine Aufbereitung des Prozesswassers im Wasserbehälter oder dem Wasserbehälter nachgelagert erfolgt . Anschließend kann das aufbereitete Prozesswasser einem Trinkwasserprozess umfassend die Ausgabe an einer Trinkwasserausgabestelle oder einer Spülmaschine zugeführt werden .
Die Aufbereitung kann weitergebildet in Abhängigkeit des nachgelagerten Trinkwasserprozesses erfolgen . So kann weniger aufbereitetes Wasser einer Spül- oder Kaf feemaschine einer Gailey zugeführt werden . Hierfür ist keine Kühlung oder Erwärmung erforderlich und auch weniger Zudosierung von Mineralien . Ein üblicher Kalkfilter der Spül- oder Kaf feemaschine kann dabei entfallen .
Dadurch lässt sich das Volumen des wenigstens einen Trinkwassertanks weiter reduzieren .
In einer Aus führungs form erfolgt die Zuführung des Wassers aus dem Wasserbehälter ausschließlich einem Trinkwassersystem einer Gailey und gegebenenfalls zusätzlich einem Grauwassersystem der Sanitärzelle , beispielsweise zur Spülung einer Toilette , und die Trinkwasserversorgung der Gailey und/oder der Sanitärzelle kann gegebenenfalls über Gallonen gemäß WO 2019/242957 Al erfolgen .
Die Erfindung lässt zahlreiche Aus führungs formen zu . Sie wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert , in der ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist .
Die Figur zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, hier ein Schienenfahrzeug des öf fentlichen Personenverkehrs , mit einem im Dachbereich 10 des Schienenfahrzeugs 1 angeordneten Brennstof f zellensystem 2 zur Versorgung eines elektrischen Antriebs 11 des Schienenfahrzeugs 1 mit elektrischer Energie . Brennstof f zellensystem 2 und elektrischer Antrieb 11 sind über eine elektrische Leitung 13 miteinander gekoppelt . Das Brennstof f zellensystem 2 umfasst ausschließlich Niedertemperaturbrennstof f zellen . Im Innern des Fahrzeugs 1 , hier im Bereich des Brennstof f zellensystems 2 , ist eine Sanitärzelle 7 angeordnet , umfassend ein Waschbecken 5 und eine Toilette 6 sowie einen Trinkwasserbehälter 15 zur Versorgung des Waschbeckens 5 mit Trinkwasser und einen Grauwasserbehälter 4 zur Versorgung der Toilette 6 mit Wasser zum Spülen der Toilette 6 .
Sowohl das Waschbecken 5 als auch die Toilette 6 sind Wasserverbrauchseinrichtungen . Bei dem Waschbecken 5 handelt es sich zudem um eine Wasserausgabestelle für Trinkwasser im Fahrzeug 1 . Neben dem Waschbecken 5 in der Sanitärzelle können weitere Wasserausgabestellen für Trinkwasser im Fahrzeug 1 vorgesehen sein, beispielsweise in einer Gailey des Fahrzeugs 1 , beispielsweise eine Kaf fee- und/oder Spülmaschine , welche hier nicht dargestellt sind . Diese können dann ebenfalls über eine Rohrleitung mit dem Trinkwasserbehälter verbunden sein .
Das Waschbeckenmodul umfasst insbesondere einen Wasserhahn als Trinkwasserausgabestelle , welcher oberhalb des Handwaschbeckens angeordnet ist , so dass das aus dem Wasserhahn austretende Trinkwasser durch das Handwaschbecken aufgefangen wird, wodurch es in diesem Augenblick als Grauwasser gilt und entsprechend weiter als Grauwasser behandelt wird .
Das Grauwasser wird dem Grauwasserbehälter zugeleitet , wo es zur Versorgung einer Spüleinrichtung des Toilettenmoduls für die Toilette 6 genutzt werden kann . Abwasser aus der Toilette 6 wird in einem Abwassertank 14 aufgefangen und gesammelt .
Das Brennstof f zellensystem 2 weist einen Prozesswasserauslass 8 auf , um beim Betrieb des Brennstof f zellensystems 2 durch die Brennstof f zellenchemie produziertes Prozesswasser abzuführen . Dieser Prozesswasserauslass 8 ist hier nun über eine Rohrleitung 9 mit dem Wasserbehälter 3 verbunden, so dass das aus dem Brennstof f zellensystem 2 abgeführte Prozesswasser dem Wasserbehälter 3 zugeführt wird . In diesem Ausgestaltungsbeispiel sind auch der Wasserbehälter 3 und der Grauwasserbehälter 4 mit Rohrleitungen 12 miteinander verbunden, so dass Wasser aus dem Wasserbehälter 3 in den Grauwasserbehälter 4 geführt werden kann, sollte der Wasserstand im Grauwasserbehälter 4 einen Minimalpegel unterschreiten .
Die Rohrleitungen 9 und 12 können isoliert sein, um ein Einfrieren des darin befindlichen Wassers zu verhindern .
Wie hier veranschaulicht , kann sich das Brennstof f zellensystem 2 in der Nähe der Sanitärzelle 7 und ihrer Wasserbehälter 3 , 4 und 15 befinden . Die Verbindung vom Prozesswasserauslass 8 bis zum Wasserbehälter 3 wäre somit sehr kurz .
Mit dem auf gefangenen Prozesswasser aus dem Wasserbehälter 3 lassen sich die Wasserverbrauchseinrichtungen der Sanitärzelle oder einer Gailey des Fahrzeugs mit Wasser versorgen .
Die Brennstof f zelle erzeugt j e nach Leistungsbedarf destilliertes Wasser, beispielsweise zwischen 1 und 12 L/h . Aus dem Leistungsbedarf kann nun das mittlere Gewicht des entstehenden Prozesswassers der Brennstof f zelle berechnet werden . De- mensprechend kann das mitzuführende Trinkwasser im Trinkwassertank 15 reduziert werden, da der Wasserbehälter 3 ständig mit „neuem" Wasser von der Brennstof f zelle befüllt wird . Dies wirkt sich auf die Gewichts- , Bauraum- und letztendlich Energiebilanz aus .
Da das dem Wasserbehälter 3 zugeführte Prozesswasser des Brennstof f zellensystems 2 nicht Trinkwasservorschri ften genügt , muss es vor der Abgabe an die Trinkwasserausgabestellen bzw . vor der Zuführung zum Trinkwasserbehälter 15 aufbereitet werden, mittels einer Aufbereitungsvorrichtung 16 zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Wasser . Die Aufbereitungsvorrichtung 16 ist hier an dem Wasserbehälter 3 angeordnet zur Aufbereitung von dem in dem Wasserbehälter 3 befindlichen oder dem vom Wasserbehälter 3 an den nachgelagerten Trinkwasserbehälter 15 abgegebenen Wasser . Wasserbehälter 3 und Trinkwasserbehälter 15 sind über eine Rohrleitung 18 miteinander verbunden .
Das Fahrzeug 1 ist zwischen dem Prozesswasserauslass 8 und dem Wasserbehälter 3 hingegen frei von einer Aufbereitungsvorrichtung . Damit ist der Prozesswasserauslass 8 mittels der Rohrleitung 9 frei von einer Aufbereitungsvorrichtung mit dem Wasserbehälter 3 verbunden, so dass das Prozesswasser des Brennstof f zellensystems 2 mittels der Rohrleitung 9 dem Wasserbehälter 3 unbehandelt zugeführt wird .
Das Prozesswasser aus dem Brennstof f zellensystem 2 wird im Wasserbehälter 3 gesammelt , welcher ebenfalls relativ klein ausgebildet sein kann . Wird nun kein Trinkwasser benötigt , ist der Trinkwasserbehälter 15 beispielsweise gut gefüllt , kann das im Wasserbehälter 3 gesammelte Prozesswasser unaufbereitet dem Grauwasserbehälter 4 zur Spülung der Toilette zugeführt werden . Trinkwasserbehälter 15 und Grauwasserbehälter 4 sind frei von einer unmittelbaren Rohrverbindung . Auch der Grauwasserbehälter 4 , welcher somit direkt als Spülbehälter für die Toilette 6 genutzt werden kann, wodurch der Bedarf für einen zusätzlichen Spülbehälter entfällt , kann klein dimensioniert sein . Dadurch entsteht mehr Raum, beispielsweise für Sitzplätze , im Fahrzeug 1 .
Zur Erfassung von Messwerten wenigstens einer vorgegebenen Messgröße zur Beschreibung einer Qualität des Wassers im Wasserbehälter 3 ist eine entsprechend geeignet ausgebildete Messeinrichtung 17 im oder am Wasserbehälter 3 angeordnet . Messaufnehmer oder Sensoren der Messeinrichtung 17 zur Überwachung wenigstens eines Parameters einer Trinkwasserqualität können z . B . einen pH-Wert und/oder die Leitfähigkeit des Wassers und/oder eine Calcitlöskapazität des Wassers und/oder einen Sauerstof f gehalt des Wassers erfassen . Grundsätzlich können alle Messgrößen zur Charakterisierung des Zustands und der Güte des im Wasserbehälter 3 befindlichen Wassers erfasst werden, um eine vorgeschriebene Qualität zu bestimmen .
Zur Steuerung der Aufbereitungsvorrichtung 16 ist eine nicht separat ski z zierte Steuerungseinheit vorgesehen . Diese wird in dieser Ausgestaltung von der Aufbereitungsvorrichtung 16 mit umfasst . Die Steuerungseinheit ist mit der Messeinrichtung 17 verbunden und dazu ausgebildet , abhängig von den eingelesenen Messwerten eine Steuerungs funktion zur Steuerung der Aufbereitungsvorrichtung 17 aus zuführen . Dazu ist die Steuerungseinheit mit der Messeinrichtung 17 über eine Leitung 20 verbunden .
Beispielsweise ist die Messeinrichtung 17 zur Erfassung von Messwerten zur Beschreibung einer Mineralisierung des Wassers im Wasserbehälter 3 ausgebildet . Die Aufbereitungsvorrichtung 16 kann dann eine Dosiervorrichtung zur Zugabe von vorgegebenen Mineralien aufweisen .
Eine von den eingelesenen Messwerten unabhängig gesteuerte Aufbereitungsvorrichtung kann auch der Wasserausgebestelle für Trinkwasser zugeordnet sein . Diese Aufbereitungsvorrichtung umfasst ein Entkeimungsgerät mit UV-Licht 19 .

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug (1) mit wenigstens einem Wasserbehälter (3) zur Versorgung von wenigstens einer Wasserverbrauchseinrichtung (5) einer Sanitärzelle (7) oder einer Gailey des Fahrzeugs mit Wasser, wobei das Fahrzeug wenigstens ein Brennstoffzellensystem (2) mit wenigstens einem Prozesswasserauslass (8) umfasst, welcher mit dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) mittels wenigstens einer Rohrleitung (9) verbunden ist, so dass Prozesswasser vom Brennstoffzellensystem (2) dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) über die wenigstens eine Rohrleitung (9) zuführbar ist, wobei das Fahrzeug (1) wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung (16) zur biologischen und/oder chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Wasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) einen elektrischen Antrieb (11) umfasst, wobei das Brennstoffzellensystem (2) wenigstens eine Niedertemperaturbrennstoffzelle umfasst und zur Versorgung des elektrischen Antriebs (11) mit Energie ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung (16) in oder an dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) oder dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) nachgelagert angeordnet ist zur Aufbereitung von dem in dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) befindlichen oder dem vom Wasserbehälter abgegebenen Wasser und wobei der wenigstens eine Prozesswasserauslass (8) mittels der wenigstens einen Rohrleitung (9) frei von der wenigstens einen Aufbereitungsvorrichtung (16) mit dem Wasserbehälter (3) verbunden ist, so dass das Prozesswasser des Brennstoffzellensystems (2) mittels der Rohrleitung (9) dem Wasserbehälter (3) zugeführt wird.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (2) ausschließlich Niedertemperaturbrennstoffzellen umfasst . Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserbehälter (3) wenigstens eine Messeinrichtung (17) zur Erfassung von Messwerten wenigstens einer vorgegebenen Messgröße zur Beschreibung einer Qualität des Wassers im Wasserbehälter (3) angeordnet ist, wobei eine Steuerungseinheit mit der wenigstens einen Messeinrichtung (17) verbunden ist und wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, abhängig von den eingelesenen Messwerten eine Steuerungsfunktion zur Steuerung der Aufbereitungsvorrichtung auszuführen. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Messeinrichtung (17) zur Erfassung von Messwerten zur Beschreibung einer Mineralisierung des Wassers im Wasserbehälter (3) ausgebildet ist. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung (16) wenigstens eine Dosiervorrichtung zur Zugabe von vorgegebenen Mineralien aufweist. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Trinkwasserbehälter (15) umfasst, welcher über zumindest eine Rohrleitung (18) mit dem Wasserbehälter
(3) verbunden und zwischen dem Wasserbehälter (3) und einer Wasserausgabestelle (5) für Trinkwasser im Fahrzeug (1) angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Aufbereitungsanlage (16) zwischen dem wenigstens einen Wasserbehälter (3) und dem Trinkwasserbehälter (15) angeordnet ist. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung (16) mindestens ein Entkeimungsgerät (19) mit UV-Licht umfasst. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, unabhängig von den eingelesenen Messwerten eine Steuerungsfunktion zur Steuerung des Entkeimungsgeräts (19) mit UV-Licht auszuführen . Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufbereitungsvorrichtung mindestens ein Gerät zur Kühlung umfasst. . Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein Schienenfahrzeug ist. . Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (2) im Dachbereich () des Fahrzeugs (1) angeordnet ist. . Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wasserverbrauchseinrichtung (5, 6) eine Wasserausgabestelle für Trinkwasser oder eine Spülmaschine ist. . Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb des Brennstoffzellensystems (2) produziertes Prozesswasser aus dem Brennstoffzellensystem (2) abgeführt und dem Wasserbehälter (3) zur Versorgung von wenigstens einer Wasserverbrauchseinrichtung (5) wenigstens einer Sanitärzelle (7) oder Gailey des Fahrzeugs mit Wasser unmittelbar und frei von einer Behandlung zur Aufbereitung des Prozesswassers zugeführt wird, wobei eine Aufbereitung des Prozesswassers im Wasserbehälter oder dem Wasserbehälter nachgelagert erfolgt. . Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser aus dem Wasserbehälter (3) einem Trinkwasserprozess zugeführt wird.
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