NL2016761B1 - Gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel - Google Patents
Gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel Download PDFInfo
- Publication number
- NL2016761B1 NL2016761B1 NL2016761A NL2016761A NL2016761B1 NL 2016761 B1 NL2016761 B1 NL 2016761B1 NL 2016761 A NL2016761 A NL 2016761A NL 2016761 A NL2016761 A NL 2016761A NL 2016761 B1 NL2016761 B1 NL 2016761B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- gas
- hydrogen
- electrolysis cell
- oxygen
- mixing circuit
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 162
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 77
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 49
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 10
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/0027—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H15/00—Control of fluid heaters
- F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
- F24H15/305—Control of valves
- F24H15/31—Control of valves of valves having only one inlet port and one outlet port, e.g. flow rate regulating valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
- F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/30—Fuel cells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/19—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Abstract
De uitvinding betreft een gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel. De gasmenger omvat: - een gastoevoerleiding voor het toevoeren van een brandbaar gas, zoals aardgas; - elektrolyse-cel voor de elektrolyse van water, met een waterstofuitlaat voor het uitvoeren van waterstof en een afzonderlijke zuurstofuitlaat voor het uitvoeren van zuurstof; - een mengcircuit dat is verbonden met de waterstofuitlaat en met de gastoevoerleiding, voor het mengen van via de gastoevoerleiding toegevoerd brandbaar gas en door de elektrolyse cel geproduceerd waterstof; en - een met het mengcircuit verbonden uitlaat voor het uitvoeren van het met het mengcircuit verkregen gasmengsel.
Description
GASMENGER, W ARMWATERIN ST ALL ATIE EN WERKWIJZE VOOR HET PRODUCEREN
VAN EEN GASMENGSEL
De uitvinding heeft betrekking op een gasmenger. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een gasmenger voor een warmwaterinstallatie.
Veel warmwaterinstallaties, zoals een CV-ketel, boiler of geiser, verwarmen water door een brandbaar gas te verbranden. Het brandbare gas is meestal aardgas, maar ook andere koolwaterstofgassen worden toegepast.
Bij de verbranding van een koolwaterstofgas, zoals aardgas, wordt het broeikasgas C02 uitgestoten. De wereldwijde C02 uitstoot zorgt voor een versterkt broeikaseffect. In het algemeen wordt het daarom wenselijk geacht de C02-uitstoot te verminderen.
Een doel van de uitvinding is de C02 uitstoot van warmwaterinstallaties te verminderen.
Dit doel wordt bereikt met de gasmenger volgens de uitvinding.
In een uitvoering omvat de gasmenger een gastoevoerleiding voor het toevoeren van een brandbaar gas, zoals aardgas. De gasmenger omvat bovendien een elektrolyse-cel voor de elektrolyse van water, d.w.z. het splitsen van water in waterstof en zuurstof. De elektrolyse-cel heeft een waterstofuitlaat voor het uitvoeren van waterstof en een afzonderlijke zuurstofuitlaat voor het uitvoeren van zuurstof. De gasmenger omvat verder een mengcircuit dat is verbonden met de waterstofuitlaat en met de gastoevoerleiding, voor het mengen van via de gastoevoerleiding toegevoerd brandbaar gas en door de elektrolyse-cel geproduceerd waterstof. Daarnaast bevat de gasmenger een met het mengcircuit verbonden uitlaat voor het uitvoeren van het met het mengcircuit verkregen gasmengsel.
Het brandbare gas is bijvoorbeeld een koolwaterstofgas zijn, bijvoorbeeld aardgas, propaan of butaan. Bij de verbranding van het koolwaterstofgas zal C02 ontstaan. Echter, doordat waterstof wordt bijgemengd, wordt de C02-uitstoot verminderd. Immers, bij verbranding van waterstof wordt geen C02 gevormd.
Een verder voordeel van de gasmenger is dat deze toepasbaar is in combinatie met conventionele warmwaterinstallaties. Daardoor kunnen bestaande warmwaterinstallaties worden uitgerust met de gasmenger, zodat hun C02-uitstoot wordt verminderd. Hierbij zijn derhalve geen aanpassingen aan de warmwaterinstallatie zelf noodzakelijk.
Conventionele warmwaterinstallaties zijn ongeschikt voor gebruik met uitsluitend waterstofgas, vanwege de andere verbrandingseigenschappen van waterstof t.o.v. koolwaterstofgassen, zoals aardgas. Bijvoorbeeld heeft waterstof een andere verbrandingswaarde, en een andere ontbrandingstemperatuur dan conventionele brandstoffen.
Bovendien zijn conventionele warmwaterinstallaties veelal uitgerust met een ionisatiebeveiliging, om te controleren of uitstromende gassen daadwerkelijk ontstoken zijn. Indien bij dergelijke installaties uitsluitend waterstofgas wordt toegepast als brandstof, dan zal de ionisatiebeveiliging geen vlamstroom registreren en afslaan. Met de gasmenger volgens de uitvinding wordt een gasmengsel van koolwaterstofgas en waterstof gemaakt, dat kan worden verbrand in een conventionele warmwaterinstallatie, zonder dat de ionisatiebeveiliging ongewenst in werking treedt.
Door een mengsel van waterstof en aardgas te verschaffen, wordt een brandstof voor warmwaterinstallaties verkregen, waarvan de verbrandingseigenschappen voldoende overeenkomen met conventionele brandstoffen voor stabiele werking van de installatie, terwijl de C02 uitstoot wordt verminderd. Uit testen is gebleken dat een reductie van C02-uitstoot te behalen is van zelfs 50% of meer.
Een elektrolyse-cel voor de elektrolyse van water omvat een anode, een kathode en een spanningsbron voor het aanleggen van een spanning tussen de anode en de kathode. Wanneer een spanning is aangelegd, vindt aan de anode oxidatie plaats van water waarbij zuurstof (02) en protonen (H+) worden gevormd, terwijl aan de kathode reductie van protonen (H+) plaatsvindt waarbij moleculair waterstof (H2) wordt gevormd. De reactieformules zijn als volgt: (1) Anode: 2H20 -► 4H+ + 02 + 4e' (2) Kathode: 4H+ + 4e' -► 2H2 (3) Totale reactie: 2H20 —> 2H2 + 02
De elektrolyse-cel omvat een afzonderlijke uitlaat voor zuurstof en waterstof. In bovenbeschreven uitvoering wordt in elk geval het geproduceerde waterstof gemengd met het brandbare gas. Optioneel wordt ook een deel van de geproduceerde zuurstof bijgemengd.
Optioneel wordt aan het water een elektrolyt toegevoegd, bijvoorbeeld natriumsulfaat (Na2S04).
Wanneer de spanningsbron is ingeschakeld legt deze bijvoorbeeld een continue spanning aan over de anode en kathode. In een ander voorbeeld worden spanningspulsen gegenereerd door de spanningsbron.
Het toepassen van een elektrolyse-cel in de gasmenger, maakt het mogelijk het waterstof te produceren op het moment dat het nodig is. Daardoor is geen opslag van waterstof nodig, wat de veiligheid vergroot.
In een voorkeursuitvoering is de zuurstofuitlaat verbonden met een afvoer die is ingericht om ten minste een deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof uit te stoten.
Bijvoorbeeld wordt uitsluitend waterstof bijgemengd. Dat wil zeggen, alle door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof wordt uitgestoten.
In een op dit moment geprefereerde uitvoering wordt echter een deel van de geproduceerde zuurstof bij gemengd, terwijl het resterende deel van de geproduceerde zuurstof wordt uitgestoten. Hiertoe wordt de zuurstofuitlaat verbonden met het mengcircuit, voor het mengen van het niet- uitgestoten deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof met het waterstof en het brandbare gas.
Uit reactieformule 3 blijkt dat de elektrolyse-cel waterstof en zuurstof produceert in de verhouding 2:1. Echter, uit testen is gebleken dat het vergroten van het aandeel waterstof ten opzichte van het aandeel zuurstof een gunstig effect heeft wanneer het gasmengsel wordt verbrand in een warmwaterinstallatie. In het meest extreme geval wordt uitsluitend waterstof bij gemengd. Echter, op dit moment wordt bij voorkeur eveneens een relatief klein deel zuurstof bij gemengd.
In een verdere voorkeursuitvoering omvat het mengcircuit ten minste één klep die is ingericht om de verhouding in te stellen tussen het volume waterstof en het volume zuurstof die in het mengcircuit worden geleid, waarin de klep zodanig is ingericht dat het volume waterstof ten minste 90 % bedraagt van het totale volume waterstof en zuurstof dat in het mengcircuit wordt geleid.
Met andere woorden, de volumeverhouding tussen waterstof en zuurstof is als volgt: ten minste 9 delen waterstof op 1 deel zuurstof, bijvoorbeeld ten minste 15 delen waterstof op 1 deel zuurstof of ten minste 20 delen waterstof op 1 deel zuurstof.
In een uitvoering, omvat de gasmenger: - een eerste sub-mengcircuit dat is verbonden met de zuurstofuitlaat en met de waterstofuitlaat, voor het mengen van waterstof en zuurstof; en - een tweede sub-mengcircuit dat is verbonden met het eerste sub-mengcircuit en de gastoevoerleiding, voor het mengen van het waterstof-zuurstof-mengsel van het eerste sub-mengcircuit met het brandbare gas.
Met ander woorden, het door de elektrolyse-cel geproduceerde waterstof en zuurstof wordt in het eerste sub-mengcircuit gemengd. Bijvoorbeeld omvat het eerste sub-mengcircuit de ten minste ene klep voor het instellen van de verhouding tussen waterstof en zuurstof. Vervolgens wordt het waterstof-zuurstof-mengsel in het tweede sub-mengcircuit met het brandbare gas gemengd.
In een uitvoering is de elektrolyse-cel ondergebracht in een behuizing die is voorzien van een temperatuurregeling. De temperatuurregeling is ingericht om de temperatuur in de behuizing in te stellen op maximaal 60 graden Celsius, bij voorkeur maximaal 55 graden Celsius, en met meer voorkeur maximaal 50 graden Celsius.
Uit testen is gebleken dat de elektrolyse-cel efficiënter water splitst wanneer zijn temperatuur onder de 60 graden Celsius wordt gehouden. Onder efficiënter wordt verstaan dat minder energie wordt verbruikt voor het produceren van dezelfde hoeveelheid waterstof.
Bij voorkeur is de temperatuurregeling bovendien ingesteld om een minimale temperatuur van 10 graden Celsius te garanderen, met meer voorkeur een minimale temperatuur van 15 graden Celsius en met meeste voorkeur een minimale temperatuur van 20 graden Celsius.
In een verdere uitvoering omvat de temperatuurregeling een radiateur die is voorzien van een ventilator, waarbij de elektrolyse-cel voorzien is van een watertoevoerleiding voor de toevoer van water die is ingericht om water door de radiateur te leiden.
De radiateur is ingericht om warmte af te geven, waarbij de ventilator zorgt voor het aanzuigen van gekoelde lucht. Het water dat naar de elektrolyse-cel wordt geleid via de watertoevoerleiding stroomt eerst door de radiateur. Het water koelt de radiateur, wat bijdraagt aan een efficiënte koeling van de behuizing. Het water wordt hierbij enigszins opgewarmd. Verrassenderwijs is het gebleken dat de elektrolyse efficiënter verloopt met het warme water dan bij water op kamertemperatuur.
In een voorkeursuitvoering omvat de elektrolyse-cel een kathode-compartiment, waarin een kathode is voorzien, en een anode-compartiment, waarin een anode is voorzien. Het anode-compartiment is gescheiden van het kathode-compartiment door middel van een membraan.
Bijvoorbeeld is het membraan een proton-uitwisselmembraan. Door middel van deze opstelling worden waterstof en zuurstof effectief gescheiden, zodat ze als afzonderlijke gasstromen worden uitgevoerd door de elektrolyse-cel.
Bijvoorbeeld omvat de anode van de elektrolyse-cel iridium. Bij voorkeur is de anode uitgevoerd als een titanium electrode die is voorzien van een iridium-coating, d.w.z. een coating die iridium omvat. Bijvoorbeeld is de titaniumelektrode voorzien van een coating die een iridiumoxide omvat.
Bijvoorbeeld omvat de kathode platina. Bij voorkeur is de kathode uitgevoerd als een titanium electrode die is voorzien van een platina-coating, d.w.z. een coating die platina omvat. Bijvoorbeeld is de titaniumelektrode voorzien van een coating die een platina-oxide omvat.
In een uitvoering omvat het mengcircuit ten minste één regelklep voor het instellen van het volume brandbaar gas ten opzichte van het totale volume van via de uitlaat uit te voeren gasmengsel. In een stationaire toestand is de regelklep zodanig ingericht dat het volume brandbaar gas 25 - 40 % bedraagt van het totale volume van het uit te voeren gasmengsel. Bij voorkeur bedraagt het volume brandbaar gas 30 - 35 % van het totale volume van het uit te voeren gasmengsel.
Oftewel, met de één of meer regelkleppen wordt de verhouding van het brandbare gas ten opzichte van het waterstof of het waterstof-zuurstof-mengsel ingesteld. Het aandeel brandbaar gas is bij voorkeur kleiner dan het aandeel waterstof / waterstof-zuurstof-mengsel. Daardoor wordt de C02 uitstoot bij verbranding van het gasmengsel aanzienlijk beperkt.
In een verdere uitvoering omvat de gasmenger een met de regelklep verbonden regelaar, die is ingericht om de ten minste ene regelklep aan te sturen om het volume brandbaar gas op het totale volume uit te voeren gasmengsel geleidelijk te verminderen vanaf een begintoestand, waarin het volume brandbaar gas 95 - 100% bedraagt van het totale volume uit te voeren gasmengsel, naar de stationaire toestand.
Oftewel, de regelklep voor het instellen van de verhouding tussen het brandbare gas en de bijgemengde waterstof respectievelijk het bijgemengde waterstof-zuurstof-mengsel wordt aangestuurd door een regelaar. De regelaar stuurt de regelklep aan zodat de hoeveelheid gas geleidelijk wordt verminderd. In een begintoestand bedraagt het aandeel brandbaar gas 95% -100% van het door de gasmenger uitgevoerd gasmengsel. Dit aandeel wordt geleidelijk verminderd totdat de regelklep zich in de stationaire toestand bevindt, waarin het aandeel brandbaar gas nog 25 - 40 % van het totaal bedraagt.
In een verdere uitvoering, is de regelaar ingericht om van een warmwaterinstallatie een signaal te ontvangen dat indicatief is voor een actueel gasverbruik. De regelaar is bovendien ingericht om de ten minste ene regelklep van het mengcircuit geleidelijk van de begintoestand naar de stationaire toestand te sturen wanneer het signaal een eerste drempelwaarde overschrijdt. Daarnaast is de regelaar ingericht om de ten minste ene regelklep van het mengcircuit direct van de stationaire toestand naar de begintoestand te schakelen wanneer het signaal kleiner of gelijk is aan een tweede drempelwaarde.
Kortom, de regelaar stelt de verhouding tussen het brandbare gas enerzijds en de waterstof respectievelijk het waterstof-zuurstof-mengsel anderzijds in op basis van een signaal dat indicatief is voor een actueel gasverbruik. Indien het signaal de eerste drempelwaarde overschrijdt, en het gasverbruik van de warmwaterinstallatie dus groter is dan een overeenkomstig vooraf bepaald verbruik, dan wordt het aandeel waterstof geleidelijk vergroot ten opzichte van het aandeel koolwaters tof gas. Indien de regelaar detecteert dat het signaal kleiner of gelijk is aan de tweede drempelwaarde, dan schakelt de regelaar de regelklep terug naar de begintoestand, zodat voornamelijk of uitsluitend koolwaterstofgas naar de warmwaterinstallatie wordt geleid.
De eerste en tweede drempelwaarde kunnen gelijk aan elkaar zijn.
In een verdere uitvoering is de ten minste ene regelklep in de begintoestand ingesteld zodanig dat het uit te voeren gasmengsel uitsluitend brandbaar gas bevat. De regelaar is bovendien ingericht om de elektrolyse-cel uit te schakelen wanneer het signaal kleiner is dan of gelijk is aan de tweede drempelwaarde en om de elektrolyse-cel in te schakelen wanneer het signaal groter is dan de eerste drempelwaarde.
Kortom, de regelaar schakelt de elektrolyse-cel in of uit op basis van het signaal dat indicatief is voor het actuele gasverbruik. Bijvoorbeeld is de regelaar verbonden met een spanningsbron van de elektrolyse-cel, waarbij de spanningsbron wordt uit- respectievelijk ingeschakeld voor het uit- respectievelijk inschakelen van de elektrolyse-cel.
In een verdere uitvoering is het signaal indicatief voor een rotatiesnelheid van een ventilator van de warmwaterinstallatie. Warmwaterinstallaties omvatten doorgaans een ventilator voor het aanzuigen van lucht voor de verbranding van gas. Als er meer gas wordt verbrand, zal meer lucht / zuurstof aangezogen worden. De ventilatorsnelheid is daarmee een maat voor het actuele gasverbruik.
Bijvoorbeeld is de regelaar rechtstreeks te verbinden met de ventilator van de warmwaterinstallatie, of ontvangt de regelaar het signaal via een regelaar van de warmwaterinstallatie.
Alternatief is het signaal bijvoorbeeld indicatief voor een debiet van gas dat in de warmwaterinstallatie wordt gevoerd.
De uitvinding heeft verder betrekking op een warmwaterinstallatie omvattende een gasmenger zoals bovenstaand beschreven.
Voor een dergelijke warmwaterinstallatie gelden dezelfde voordelen en effecten zoals bovenstaand beschreven voor de gasmenger.
De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het produceren van een gasmengsel voor toevoer aan een warmwaterinstallatie.
In een uitvoering omvat de werkwijze: - het toevoeren van een brandbaar gas, zoals aardgas; - het met een elektrolyse-cel splitsen van water, waarbij het waterstof en zuurstof afzonderlijk worden uitgevoerd; - het mengen van het brandbare gas en door de elektrolyse-cel geproduceerd waterstof; en - het uitvoeren van het gasmengsel naar een warmwaterinstallatie.
Voor de werkwijze gelden dezelfde voordelen en effecten zoals bovenstaand beschreven voor de gasmenger. In het bijzonder kan de werkwijze worden toegepast gebruikmakende van een gasmenger zoals bovenstaand beschreven. Kenmerken van de werkwijze en de gasmenger kunnen volgens de uitvinding bovendien worden gecombineerd.
In een uitvoering omvat de werkwijze het uitstoten van ten minste een deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof.
In een verdere uitvoering omvat de werkwijze het mengen van een niet-uitgestoten deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof met het waterstof en het brandbare gas.
In een verdere uitvoering van de werkwijze, bedraagt het volume waterstof ten minste 90 % van het totale volume waterstof en zuurstof.
In een uitvoering van de werkwijze worden eerst het waterstof en zuurstof met elkaar gemengd, waarna het waterstof-zuurstof-mengsel met het brandbare gas wordt gemengd.
In een uitvoering is de elektrolyse-cel ondergebracht in een behuizing. De werkwijze omvat het regelen van de temperatuur in de behuizing tot maximaal 60 graden Celsius, bij voorkeur maximaal 55 graden Celsius, en met meer voorkeur maximaal 50 graden Celsius.
In een uitvoering omvat de werkwijze het naar de elektrolyse-cel leiden van te splitsen water. De behuizing is uitgerust met een radiateur en ventilator, om de behuizing te koelen. Het water wordt via de radiateur naar de elektrolyse-cel geleid.
In een uitvoering van de werkwijze omvat de elektrolyse-cel een kathode-compartiment, waarin een kathode is voorzien, en een anode-compartiment, waarin een anode is voorzien, waarbij het anode-compartiment gescheiden is van het kathode-compartiment door middel van een membraan, waarin de anode bij voorkeur iridium omvat, en met meer voorkeur titanium voorzien van een iridium-coating, en de kathode bij voorkeur platina omvat, met meer voorkeur titanium voorzien van een platina-coating.
In een uitvoering omvat de werkwijze: - het van een warmwaterinstallatie ontvangen van een signaal dat indicatief is voor een actueel gasverbruik; - het geleidelijk verminderen van het volume brandbaar gas op het totale volume van het gasmengsel van 95% - 100% in een begintoestand, naar 25 - 40 % in een stationaire toestand, wanneer het ontvangen signaal een eerste drempelwaarde overschrijdt; en - het schakelen van de stationaire toestand naar de begintoestand wanneer het signaal kleiner is dan of gelijk is aan een tweede drempelwaarde.
In een verdere uitvoering, bestaat het gasmengsel in de begintoestand volledig uit het brandbare gas, en omvat de werkwijze verder: - het uitschakelen van de elektrolyse-cel uit te schakelen wanneer het signaal kleiner is dan of gelijk is aan de tweede drempelwaarde; en - het inschakelen van de elektrolyse-cel wanneer het signaal groter is dan de eerste drempelwaarde.
Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van voorbeelduitvoeringen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bij gevoegde figuren. - Figuur IA toont schematisch een eerste uitvoering van de bovenbeschreven gasmenger en een warmwaterinstallatie; - Figuur 1B toont schematische een variant van de uitvoering van de gasmenger uit figuur IA; en - Figuur 2 toont een blokkenschema van een uitvoering van de bovenbeschreven werkwijze. De gasmenger 2 (figuur IA) is aangesloten op een warmwaterinstallatie 4. Bijvoorbeeld is warmwaterinstallatie 4 een CV-ketel. Bij voorkeur heeft de warmwaterinstallatie 4 een capaciteit van minimaal 40 kW, met meer voorkeur minimaal 50 kW.
De warmwaterinstaUatie 4 omvat een deel 6 voor het mengen van gas en lucht, en een deel 8 voor het verbranden van het gas-lucht-mengsel om water te verwarmen. Deel 8 is niet in detail getoond, omdat de onderdelen van warmwaterinstaUatie 4 op zichzelf bekend zijn.
De warmwaterinstaUatie omvat een gasinvoer 10. In conventionele systemen wordt via gasinvoer 10 koolwaterstofgas - zoals aardgas - aangevoerd, bijvoorbeeld door gasinvoer 10 rechtstreeks aan te sluiten op het gasnet. In het getoonde voorbeeld is gasinvoer 10 echter aangesloten op de uitlaat van gasmenger 2, zodat via gasinvoer 10 een gasmengsel met waterstof in warmwaterinstaUatie 4 wordt geleid. De warmwaterinstaUatie 4 zuigt lucht aan via luchtinlaat 12, met behulp van een ventüator 13 die in de luchtinlaat 12 is ingericht. Een gasleiding 14 mondt uit in dit luchtkanaal, zodat een gas-lucht-mengsel wordt verkregen. Vervolgens wordt het verkregen gas-lucht-mengsel volgens pijl A naar een brander (niet weergegeven) van deel 8 geleid. De hoeveelheid gas wordt geregeld via een regelklep 16, die wordt aangestuurd door een regelaar 18.
De gasmenger 2 verschaf een gasmengsel met waterstof aan warmwaterinstaUatie 4. Hiertoe omvat gasmenger 2 een elektrolyse-cel 20 voor de elektrolyse van water. De elektrolyse-cel 20 heeft een uitlaat 22 voor de uit voer van zuurstof (02), en een uitlaat 24 voor de uit voer van waterstof (H2). Water wordt aangevoerd via leiding 26. Opgemerkt dat een dergelijk wateraanvoer in principe optioneel is. Alternatief is het namelijk mogelijk om het water in de elektrolyse-cel handmatig op gezette tijden aan te vullen. Het verdient echter sterk de voorkeur om het water automatisch bij te vullen.
De elektrolyse-cel 20 omvat een membraan 21, die de cel 20 onderverdeelt in een anodecompartiment (links in de figuur) een kathodecompartiment (rechts in de figuur). Wanneer de elektrolyse-cel 20 is ingeschakeld, d.w.z. een spanning wordt aangelegd tussen de anode 23 en de kathode 25, dan wordt aan de anode 23 zuurstof geproduceerd dat via zuurstofuitlaat 22 wordt afgevoerd, terwijl aan de kathode 25 waterstof geproduceerd wordt dat via waterstofuitlaat 24 wordt afgevoerd. Het membraan 21 is bij voorkeur een proton-uitwissel-membraan (“proton exchange membrane” of “PEM”).
De elektrolyse-cel 20 is in het getoonde voorbeeld ondergebracht in een behuizing 28. De behuizing is voorzien van een radiateur 30 voor koeling van het interieur van de behuizing 28. De radiateur 30 kan zijn uitgerust met een ventilator.
Een waterreservoir 32 is voorzien om elektrolyse-cel 20 te voorzien van water. Het water is bij voorkeur gedestilleerd water, optioneel voorzien van een elektrolyt, zoals natriumsulfaat (Na2S04). Leiding 26 strekt zich uit van reservoir 32 naar de cel 20. Deze leiding 26 is voorzien van een pomp 34 voor het naar de cel 20 pompen van water uit het reservoir 32.
Bijvoorbeeld is regelaar 38 of een afzonderlijke regelaar ingericht om de pomp 34 aan te sturen op basis van een signaal indicatief voor het waterniveau in elektrolyse-cel 20. Bijvoorbeeld is hiertoe een sensor voor het meten van het waterniveau in elektrolyse-cel 20 voorzien. In een ander voorbeeld wordt op gezette tijden vers water naar elektrolyse-cel gepompt.
De leiding 26 loopt via radiateur 30 naar de elektrolyse-cel 20, zodat het water langs radiateur 30 komt voordat het in de elektrolyse-cel 20 treedt. Dit draagt bij aan de koeling door radiateur 30. Bovendien wordt het water voorverwarmd, wat de effectiviteit van de elektrolyse door cel 20 vergroot. Opgemerkt dat in het getoonde voorbeeld een enkele radiateur 30 is getoond. Echter, het is eveneens mogelijk om meerdere radiateurs 30 te voorzien en/of ventilatoren en/of andere koelsystemen.
Een temperatuursensor 36 registreert de temperatuur in behuizing 28. De sensor 36 is verbonden met een regelaar 38, die de radiateur aanstuurt 30 op basis van de door de temperatuursensor 36 gemeten temperatuur. De temperatuur in de behuizing 28 wordt bij voorkeur rond de 50 graden Celsius gehouden, voor een goede werking van elektrolyse-cel 20.
De zuurstofuitlaat 22 en de waterstofuitlaat 24 zijn aangesloten op een drie wegklep 40. Bovendien is de zuurstofuitlaat 22 afgetakt naar een afvoerleiding 42 voor het uitstoten van een deel van de geproduceerde zuurstof. De afvoerleiding 42 omvat een klep 44 om de hoeveelheid uit te stoten zuurstof in te stellen. Optioneel wordt de klep 44 aangestuurd door de regelaar 38.
De uitgang van driewegklep 40 is via een leiding 46 verbonden met een tweede driewegklep 48. In leiding 46 is optioneel een klep 50 voorzien die kan worden aangestuurd door regelaar 38. De tweede driewegklep 48 is verder verbonden met een aanvoerleiding 52 voor de aanvoer van aardgas. In het getoonde voorbeeld voert leiding 52 aardgas aan, echter alternatief kunnen andere koolwaterstofgassen worden aangevoerd, zoals propaan of butaan. De leiding 52 is eveneens voorzien van een klep 54, die optioneel aan te sturen is door regelaar 38.
Driewegklep 40 is zodanig ingesteld dat een waterstof-zuurstof-mengsel ontstaat van ongeveer 96 % waterstof en ongeveer 4% zuurstof.
In een alternatief voorbeeld wordt alle zuurstof uitgestoten, en uitsluitend waterstof met gas gemengd met behulp van driewegklep 48. In een dergelijk alternatief voorbeeld is de uitlaat 22 niet langer vertakt voor het bijmengen van zuurstof, maar rechtstreeks aangesloten op afvoer 42. Klep 44 kan daarbij eveneens vervallen. Bovendien is uitlaat 24 in een dergelijk alternatief voorbeeld rechtstreeks verbonden met leiding 46, waardoor driewegklep 40 kan vervallen.
De regelaar 38 is verbonden met de ventilator 13 van de warmwaterinstallatie 4 voor het ontvangen van een signaal dat indicatief is voor de ventilatorsnelheid Vvenüiator. Alternatief is de regelaar 38 verbonden met regelaar 18 van installatie 4 voor het ontvangen van het signaal via deze regelaar 18.
Navolgend zal een voorbeeld van een werkwijze voor het produceren van een gasmengsel voor een warmwaterinstallatie worden geïllustreerd aan de hand van figuur 2. In stap SI00 ontvangt regelaar 38 een signaal dat indicatief is voor de ventilatorsnelheid Vventiiator· Bijvoorbeeld ontvangt regelaar 38 dit signaal rechtstreeks van ventilator 13 van de warmwaterinstallatie 4. Als het actuele gasverbruik relatief laag is, zal de ventilator 13 relatief langzaam draaien. In stap S102 bepaalt regelaar 38 of de ventilatorsnelheid gedurende een bepaalde tijd Tmin groter is dan een bepaalde drempelsnelheid V(|rcmPd· Bijvoorbeeld is Tmin gelijk aan 30 - 60 seconden. Τ,ηίη is instelbaar, en wordt bij voorkeur ingesteld op een waarde tussen 30 en 60 seconden.
Indien Vventiiator niet boven de drempelwaarde uitkomt, blijft de gasmenger 2 in de begintoestand, waarin de regelaar 38 telkens Vventiiator ontvangt in stap SI00 en de voorwaarde van stap SI02 controleert.
Indien Vventiiator echter gedurende de tijdsduur Trnin boven de drempelwaarde uitkomt, schakelt de regelaar 38 in stap SI03 de spanningsbron van elektrolyse-cel 20 in. De elektrolyse-cel 20 is daarmee ingeschakeld en produceert waterstof en zuurstof. Een deel van de zuurstof wordt via afvoer 42 uitgestoten, terwijl een ander deel van de zuurstof via driewegklep 40 wordt gemengd met het waterstof dat uit uitlaat 24 treedt.
Vervolgens wordt in stap SI04 driewegklep 48 aangestuurd om geleidebjk het aandeel waterstof respectievebjk waterstof-zuurstofmengsel te vergroten ten opzichte van het aandeel aardgas. Bijvoorbeeld wordt driewegklep 48 in 2-5 minuten van de begintoestand, met 100% aardgas, naar de stationaire toestand, met 25-40% aardgas, gebracht. Bijvoorbeeld is het volumepercentage aardgas in de stationaire toestand zo’n 32 %.
Indien optionele klep 52 aanwezig is, wordt deze in stap S104 naar ene open toestand geschakeld door regelaar 38.
In de stationaire toestand, ontvangt regelaar 38 in stap S106 Vventiiator van ventilator 13. In stap SI08 bepaalt de regelaar 38 of de ventilatorsnelheid kleiner is dan de drempelwaarde Vdrempei. In het getoonde voorbeeld is de drempelwaarde Vdrempei in stap S108 gelijk aan de drempelwaarde Vdrempei in stap S102. Desgewenst kunnen verschillende drempelwaarden gehanteerd worden.
Indien de ventilatorsnelheid kleiner is dan de drempelwaarde, schakelt regelaar 38 de elektrolyse-cel uit in stap SI 10. Bovendien stuurt regelaar 38 in stap SI 12 klep 48 aan zodat geen waterstof en zuurstof meer wordt bijgemengd. Dat wil zeggen, het systeem keert terug naar de begintoestand. Zolang de ventilatorsnelheid echter boven de drempelwaarde blijft in stap SI08, blijft het systeem in de stationaire toestand, waarin waterstof, en optioneel ook zuurstof, wordt bij gemengd.
In het getoonde voorbeeld is regelaar 38 ingericht om zowel de temperatuurregeling, als de regeling van de diverse kleppen, als het aansturen van de elektrolyse-cel uit te voeren. Desgewenst kunnen meerdere regelaars zijn voorzien, die ieder een deel van deze regelingen implementeren. Bijvoorbeeld is een eerste regelaar voorzien voor de temperatuurregeling, terwijl een tweede regelaar de kleppen en de elektrolyse-cel aanstuurt.
In figuur IA zijn leidingen 22, 24 en 46 gekoppeld via een driewegklep 40. In een alternatieve uitvoering (figuur 1B) is de driewegklep 40 vervangen door drie afzonderlijke kleppen, die elk zijn ingericht in één van de drie samenkomende leidingen 22, 24,46. Overeenkomstig kan ook driewegklep 48 vervangen worden door drie afzonderlijke kleppen, die elk in een corresponderende leiding 10, 46, 5 zijn ingericht, zoals weergegeven in figuur 1B.
Bijvoorbeeld zijn één of meer kleppen van de gasmenger 2 uitgevoerd als magneetkleppen.
De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven uitvoeringen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan modificaties denkbaar zijn.
Claims (21)
1. Gasmenger voor een warmwaterinstallatie, omvattende: - een gastoevoerleiding voor het toevoeren van een brandbaar gas, zoals aardgas; - elektrolyse-cel voor de elektrolyse van water, met een waterstofuitlaat voor het uitvoeren van waterstof en een afzonderlijke zuurstofuitlaat voor het uitvoeren van zuurstof, waarin de zuurstofuitlaat is verbonden met een afvoer die is ingericht om ten minste een deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof uit te stoten en bovendien is verbonden met het mengcircuit, voor het mengen van een niet-uitgestoten deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof met het waterstof en het brandbare gas; - een mengcircuit dat is verbonden met de w'aterstofuitlaat en met de gastoevoerleiding, voor het mengen van via de gastoevoerleiding toegevoerd brandbaar gas en door de elektrolyse-cel geproduceerd waterstof; en - een met het mengcircuit verbonden uitlaat voor het uitvoeren van het met het mengcircuit verkregen gasmengsel.
2. Gasmenger volgens conclusie 1, waarin het mengcircuit ten minste één klep omvat die is ingericht om de verhouding in te stellen tussen het volume waterstof en het volume zuurstof die in het mengcircuit worden geleid, waarin de klep zodanig is ingericht dat het volume waterstof ten minste 90 % bedraagt van het totale volume waterstof en zuurstof dat in het mengcircuit wordt geleid.
3. Gasmenger volgens conclusie 1 of 2, het mengcircuit omvattende: - een eerste sub-mengcircuit dat is verbonden met de zuurstofuitlaat en met de w'aterstofuitlaat, voor het mengen van w'aterstof en zuurstof; en - een tweede sub-mengcircuit dat is verbonden met het eerste sub-mengcircuit en de gastoevoerleiding, voor het mengen van het waterstof-zuurstof-mengsel van het eerste sub-mengcircuit met het brandbare gas.
4. Gasmenger volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de elektrolyse-cel is ondergebracht in een behuizing, die is voorzien van een temperatuurregeling ingericht om de temperatuur in de behuizing in te stellen op maximaal 60 graden Celsius, bij voorkeur maximaal 55 graden Celsius, en met meer voorkeur maximaal 50 graden Celsius.
5. Gasmenger volgens conclusie 4, waarbij de temperatuurregeling een radiateur omvat die is voorzien van een ventilator, en waarbij de elektrolyse-cel is voorzien van een watertoevoerleiding voor de toevoer van water, die is ingericht om water door de radiateur te leiden.
6. Gasmenger volgens één van de voorgaande conclusies, de elektrolyse-cel omvattende een kathode-compartiment, waarin een kathode is voorzien, en een anode-compartiment, waarin een anode is voorzien, waarbij het anode-compartiment gescheiden is van het kathode-compartiment door middel van een membraan.
7. Gasmenger volgens conclusie 6, waarin de anode iridium omvat, bij voorkeur titanium voorzien van een iridium-coating, en de kathode platina omvat, bij voorkeur titanium voorzien van een platina-coating.
8. Gasmenger volgens één van de voorgaande conclusies, waarin het mengcircuit ten minste één regelklep omvat voor het instellen van het volume brandbaar gas ten opzichte van het totale volume van via de uitlaat uit te voeren gasmengsel, waarin de regelklep in een stationaire toestand is ingericht zodanig dat het volume brandbaar gas 25 - 40 % bedraagt van het totale volume van het uil te voeren gasmengsel, en bij voorkeur 30 - 35 %.
9. Gasmenger volgens conclusie 8, verder omvattende een met de regelklep verbonden regelaar, die is ingericht om de ten minste ene regelklep aan te sturen om het volume brandbaar gas op het totale volume uit te voeren gasmengsel geleidelijk te verminderen vanaf een begintoestand, waarin het volume brandbaar gas 95 - 100% bedraagt van het totale volume uit te voeren gasmengsel, naar de stationaire toestand.
10. Gasmenger volgens conclusie 9, waarbij de regelaar is ingericht om van een warm water i ns tallat i e een signaal te ontvangen dat indicatief is voor een actueel gasverbruik, waarbij de regelaar bovendien is ingericht om de ten minste ene regelklep van het mengcircuit geleidelijk van de begintoestand naar de stationaire toestand te sturen wanneer het signaal een eerste drempelwaarde overschrijdt, en om de ten minste ene regelklep van het mengcircuit direct van de stationaire toestand naar de begintoestand te schakelen wanneer het signaal kleiner of gelijk is aan een tweede drempelwaarde.
11. Gasmenger volgens conclusie 10, waarin in de begintoestand de ten minste ene regelklep is ingesteld zodanig dat het uit te voeren gasmengsel uitsluitend brandbaar gas bevat, en de regelaar is ingericht om de elektrolyse-cel uit te schakelen wanneer het signaal kleiner of gelijk is aan de tweede drempelwaarde en om de elektrolyse-cel in te schakelen wanneer het signaal groter is dan de eerste drempelwaarde.
12. Gasmenger volgens conclusie 10 of 11, waarin het signaal indicatief is voor een rotatiesnelheid van een ventilator van de warmwaterinstallatie.
13. Warmwaterinstallatie omvattende een gasmenger volgens één van de voorgaande conclusies.
14. Werkwijze voor het produceren van een gasmengsel voor toevoer aan een warmwaterinstallatie, omvattende: - het toevoeren van een brandbaar gas, zoals aardgas; - het met een elektrolyse-cel splitsen van water, waarbij het waterstof en zuurstof afzonderlijk worden uitgevoerd; - het mengen van het brandbare gas en door de elektrolyse-cel geproduceerd waterstof; - het uitvoeren van het gasmengsel naar een warmwaterinstallatie; - het uitstoten van ten minste een deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof; en - het mengen van een niet-uitgestoten deel van de door de elektrolyse-cel geproduceerde zuurstof met het waterstof en het brandbare gas.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, waarbij het volume waterstof ten minste 90 % bedraagt van het totale volume waterstof en zuurstof.
16. Werkwijze volgens conclusie 14 of 15, waarin eerst het waterstof en zuurstof met elkaar worden gemengd, en vervolgens het waterstof-zuurstof-mengsel met het brandbare gas wordt gemengd.
17. Werkwijze volgens één van de conclusies 14-16, waarbij de elektrolyse-cel is ondergebracht in een behuizing, de werkwijze omvattende het regelen van de temperatuur in de behuizing tot maximaal 60 graden Celsius, bij voorkeur maximaal 55 graden Celsius, en met meer voorkeur maximaal 50 graden Celsius.
18. Werkwijze volgens conclusie 17, omvattende het naar de elektrolyse-cel leiden van te splitsen water, waarbij het water via een radiateur, die is ingericht om de behuizing te koelen en is voorzien van een ventilator, naar de elektrolyse-cel wordt geleid.
19. Werkwijze volgens één van de conclusies 14-18, de elektrolyse-cel omvattende een kathode-compartiment, waarin een kathode is voorzien, en een anode-compartiment, waarin een anode is voorzien, waarbij het anode-compartiment gescheiden is van het kathode-compartiment door middel van een membraan, waarin de anode bij voorkeur iridium omvat, en met meer voorkeur titanium voorzien van een iridium-coating, en de kathode bij voorkeur platina omvat, met meer voorkeur titanium voorzien van een platina-coating.
20. Werkwijze volgens één van de conclusies 14-19, verder omvattende: - het van een warmwaterinstallatie ontvangen van een signaal dat indicatief is voor een actueel gasverbruik; - het geleidelijk verminderen van het volume brandbaar gas op het totale volume van het gasmengsel van 95% - 100% in een begintoestand, naar 25 - 40 % in een stationaire toestand, wanneer het ontvangen signaal een eerste drempelwaarde overschrijdt; en - het schakelen van de stationaire toestand naar de begintoestand wanneer het signaal kleiner is dan of gelijk is aan een tweede drempelwaarde.
21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin in de begintoestand het gasmengsel volledig uit het brandbare gas bestaat, de werkwijze verder omvattende: - het uitschakelen van de elektrolyse-cel uit te schakelen wanneer het signaal kleiner is dan of gelijk is aan de tweede drempelwaarde; en - het inschakelen van de elektrolyse-cel wanneer het signaal groter is dan de eerste drempelwaarde.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2016761A NL2016761B1 (nl) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel |
| PCT/NL2017/050295 WO2017196174A1 (en) | 2016-05-12 | 2017-05-12 | Gas mixer, hot water installation and method for producing a gas mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2016761A NL2016761B1 (nl) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2016761A NL2016761A (nl) | 2017-11-15 |
| NL2016761B1 true NL2016761B1 (nl) | 2017-11-27 |
Family
ID=56292850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2016761A NL2016761B1 (nl) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2016761B1 (nl) |
| WO (1) | WO2017196174A1 (nl) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3090079B1 (fr) * | 2018-12-12 | 2020-12-04 | Bulane | Optimisation énergétique et environnementale d’une installation comprenant au moins un appareil à combustion à brûleur |
| FR3108163B1 (fr) * | 2020-03-10 | 2022-03-25 | Mairie De Chateauneuf | Procédé et Dispositif pour alimenter une chaudière à combustibles gazeux |
| NL2025467B1 (nl) | 2020-03-18 | 2021-10-19 | Lucky Beheer B V | Warmwaterinstallatie en werkwijze voor verwarmen van water |
| CN112944663A (zh) * | 2021-02-21 | 2021-06-11 | 湖南理工学院 | 一种家用天然气掺氢热水器装置 |
| IT202100013094A1 (it) * | 2021-05-20 | 2022-11-20 | F M T S R L | Caldaia policombustibile |
| EP4151922A1 (en) | 2021-09-17 | 2023-03-22 | Tieluk B.V. | Hot water installation and method for heating water |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4039409A (en) * | 1975-12-04 | 1977-08-02 | General Electric Company | Method for gas generation utilizing platinum metal electrocatalyst containing 5 to 60% ruthenium |
| DE3110511A1 (de) * | 1980-03-21 | 1982-03-11 | Escher/Foster Technology Ass., Inc., 48879 St. Johns, Mich. | "verfahren und vorrichtung zur thermochemischen wasserstoff-sauerstoff-verbrennungseinleitung" |
| DE69431724T2 (de) * | 1993-09-06 | 2003-09-04 | Hydrogen Tech Ltd | Verbesserte elektrolysesysteme |
| DE10032528A1 (de) * | 2000-07-05 | 2002-01-17 | Berthold W Seemann | Verfahren zur Wärmeversorgung eines Gebäudes oder Gebäudeteils |
| WO2010131943A1 (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Petroliam Nasional Berhad (Petronas) | A method of operating an engine |
| WO2010151157A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Leonardo Jr I Mendoza | High temperature electrolysis system |
| CN102893014A (zh) * | 2010-04-13 | 2013-01-23 | 希尔技术股份有限公司 | 用来控制在柴油机中的燃烧的方法和系统 |
| US20120067304A1 (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Robert Jon Littmann | Economical hybrid fuel |
| WO2012100781A2 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Heatgear Professional Aps | Catalytic heating system |
| DE102012002688A1 (de) * | 2011-09-03 | 2013-03-07 | InfraServ GmbH & Co. Höchst KG | Emissionsfreie Energieversorgung für Gebäude und sonstige Versorgungssysteme |
| US8739743B2 (en) * | 2012-03-27 | 2014-06-03 | Go Green Hybrid Fuel Systems | Hydrogen feed method and systems for engines |
| BG111782A (bg) * | 2014-06-27 | 2016-01-29 | "Хидродженика Корпорейшън" Оод | Оксиводороден генератор и метод за получаване на оксиводороден газ |
-
2016
- 2016-05-12 NL NL2016761A patent/NL2016761B1/nl active
-
2017
- 2017-05-12 WO PCT/NL2017/050295 patent/WO2017196174A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017196174A1 (en) | 2017-11-16 |
| NL2016761A (nl) | 2017-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL2016761B1 (nl) | Gasmenger, warmwaterinstallatie en werkwijze voor het produceren van een gasmengsel | |
| CN101400602B (zh) | 重整装置和燃料电池系统 | |
| CN102369624B (zh) | 燃料电池系统 | |
| CA2641201A1 (en) | Fuel cell system having controller controlling higher-efficiency operation and lower-efficiency operation | |
| CN101466636A (zh) | 氢生成装置以及燃料电池系统 | |
| US20080102331A1 (en) | Fuel cell system | |
| JPH11344216A (ja) | 燃焼装置 | |
| JP6090419B1 (ja) | 燃料電池装置 | |
| JP6425574B2 (ja) | 塗装設備 | |
| JP6632439B2 (ja) | 熱源装置 | |
| JP3694448B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2020026921A (ja) | 水素燃焼ボイラ | |
| JP3295884B2 (ja) | 燃料電池用水素ガス供給装置 | |
| KR100487667B1 (ko) | 연료전지시스템 | |
| JP2004273222A (ja) | 燃料電池の評価試験用ガス供給装置 | |
| JP2007220424A (ja) | 改質装置および燃料電池システム | |
| US11205792B2 (en) | Fuel cell system and control method for same | |
| US8827692B2 (en) | Oil burner, regulating device and regulating method therefor | |
| JP2016133252A (ja) | 熱源装置 | |
| JPH10169974A (ja) | 給湯器における燃焼装置およびその運転方法 | |
| US20060257803A1 (en) | Gas valve controller | |
| US9843061B2 (en) | Hydrogen generator with a supplementary air flow rate adjustor for a combustor | |
| JP2019116995A (ja) | 燃焼システム | |
| JPH02119061A (ja) | 燃料電池のメタノール改質装置 | |
| CN109028056B (zh) | 一种同步送风智能控制器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD | Change of ownership |
Owner name: BNR-CAPITAL B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: TIELUK B.V. Effective date: 20231206 |