NL2025467B1

NL2025467B1 - HOT WATER INSTALLATION AND METHOD FOR HEATING WATER

Info

Publication number: NL2025467B1
Application number: NL2025467A
Authority: NL
Inventors: Lukkes Tienus
Original assignee: Lucky Beheer B V
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-10-19

Abstract

15 UITTREKSEL De uitvinding relateert aan een warmwaterinstallatie en werkwijze, de installatie omvattende: 5 — een aanvoer voor het aanvoeren van een te verwarmen vloeistofstroom; — een brander ingericht voor het verbranden van een gas(mengsel) voor het verwarmen van de vloeistofstroom; — een afvoer voor het afvoeren van de verwarmde vloeistofstroom; — een werkzaam met de brander verbonden gasaanvoer; 10 — een gasmenger ingericht voor het mengen van een aanvoer van een koolwaterstofgas met een gasmengsel van zuurstof en waterstof; — een werkzaam met de gasmenger verbonden elektrolysesysteem ingericht voor het produceren van het gasmengsel van zuurstof en waterstof, verder omvattende: 15 — een ontvochtiger ingericht voor het ontvochtigen van het met het elektrolysesysteem geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof; en — een werkzaam met het elektrolysesysteem en de aanvoer van de te verwarmen vloeistofstroom verbonden warmtewisselaar ingericht voor het voorverwarmen van de te verwarmen vloeistofstroom.EXTRACT The invention relates to a hot water installation and method, the installation comprising: - a supply for supplying a liquid flow to be heated; — a burner adapted to burn a gas (mixture) for heating the liquid stream; — a drain for discharging the heated liquid stream; — a gas supply operatively connected to the burner; 10 - a gas mixer adapted for mixing a supply of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen; - an electrolysis system operatively connected to the gas mixer, adapted to produce the gas mixture of oxygen and hydrogen, further comprising: - a dehumidifier adapted to dehumidify the gas mixture of oxygen and hydrogen produced with the electrolysis system; and - a heat exchanger operatively connected to the electrolysis system and the supply of the liquid flow to be heated, adapted to preheat the liquid flow to be heated.

Description

WARMWATERINSTALLATIE EN WERKWIJZE VOOR VERWARMEN VAN WATER De uitvinding relateert aan een warmwaterinstallatie, een werkwijze voor het verwarmen van water met een dergelijke warmwaterinstallatie, alsmede aan een gasdoseerinstallatie voor het bijmengen van een gasmengsel in een dergelijke warmwaterinstallatie.HOT WATER INSTALLATION AND PROCESS FOR HEATING WATER The invention relates to a hot water installation, a method for heating water with such a hot water installation, as well as to a gas dosing installation for admixing a gas mixture in such a hot water installation.

Warmwaterinstallaties, zoals een CV-ketel, boiler, stoomketel of geiser of proceswarmte uit een brander van een kooktoestel, zijn uit de praktijk bekend en zijn ingericht voor het verwarmen van water door een brandbaar gas te verbranden, Het brandbare gas is meestal aardgas, echter, ook andere koolwaterstofgassen kunnen worden toegepast.Hot water installations, such as a central heating boiler, boiler, steam boiler or geyser or process heat from a burner of a cooking appliance, are known from practice and are designed for heating water by burning a combustible gas. The combustible gas is usually natural gas, however other hydrocarbon gases can also be used.

Bij de verbranding van een koolwaterstofgas, zoals aardgas, wordt het broeikasgas CO, uitgestoten. De wereldwijde CO, uitstoot zorgt voor een versterkt broeikaseffect. In het algemeen wordt het daarom wenselijk geacht de CO‚-uitstoot te verminderen.When a hydrocarbon gas, such as natural gas, is burned, the greenhouse gas CO is emitted. Global CO2 emissions lead to an enhanced greenhouse effect. In general, it is therefore considered desirable to reduce CO‚ emissions.

WO 2017/196174 A1 toont een gasmenger voor een warmwaterinstallatie waarin een mengsel van zuarstof, waterstof en koolwaterstof wordt verbrand, alsmede een warmwaterinstallatie voorzien van een dergelijke gasmenger. Het bijmengen van waterstof in het gasmengsel leidt tot een vermindering van de CO,-uitstoot doordat de verbranding van waterstof niet leidt tot CO,. Daarmee neemt feitelijk de uitstoot van CO: per eenheid geproduceerd water, bijvoorbeeld de hoeveelheid CO, per eenheid warm water, bijvoorbeeld gemeten in gram CO-/liter geproduceerd warm water, af.WO 2017/196174 A1 shows a gas mixer for a hot water installation in which a mixture of oxygen, hydrogen and hydrocarbon is burned, as well as a hot water installation provided with such a gas mixer. Adding hydrogen to the gas mixture leads to a reduction in CO2 emissions because the combustion of hydrogen does not lead to CO2. This actually reduces CO emissions: per unit of water produced, for example the amount of CO, per unit of hot water, measured in grams of CO/litre of hot water, for example.

Een nadeel van de genoemde (of een soortgelijke) gasmenger en warmwaterinstallatie is dat er door de toevoeging van waterstof bij de verbranding een toename van stikstofoxiden (NO,) op kan treden doordat de stabiliteit van de brandervlam wordt verminderd. De uitstoot van NO, leidt tot een volgens internationale afspraken onaanvaardbare (schadelijke) invloed op natuur en milieu, waaronder natuurgebieden, Een vermindering van de NO,-uitstoot is daarom gewenst.A drawback of the said (or a similar) gas mixer and hot water installation is that the addition of hydrogen can cause an increase in nitrogen oxides (NO 2 ) during combustion because the stability of the burner flame is reduced. NO emissions lead to an unacceptable (damaging) impact on nature and the environment, including nature reserves, according to international agreements. A reduction in NO emissions is therefore desirable.

Een doel van de uitvinding is daarom het verhogen van de stabiliteit van de brandervlam en het daarmee samenhangend verminderen van de NO,-uitstoot van warmwaterinstallaties.It is therefore an object of the invention to increase the stability of the burner flame and the associated reduction of NO 3 emissions from hot water installations.

Dit doel wordt bereikt met een warmwaterinstallatie voor het verschaffen van een warme vloeistofstroom volgens de uitvinding, de installatie omvattende: — een aanvoer voor het aanvoeren van cen te verwarmen vloeistofstroom; — een brander ingericht voor het verbranden van een gas of gasmengsel voor het verwarmen van de vloeistofstroom; — een afvoer voor het afvoeren van de verwarmde vloeistofstroom; — een werkzaam met de brander verbonden gasaanvoer; — een gasmenger ingericht voor het mengen van een aanvoer van een koolwaterstofgas met een gasmengsel van zuurstof en waterstof;This object is achieved with a hot water installation for providing a warm liquid flow according to the invention, the installation comprising: - a supply for supplying a liquid flow to be heated; — a burner adapted to burn a gas or gas mixture for heating the liquid stream; — a drain for discharging the heated liquid stream; — a gas supply operatively connected to the burner; - a gas mixer adapted for mixing a supply of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen;

— een werkzaam met de gasmenger verbonden elektrolysesysteem ingericht voor het produceren van het gasmengsel van zuurstof en waterstof, verder omvattende: — een ontvochtiger ingericht voor het ontvochtigen van het met het elektrolysesysteem geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof, en — een werkzaam met het elektrolysesysteem en de aanvoer van de te verwarmen vloeistofstroom verbonden warmtewisselaar ingericht voor het voorverwarmen van de te verwarmen vloeistofstroom.— an electrolysis system operatively connected to the gas mixer, adapted to produce the gas mixture of oxygen and hydrogen, further comprising: — a dehumidifier adapted to dehumidify the gas mixture of oxygen and hydrogen produced by the electrolysis system, and — an electrolysis system operative with the electrolysis system, and heat exchanger connected to the supply of the liquid flow to be heated is arranged for preheating the liquid flow to be heated.

Door de toepassing van een ontvochtiger voor het voorafgaand aan het mengen met een koolwaterstof, zoals aardgas, ontvochtigen van het geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof, wordt een stabiele brandervlam bereikt, terwijl tegelijkertijd een hoger aandeel zuurstof en waterstof in het gasmengsel in de brander kan worden toegepast. Hierdoor wordt een warmwaterinstallatie gerealiseerd met zowel een verminderde CO--uitstoot als een verminderde NO,-uitstoot.By using a dehumidifier for dehumidifying the produced gas mixture of oxygen and hydrogen prior to mixing with a hydrocarbon, such as natural gas, a stable burner flame is achieved, while at the same time a higher proportion of oxygen and hydrogen can be added to the gas mixture in the burner. are applied. As a result, a hot water installation is realized with both reduced CO emissions and reduced NO emissions.

Een verder voordeel van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding is dat de door de warmte geproduceerde elektrolysecel kan worden overgedragen op het te verwarmen water. Hiermee wordt bereikt dat de elektrolysecel op de juiste bedrijfstemperatuur gehouden kan worden, terwijl tegelijkertijd de benodigde hoeveelheid gasmengsel voor het verwarmen van het te verwarmen water kan worden verminderd. Hierdoor wordt de efficiëntie van de warmwaterinstallatie verder vergroot, en tevens wordt CO, uitstoot en NO, uitstoot nog verder verminderd.A further advantage of the hot water installation according to the invention is that the electrolysis cell produced by the heat can be transferred to the water to be heated. This ensures that the electrolysis cell can be kept at the correct operating temperature, while at the same time the amount of gas mixture required for heating the water to be heated can be reduced. This further increases the efficiency of the hot water installation and further reduces CO emissions and NO emissions.

Een nog verder voordeel van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding is dat het toepassen van de ontvochtiger resulteert in een koeling van het geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof alsmede in de levering van gekoelde afvoervloeistof. Om het gekoelde geproduceerde gasmengsel te verwarmen kan worden gebruik gemaakt van restwarmte uit het elektrolysesysteem, waardoor het elektrolysesysteem op een effectieve wijze kan worden gekoeld en op een gewenste of zelfs optimale bedrijfstemperatuur gehouden kan worden. Deze restwarmte is bij voorkeur maximaal 70 °C.Het gekoelde afvoerwater uit de ontvochtiger kan additioneel of alternatief worden ingezet voor de (verdere) koeling van het elektrolysesysteem.A still further advantage of the hot water installation according to the invention is that the use of the dehumidifier results in a cooling of the produced gas mixture of oxygen and hydrogen as well as in the supply of cooled effluent. Residual heat from the electrolysis system can be used to heat the cooled produced gas mixture, whereby the electrolysis system can be cooled in an effective manner and kept at a desired or even optimum operating temperature. This residual heat is preferably a maximum of 70 °C. The cooled waste water from the dehumidifier can be used additionally or alternatively for (further) cooling of the electrolysis system.

In een uitvoeringsvorm is de benodigde koolwaterstof in het gasmengsel één of meer van aardgas, biogas, methaan, propaan of butaan, waarbij het gasmengsel bij voorkeur aardgas bevat.In one embodiment, the required hydrocarbon in the gas mixture is one or more of natural gas, biogas, methane, propane or butane, the gas mixture preferably containing natural gas.

In een uitvoeringsvorm is de warmtewisselaar een platenwarmtewisselaar.In one embodiment, the heat exchanger is a plate heat exchanger.

Het voordeel van de toepassing van een platenwarmtewisselaar is hiermee een relatief groot warmtewisselend oppervlak wordt gerealiseerd bij een zo klein mogelijke afmeting van de warmtewisselaar.The advantage of using a plate heat exchanger is that a relatively large heat-exchanging surface is realized with the smallest possible size of the heat exchanger.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan de gasmenger zijn ingericht voor het reduceren van het aandeel koolwaterstof van zo’n 100 gew.% bij het starten van de warmwaterinstallatie naar een aandeel in het bereik van 3 tot 20 gew.%, bij voorkeur in het bereik van 5 tot 15 gew.%, en met de meeste voorkeur in het bereik van 10 tot 12 gew.%.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, the gas mixer can be designed to reduce the proportion of hydrocarbon from about 100% by weight at the start of the hot water installation to a proportion in the range of 3 to 20% by weight, at preferably in the range of 5 to 15% by weight, and most preferably in the range of 10 to 12% by weight.

Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat op deze wijze een efficiënte start van de installatie wordt gerealiseerd, waarna het aandeel koolwaterstof (met de meeste voorkeur) terug gebracht kan worden naar slechts 10 tot 12 gew.% om zo een vermindering van de CO: en NO, uitstoot te realiseren.An advantage of this embodiment is that in this way an efficient start-up of the installation is realized, after which the hydrocarbon share (most preferably) can be reduced to only 10 to 12 wt.% in order to reduce the CO: and NO, emissions to be achieved.

Bij voorkeur is de gasmenger voorzien van een besturingsinrichting of regelinrichting voor het aansturen van de gasmenger teneinde een optimaal gasmengsel aan de brander te leveren. Hiermee wordt de hoeveelheid uitgestoten NO, verder verminderd.Preferably, the gas mixer is provided with a control device or regulating device for controlling the gas mixer in order to supply an optimum gas mixture to the burner. This further reduces the amount of NO emitted.

In een verdere uitvoeringsvorm kan de gasmenger, bij voorkeur door middel van een besturingsinrichting or regelinrichting, verder zijn ingericht voor het regelen de verhouding tussen waterstof en zuurstof in het geproduceerde mengsel van waterstof en zuurstof, waarbij deze verhouding bij voorkeur in het bereik van 4:1, en bij meer voorkeur in het bereik van 2:1 ligt.In a further embodiment the gas mixer, preferably by means of a control device or regulating device, may be further arranged to control the ratio between hydrogen and oxygen in the produced mixture of hydrogen and oxygen, this ratio preferably in the range of 4: 1, and more preferably in the range of 2:1.

Een voordeel van deze specifieke verhouding is dat deze relatief eenvoudig te produceren is zonder de inzet van extra processtappen, waardoor de kosten van de installatie afnemen. Ook wordt een compactere installatie gerealiseerd.An advantage of this specific ratio is that it is relatively easy to produce without the use of additional process steps, which reduces the costs of the installation. A more compact installation is also realized.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan deze verder cen werkzaam met de gasmenger verbonden stromingsmeter omvatten voor het meten van de hoeveelheid door het elektrolysesysteem geproduceerde gas.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, it may further comprise a flow meter operatively connected to the gas mixer for measuring the amount of gas produced by the electrolysis system.

Een voordeel van het toepassen van een stromingsmeter voor het geproduceerde gas is dat, bij voorkeur via een besturings- en/of regelinrichting, een optimaal gasmengsel kan worden gerealiseerd waarmee een maximale vermindering van de CO; en NO, uitstoot kan worden gerealiseerd.An advantage of using a flow meter for the produced gas is that, preferably via a control and/or regulating device, an optimum gas mixture can be realized with which a maximum reduction of the CO; and NO, emissions can be realized.

Hierbij kan optioneel ook gebruik worden gemaakt van een temperatuursensor voor het meten van de temperatuur van het geproduceerde waterstof- en/of zuurstofgas om te komen tot op een optimaal mengsel. In een uitvoeringsvorm volgens de vinding kan de temperatuur van het waterstof- en/of zuurstofgas ook worden verlaagd door het onttrekken van warmte aan het gas voorafgaand aan het mengen daarvan met de koolwaterstof.Optionally, use can also be made of a temperature sensor for measuring the temperature of the hydrogen and/or oxygen gas produced in order to arrive at an optimum mixture. In an embodiment according to the invention, the temperature of the hydrogen and/or oxygen gas can also be lowered by extracting heat from the gas prior to mixing it with the hydrocarbon.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de vinding omvat deze verder een tweede warmtewisselaar die is ingericht voor het verwarmen van het met het elektrolysesysteem geproduceerde en met de ontvochtiger ontvochtigde gasmengsel.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, it furthermore comprises a second heat exchanger which is designed for heating the gas mixture produced with the electrolysis system and dehumidified with the dehumidifier.

Zoals bovenstaand al eerder aangegeven is een voordeel van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding dat het toepassen van de ontvochtiger resulteert in een koeling van het geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof alsmede in de levering van gekoelde afvoervloeistof. Om het gekoelde geproduceerde gasmengsel te verwarmen kan worden gebruik gemaakt van restwarmte uit het elektrolysesysteem, waardoor het elektrolysesysteem op een effectieve wijze kan worden gekoeld en op de ideale bedrijfstemperatuur gehouden kan worden.As indicated above, an advantage of the hot water installation according to the invention is that the use of the dehumidifier results in a cooling of the produced gas mixture of oxygen and hydrogen, as well as in the supply of cooled discharge liquid. Residual heat from the electrolysis system can be used to heat the cooled produced gas mixture, whereby the electrolysis system can be cooled effectively and kept at the ideal operating temperature.

Bij voorkeur wordt voor het overdragen van de restwarmte van het elektrolysesysteem naar het geproduceerde gasmengsel van waterstof en zuurstof gebruik gemaakt van een (tweede) warmtewisselaar. Hiermee kan op efficiënte wijze de warmte worden overgedragen. Bij voorkeur is de tweede warmtewisselaar een platenwarmtewisselaar, omdat deze efficiënt en eenvoudig in gebruik is.Preferably, a (second) heat exchanger is used to transfer the residual heat from the electrolysis system to the produced gas mixture of hydrogen and oxygen. This allows the heat to be transferred efficiently. Preferably, the second heat exchanger is a plate heat exchanger, because it is efficient and simple to use.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kunnen de eerste en tweede warmtewisselaar in een gecombineerd circuit zijn voorzien voor het overdragen van warmte uit het elektrolysesysteem naar de te verwarmen vloeistofstroom en het met de ontvochtiger ontvochtigde gasmengsel.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, the first and second heat exchangers can be provided in a combined circuit for transferring heat from the electrolysis system to the liquid flow to be heated and the gas mixture dehumidified with the dehumidifier.

Een voordeel van een gecombineerd circuit voor beide warmtewisselaars is dat een nog effectiever warmtewisselingsscircuit wordt gerealiseerd. Dit wordt onder andere gerealiseerd doordat er minder onderdelen nodig zijn, zoals bijvoorbeeld slechts één pomp voor het circuleren door beide warmtewisselaars.An advantage of a combined circuit for both heat exchangers is that an even more effective heat exchange circuit is realized. This is achieved, among other things, because fewer parts are required, such as, for example, only one pump for circulating through both heat exchangers.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan deze verder een werkzaam met het elektrolysesysteem verbonden vermogensregelaar omvatten die is ingericht voor het leveren van vermogen aan het elektrolysesysteem.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, it may further comprise a power controller which is operatively connected to the electrolysis system and which is adapted to supply power to the electrolysis system.

Een voordeel van een vermogensregelaar is dat hiermee de benodigde hoeveelheid vermogen aan het elektrolysesysteem geleverd kan worden, terwijl tegelijkertijd geen continu vermogen geleverd hoeft te worden. Hiermee wordt een efficiënte levering van vermogen bereikt en worden onnodige verliezen gereduceerd.An advantage of a power controller is that it allows the required amount of power to be supplied to the electrolysis system, while at the same time no continuous power has to be supplied. This achieves efficient power delivery and reduces unnecessary losses.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan de vermogensregelaar zijn voorzien van een optimalisator ingericht voor het in de tijd variëren van het geleverde vermogen.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, the power controller can be provided with an optimizer designed for varying the power supplied over time.

Een voordeel van het toepassen van een optimalisator in de vermogensregelaar geldt dat het geleverde vermogen aangepast kan worden aan de vraag naar waterstof- en/of zuurstofgas, of dat er additioneel of alternatief, kan worden gekozen voor het aanpassen van het geleverde vermogen aan de optimale productiecondities van het elektrolysesysteem. Hierbij is bijvoorbeeld sprake door rekening te houden met een gemeten temperatuur in elektrolysesysteem, zodat de warmte optimaal afgevoerd kan worden en het systeem in optimale productietoestand kan worden ingezet.An advantage of using an optimizer in the power controller is that the delivered power can be adapted to the demand for hydrogen and/or oxygen gas, or that an additional or alternative option can be chosen to adapt the delivered power to the optimum production conditions of the electrolysis system. This is the case, for example, by taking into account a measured temperature in the electrolysis system, so that the heat can be optimally dissipated and the system can be used in optimal production condition.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan deze verder een retour omvatten voor het retourneren van vloeistof uit de ontvochtiger naar het elektrolysesysteem.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, it may further comprise a return for returning liquid from the dehumidifier to the electrolysis system.

Een voordeel van het retourneren van uit de ontvochtiger onttrokken vloeistof is dat er 5 geen verliesstroom van water optreedt, waardoor de kosten voor het in bedrijf hebben van de warmwaterinstallatie lager uitvallen.An advantage of returning liquid withdrawn from the dehumidifier is that there is no loss of water, so that the costs for operating the hot water installation are lower.

Een verder voordeel is dat de onttrokken vloeistof (gedeeltelijk) geprepareerd is voor gebruik in het elektrolyseysteem, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van (residuen van) een elektrolyt.A further advantage is that the withdrawn liquid is (partially) prepared for use in the electrolysis system, for instance due to the presence of (residues of) an electrolyte.

Nog een verder voordeel is dat de onttrokken vloeistof een relatief lage temperatuur heeft, waardoor er bij invoer in het elektrolysesysteem een koelende werking van uitgaat. Dit heeft een positief effect op de efficiëntie van het elektrolysesysteem.A still further advantage is that the withdrawn liquid has a relatively low temperature, so that it has a cooling effect when it is introduced into the electrolysis system. This has a positive effect on the efficiency of the electrolysis system.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan in gebruik het elektrolysesysteem zijn voorzien van een elektrolyt voor het verbeteren van de geleiding.In one embodiment of the hot water installation according to the invention, the electrolysis system can be provided with an electrolyte in use for improving the conductivity.

Een voordeel van het toevoegen van een elektrolyt is dat de efficiëntie van de productie van waterstof en/of zuurstof kan worden verhoogd. De elektrolyt kan bijvoorbeeld één of meer zouten en/of zeewater omvatten.An advantage of adding an electrolyte is that the efficiency of hydrogen and/or oxygen production can be increased. For example, the electrolyte may comprise one or more salts and/or seawater.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan deze verder een doseerinrichting omvatten voor het toevoegen van elektrolyt.In one embodiment of the hot water installation according to the invention, it may further comprise a metering device for adding electrolyte.

Door een doseerinrichting, bij voorkeur voorzien van een sensor en/of een regelaar, toe te passen kan de hoeveelheid elektrolyt geoptimaliseerd worden voor de hoeveelheid te produceren waterstof en zuurstof. Hiermee wordt de efficiëntie van het elektrolysesysteem en daarmee de warmwaterinstallatie verder verhoogd.By using a dosing device, preferably provided with a sensor and/or a controller, the amount of electrolyte can be optimized for the amount of hydrogen and oxygen to be produced. This further increases the efficiency of the electrolysis system and thus the hot water installation.

In een uitvoeringsvorm van de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding kan het elektrolysesysteem zijn voorzien van een aantal elektroden omvattende één of meer van: palladium, iridium, en platina.In an embodiment of the hot water installation according to the invention, the electrolysis system may be provided with a number of electrodes comprising one or more of: palladium, iridium and platinum.

Door het toepassen van elektroden met palladium en/of iridium en/of platina kan een effectievere productie van het geproduceerde mengsel van waterstof en zaurstof worden gerealiseerd.By using electrodes with palladium and/or iridium and/or platinum, a more effective production of the produced mixture of hydrogen and oxygen can be achieved.

De uitvinding relateert verder ook aan een werkwijze voor het verwarmen van een vloeistofstroom, de werkwijze omvattende de stappen: — het voorzien van een warmwaterinstallatie volgens een uitvoeringsvorm van de vinding; — het opstarten van de warmwaterinstallatie met behulp van de verbranding van een aanvoer van een koolwaterstofgas;The invention further relates also to a method for heating a liquid flow, the method comprising the steps of: - providing a hot water installation according to an embodiment of the invention; — the start-up of the hot water installation using the combustion of a hydrocarbon gas feed;

— het activeren van het elektrolysesysteem en het produceren van het gasmengsel van zuurstof en waterstof; — het mengen van de aanvoer van een koolwaterstofgas met een gasmengsel van zuurstof en waterstof; — het optimaliseren van de verbranding met de brander; en — het verwarmen van de te verwarmen vloeistofstroom, verder omvattende: — het met een ontvochtiger ontvochtigen van het met het elektrolysesysteem geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof, en — het voorverwarmen van de te verwarmen vloeistofstoom met door het elektrolysesysteem geproduceerde warmte met behulp van een warmtewisselaar. De werkwijze volgens de uitvinding heeft soortgelijke effecten en voordelen als de warmwaterinstallatie volgens de uitvinding. Een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat, door het voorafgaand aan het mengen met een koolwaterstof, zoals aardgas, ontvochtigen van het geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof, wordt bereikt dat een hoger aandeel zuurstof en waterstof in het gasmengsel kan worden toegepast, terwijl tegelijkertijd een stabiele brandervlam wordt gerealiseerd. Hierdoor wordt een warmwaterinstallatie gerealiseerd met zowel een verminderde CO--uitstoot als een verminderde NO,-uitstoot.— activating the electrolysis system and producing the gas mixture of oxygen and hydrogen; - mixing the feed of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen; — optimizing combustion with the burner; and - heating the liquid stream to be heated, further comprising: - dehumidifying the gas mixture of oxygen and hydrogen produced by the electrolysis system with a dehumidifier, and - preheating the liquid steam to be heated with heat produced by the electrolysis system using a heat exchanger. The method according to the invention has similar effects and advantages as the hot water installation according to the invention. An advantage of the method according to the invention is that, by dehumidifying the gas mixture of oxygen and hydrogen produced prior to mixing with a hydrocarbon, such as natural gas, it is achieved that a higher proportion of oxygen and hydrogen can be used in the gas mixture, while at the same time realizing a stable burner flame. As a result, a hot water installation is realized with both reduced CO emissions and reduced NO emissions.

Een verder voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat de door de warmte geproduceerde elektrolysecel kan worden overgedragen op het te verwarmen water. Hiermee wordt bereikt dat de elektrolysecel op de juiste bedrijfstemperatuur gehouden kan worden, terwijl tegelijkertijd de benodigde hoeveelheid gasmengsel voor het verwarmen van het te verwarmen water kan worden verminderd.A further advantage of the method according to the invention is that the electrolysis cell produced by the heat can be transferred to the water to be heated. This ensures that the electrolysis cell can be kept at the correct operating temperature, while at the same time the amount of gas mixture required for heating the water to be heated can be reduced.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kan de werkwijze verder de stap omvatten van het reduceren van het aandeel koolwaterstof van zo’n 100 gew.% bij het starten van de warmwaterinstallatie naar een aandeel in het bereik van 3 tot 20 gew.%, bij voorkeur in het bereik van 5 tot 15 gew.%, en met de meeste voorkeur in het bereik van 10 tot 12 gew.%. wordt gebracht tijdens bedrijf van de warmwaterinstallatie.In an embodiment of the method according to the invention, the method may further comprise the step of reducing the proportion of hydrocarbon from about 100% by weight at the start of the hot water installation to a proportion in the range of 3 to 20% by weight. preferably in the range of 5 to 15% by weight, and most preferably in the range of 10 to 12% by weight. is supplied during operation of the hot water system.

Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat op deze wijze een efficiënte start van de installatie wordt gerealiseerd, waarna het aandeel koolwaterstof (met de meeste voorkeur) terug gebracht kan worden naar slechts 10 tot 12 gew.% om zo een vermindering van de CO, en NO, uitstoot te realiseren.An advantage of this embodiment is that in this way an efficient start-up of the installation is realized, after which the proportion of hydrocarbon (most preferably) can be reduced to only 10 to 12 wt.% in order to reduce CO, and NO, emissions to be achieved.

Deze werkwijzestap omvat bij voorkeur eveneens het regelen van de gasmenger teneinde een optimaal gasmengsel aan de brander te leveren. Hiermee wordt de hoeveelheid uitgestoten NO, (nog) verder verminderd.This process step preferably also includes controlling the gas mixer to deliver an optimum gas mixture to the burner. This reduces the amount of NO emitted (even) further.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding Kan de werkwijze verder het regelen van de temperatuur in het elektrolysesysteem omvatten, waarbij de bedrijfstemperatuur ligt in het bereik van 60 tot 95 °C, bij voorkeur in het bereik van 70 tot 85 °C, en met de meeste voorkeur in het bereik van 77 tot 82 °C.In an embodiment of the method according to the invention, the method may further comprise controlling the temperature in the electrolysis system, wherein the operating temperature is in the range of 60 to 95°C, preferably in the range of 70 to 85°C, and most preferably in the range of 77 to 82°C.

Door het regelen van de temperatuur in het elektrolysesysteem wordt gewaarborgd dat een optimale productie van waterstof en zuurstof wordt bereikt teneinde de uitstoot van CO: en NO, verder te beperken. Het regelen van de temperatuur kan onder andere één of meer omvatten van het actief onttrekken van warmte uit het elektrolysesysteem door het koelen van het systeem, het verminderen van het aan het elektrolysesysteem geleverde vermogen en/of het terugvoeren van uit de ontvochtiger onttrokken vloeistof aan het elektrolysesysteem.Controlling the temperature in the electrolysis system ensures that optimum production of hydrogen and oxygen is achieved in order to further limit CO2 and NO emissions. Controlling the temperature may include one or more of actively extracting heat from the electrolysis system by cooling the system, reducing the power supplied to the electrolysis system and/or returning liquid withdrawn from the dehumidifier to the electrolysis system.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kan de werkwijze verder het met een vermogensregelaar in de tijd regelen van het aan het elektrolysesysteem geleverde vermogen omvatten.In an embodiment of the method according to the invention, the method may further comprise time control of the power supplied to the electrolysis system with a power controller.

Een voordeel van het in de tijd regelen van het geleverde vermogen is dat een efficiënte productie van waterstof en zuurstof wordt bereikt. Hiermee wordt met een zo laag mogelijke hoeveelheid vermogen een zo groot mogelijke hoeveelheid water- en zuurstof geproduceerd. De vermogensregelaar kan zijn ingericht voor het regelen van één of meer van voltage, amperage en/of frequentie van het geleverde vermogen, in relatie tot de geleiding.An advantage of controlling the power delivered over time is that efficient production of hydrogen and oxygen is achieved. This produces the greatest possible amount of water and oxygen with the lowest possible amount of power. The power controller may be arranged to control one or more of the voltage, amperage and/or frequency of the supplied power, in relation to the conductivity.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kan het vermogen worden aangepast zodanig dat de bedrijfstemperatuur van het elektrolysesysteem in gebruik in het gewenste bereik wordt gehouden.In an embodiment of the method according to the invention, the power can be adjusted such that the operating temperature of the electrolysis system in use is kept in the desired range.

Door de hoeveelheid aan het elektrolysesysteem geleverde vermogen aan te passen kan het elektrolysesysteem in het gewenste temperatuurbereik worden gehouden, waarmee een optimale prodactie van waterstof en zuurstof wordt bereikt.By adjusting the amount of power supplied to the electrolysis system, the electrolysis system can be kept in the desired temperature range, whereby an optimum production of hydrogen and oxygen is achieved.

De uitvinding relateert verder aan een gasdoseerinstallatie voor het bijmengen van cen gasmengsel in een warmwaterinstallatie, de gasdoseerinstallatie omvattende: — een aanvoerkoppeling voor het koppelen aan een aanvoer voor het aanvoeren van een te verwarmen vloeistofstroom; — een afvoerkoppeling voor het koppelen aan een afvoer voor het afvoeren van de verwarmde vloeistofstroom; — een gasmenger ingericht voor het mengen van een aanvoer van een koolwaterstofgas met een gasmengsel van zuurstof en waterstof en voorzien van een gaskoppeling voor het koppelen aan een gastoevoer; — een werkzaam met de gasmenger verbonden elektrolysesysteem ingericht voor het produceren van het gasmengsel van zuurstof en waterstof, verder omvattende:The invention further relates to a gas dosing installation for admixing a gas mixture in a hot water installation, the gas dosing installation comprising: - a supply coupling for coupling to a supply for supplying a liquid flow to be heated; - a discharge coupling for coupling to a discharge for discharging the heated liquid stream; - a gas mixer adapted for mixing a supply of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen and provided with a gas coupling for coupling to a gas supply; — an electrolysis system operatively connected to the gas mixer adapted to produce the gas mixture of oxygen and hydrogen, further comprising:

— een ontvochtiger ingericht voor het ontvochtigen van het met het elektrolysesysteem geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof, en — een werkzaam met het elektrolysesysteem en de aanvoer van de verwarmen vloeistofstroom verbonden warmtewisselaar ingericht voor het voorverwarmen van de te verwarmen vloeistofstroom.- a dehumidifier adapted to dehumidify the gas mixture of oxygen and hydrogen produced with the electrolysis system, and - a heat exchanger operatively connected to the electrolysis system and the supply of the heated liquid flow, adapted to preheat the liquid flow to be heated.

De gasdoseerinstallatie volgens de uitvinding heeft soortgelijke effecten en voordelen als de bovengenoemde warmwaterinstallatie volgens de uitvinding en de werkwijze voor het verwarmen van een vloeistof volgens de uitvinding.The gas dosing installation according to the invention has similar effects and advantages as the above-mentioned hot water installation according to the invention and the method for heating a liquid according to the invention.

De gasdoseerinstallatie volgens de uitvinding heeft als voordeel dat deze ook kan worden toegepast voor het ombouwen van een bestaande brander en/of warmwaterinstallatie naar een warmwaterinstallatie volgens de vinding. Daardoor wordt op eenvoudige en kostenefficiënte wijze een vermindering van de uitstoot van CO: en NO, bereikt. Dit wordt gerealiseerd doordat er geen nieuwe warmwaterinstallatie hoeft te worden geplaatst, terwijl de inefficiëntere bestaande warmwaterinstallatie kan worden verbeterd door het ombouwen naar een warmwaterinstallatie volgens de uitvinding.The gas dosing installation according to the invention has the advantage that it can also be used for converting an existing burner and/or hot water installation to a hot water installation according to the invention. As a result, a reduction in CO2 and NO2 emissions is achieved in a simple and cost-effective manner. This is realized because no new hot water installation has to be installed, while the more inefficient existing hot water installation can be improved by converting to a hot water installation according to the invention.

Het wordt opgemerkt dat de gasdoseerinstallatie volgens de uitvinding ook in combinatie met de bovengenoemde andere componenten en uitvoeringsvormen van de warmwaterinstallatie en/of de werkwijze volgens de uitvinding combineerbaar zijn.It is noted that the gas dosing installation according to the invention can also be combined in combination with the above-mentioned other components and embodiments of the hot water installation and/or the method according to the invention.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van voorbeelduitvoeringen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren.Further advantages, features and details of the invention are elucidated on the basis of exemplary embodiments thereof, reference being made to the appended figures.

— Figuur 1 toont schematisch een voorbeeld van een eerste uitvoering van een warmwaterinstallatie volgens de uitvinding; en — Figuur 2 toont een blokschema van een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding.Figure 1 shows schematically an example of a first embodiment of a hot water installation according to the invention; and - Figure 2 shows a block diagram of an example of an embodiment of the method according to the invention.

In een voorbeeld van warmwaterinstallatie 2 (figuur 1) is deze voorzien van retour 6 voor het aanvoeren van een te verwarmen vloeistofstroom (R) en warmwater aanvoer 4 voor het afvoeren van de verwarmde vloeistofstroom (A). In dit voorbeeld betreft de vloeistofstroom (A, R) water voor het verwarmen van een gebouw, zoals een woonhuis, een wooncomplex. De vloeistofstroom (A, R) kan ook worden ingezet in of voor een warmteproces. Warmwaterinstallatie 21s verder voorzien van een brander 8 en daarmee verbonden gasaanvoer 10 voor het aanvoeren van een te verbranden gasmengsel.In an example of hot water installation 2 (Figure 1), this is provided with return 6 for supplying a liquid flow (R) to be heated and hot water supply 4 for discharging the heated liquid flow (A). In this example, the liquid flow (A, R) concerns water for heating a building, such as a house, a residential complex. The liquid flow (A, R) can also be used in or for a heat process. Hot water installation 21s is further provided with a burner 8 and gas supply 10 connected thereto for supplying a gas mixture to be burned.

Optioneel kan warmwaterinstallatie tevens zijn voorzien van een buffervat (niet getoond) dat is aangesloten op warmwaterinstallatie 2, zoals bijvoorbeeld aanvoer 4 of retour 6.Optionally, a hot water installation can also be provided with a buffer vessel (not shown) that is connected to hot water installation 2, such as, for example, supply 4 or return 6.

Warmwaterinstallatie 2 is verder voorzien van elektrolysesysteem 12 dat is ingericht voor het produceren van waterstof en zuurstof. Aanvoer 14 van elektrolysesysteem 12 is in dit voorbeeld gekoppeld aan vloeistofreservoir 16 voor het aanvoeren van te elektrolyseren vloeistof zoals water. Alternatief kan ook worden gekozen voor het direct aansluiten van aanvoer 14 op een externe vloeistofbron (niet getoond). In elektrolysesysteem 12 wordt een vloeistof, in dit geval water, door middel van elektriciteit omgezet in waterstofgas en zuurstofgas. Het geproduceerde mengsel van waterstof en zuurstof wordt via afvoer 18 uit elektrolysesysteem 12 naar ontvochtiger 20 gevoerd. Ontvochtiger 20 is ingericht voor het onttrekken van water uit het geproduceerde mengsel van waterstof en zuurstof. Het onttrokken water wordt via leiding 22 afgevoerd of, in dit voorbeeld, teruggevoerd naar reservoir 16. Ontvochtiger 20 is verder via leiding 24 verbonden met warmtewisselaar 26 voor het aanvoeren van warmte naar het geproduceerde mengsel van waterstof en zuurstof. Leiding 28 is verbonden met enerzijds warmtewisselaar 26 en anderzijds met gasmenger 30 voor het transporteren van het verwarmde gasmengsel van zuurstof en waterstof van warmtewisselaar 26 naar gasmenger 30. Gasmenger 30 is verder verbonden met koolwaterstofleiding 32 voor het aanvoeren van koolwaterstofgas en, aan een stroomafwaartse zijde, met gasaanvoer 10 voor het aanvoeren van het gasmengsel naar brander 8. Gasmenger 30 is ingericht voor mengen van het geproduceerde mengsel van waterstof en zuurstof met koolwaterstofgas uit koolwaterstofleiding 32 en voor het voor verbranding via gasaanvoer 10 naar brander 8 geleiden.Hot water installation 2 is further provided with electrolysis system 12 which is designed for producing hydrogen and oxygen. In this example, supply 14 of electrolysis system 12 is coupled to liquid reservoir 16 for supplying liquid to be electrolyzed, such as water. Alternatively, it is also possible to choose to connect supply 14 directly to an external liquid source (not shown). In electrolysis system 12, a liquid, in this case water, is converted into hydrogen gas and oxygen gas by means of electricity. The produced mixture of hydrogen and oxygen is fed to dehumidifier 20 via outlet 18 from electrolysis system 12 . Dehumidifier 20 is adapted to withdraw water from the produced mixture of hydrogen and oxygen. The withdrawn water is discharged via line 22 or, in this example, returned to reservoir 16. Dehumidifier 20 is further connected via line 24 to heat exchanger 26 for supplying heat to the produced mixture of hydrogen and oxygen. Line 28 is connected on the one hand to heat exchanger 26 and on the other hand to gas mixer 30 for conveying the heated gas mixture of oxygen and hydrogen from heat exchanger 26 to gas mixer 30. Gas mixer 30 is further connected to hydrocarbon line 32 for supplying hydrocarbon gas and, on a downstream side , with gas supply 10 for supplying the gas mixture to burner 8. Gas mixer 30 is arranged for mixing the produced mixture of hydrogen and oxygen with hydrocarbon gas from hydrocarbon line 32 and for conducting it via gas supply 10 to burner 8 for combustion.

Elektrolysesysteem 12 is verder voorzien van spanningsbron 34 voor het leveren van elektriciteit voor de elektrolyse. Elektrolysesysteem 12 is verder voorzien van warmteafvoercircuit 35 dat wordt gevormd door leidingen 36, 38, 49 alsmede door warmtewisselaars 26, 42 en pompElectrolysis system 12 is further provided with voltage source 34 for supplying electricity for the electrolysis. Electrolysis system 12 is further provided with heat dissipation circuit 35 which is formed by pipes 36, 38, 49 as well as heat exchangers 26, 42 and pump.

48. Restwarmte wordt via leiding 36 naar één of beide warmtewisselaars 26, 42 getransporteerd. Warmtewisselaar 26 is ingericht voor het overdragen van warmte naar het gasmengsel van zuurstof en waterstof dat door leiding 24 wordt aangevoerd. Warmtewisselaar 26 is aan de stroomafwaartse zijde verder verbonden met leiding 38 die uitmondt in leiding 40. Leiding 36 is verder verbonden met een ingangszijde van warmtewisselaar 42. Warmtewisselaar 42 is mgericht voor het overdragen van warmte naar vloeistof (R) uit leiding 6. Een uitgangszijde van warmtewisselaar 42 is verbonden met leiding 40 voor het transporteren van de gekoelde vloeistof naar elektrolysesysteem 12. Leiding 40 is voorzien van pomp 48 voor het door leidingen 36, 38, 40 van warmteafvoercircuit 35 van en naar elektrolysesysteem 12 transporteren van de vloeistof.48. Residual heat is transported via line 36 to one or both heat exchangers 26, 42. Heat exchanger 26 is adapted to transfer heat to the gas mixture of oxygen and hydrogen supplied through line 24 . Heat exchanger 26 is further connected on the downstream side to conduit 38 which opens into conduit 40. Conduit 36 is further connected to an entrance side of heat exchanger 42. Heat exchanger 42 is adapted to transfer heat to liquid (R) from conduit 6. An exit side of heat exchanger 42 is connected to conduit 40 for transporting the cooled liquid to electrolysis system 12. Conduit 40 is provided with pump 48 for transporting the liquid through conduits 36, 38, 40 of heat dissipation circuit 35 to and from electrolysis system 12.

Warmwaterinstallatie 2 is in dit voorbeeld verder eveneens voorzien van regelaar 50 die ingericht is voor het regelen van één of meerdere parameters van warmwaterinstallatie 2. Regelaar 50 kan de vorm hebben van een besturings- en/of regelsysteem. Regelaar 50 kan bij voorbeeld zijn ingericht voor het aansturen van het te leveren vermogen aan het elektrolysesysteem (vermogensregeling) door middel van frequentie-, spannings-, of weerstandsregeling. Regelaar 50 kan ook worden ingericht voor het aansturen van doseersysteem 52 voor doseren van elektrolyt aan reservoir 16 of systeem 12.In this example, hot water installation 2 is further also provided with controller 50 which is designed for controlling one or more parameters of hot water installation 2. Controller 50 can take the form of a control and/or regulation system. For example, controller 50 may be arranged to control the power to be supplied to the electrolysis system (power control) by means of frequency, voltage, or resistance control. Controller 50 may also be configured to control dosing system 52 for dosing electrolyte to reservoir 16 or system 12.

Verder is warmwaterinstallatie 2 in dit voorbeeld voorzien van diverse temperatuur (T)- en flow (F) sensoren 54,56 die werkzaam zijn verbonden met regelaar 50 voor het leveren van respectievelijk temperatuur en stromingsgegevens. De sensoren F, T kunnen worden gebruikt door regelaar 50 voor het aan- en/of bijsturen van één of meer van de koolwaterstofgas-aanvoer via leiding 32, de waterstof- en zuurstofproductie door elektrolysesysteem 12 en/of de vermogensaanvoer naar elektrolysesysteem 12 voor het aansturen van warmwaterinstallatie 2. Andere aansturingsmogelijkheden voor het optimaliseren van de warmwaterinstallatie in termen van vermindering van CO, en NO, en het (verder) verhogen van de bedrijfszekerheid op basis van sensoren F, T door regelaar 50 behoren echter ook tot de mogelijkheden.Furthermore, in this example, hot water installation 2 is provided with various temperature (T) and flow (F) sensors 54,56 which are operatively connected to controller 50 for supplying temperature and flow data, respectively. The sensors F, T may be used by controller 50 to direct and/or adjust one or more of the hydrocarbon gas supply through line 32, the hydrogen and oxygen production by electrolysis system 12 and/or the power supply to electrolysis system 12 for controlling the hot water installation 2. Other control options for optimizing the hot water installation in terms of reducing CO, and NO, and (further) increasing the operational reliability on the basis of sensors F, T by controller 50 are also possible.

In een voorbeeld van de werkwijze 1000 {figuur 2) volgens de uitvinding omvat dit de stap van het voorzien 1002 van warmwaterinstallatie 2 volgens de uitvinding. Het voorzien 1002 kan ook de stappen omvatten van het verschaffen van een bestaande warmwaterinstallatie en het ombouwen 1018 daarvan naar warmwaterinstallatie 2 door het vervangen 1020 van de bestaande brander door gasmenger $ en het aanbrengen 1022 van elektrolysesysteem 12, een ontvochtiger 20 en warmtewisselaar 42. Optioneel kan worden gekozen voor het aanbrengen 1024 van warmtewisselaar 26 voor het overdragen van restwarmte naar het geproduceerde mengsel van zuurstof en waterstof.In an example of the method 1000 (Figure 2) according to the invention, this comprises the step of providing 1002 with hot water installation 2 according to the invention. Provision 1002 may also include the steps of providing an existing hot water installation and converting it 1018 to hot water installation 2 by replacing 1020 of the existing burner with gas mixer $ and installing 1022 electrolysis system 12, a dehumidifier 20 and heat exchanger 42. Optional may be chosen to provide 1024 of heat exchanger 26 for transferring waste heat to the produced mixture of oxygen and hydrogen.

In dit voorbeeld omvat werkwijze 1000 verder het opstarten 1004 van de warmwaterinstallatie met behulp van de verbranding van een aanvoer van een koolwaterstofgas en het activeren 1006 van het elektrolysesysteem en het produceren van het gasmengsel van zuurstof en waterstof. De werkwijze 1000 in dit voorbeeld omvat verder het mengen 1008 van de aanvoer van een koolwaterstofgas met een gasmengsel van zuurstof en waterstof en het optimaliseren 1010 van de verbranding met de brander. Ook omvat werkwijze 1000 in dit voorbeeld het verwarmen 1012 van de te verwarmen vloeistofstroom en het met een ontvochtiger ontvochtigen 1014 van het met het elektrolysesysteem geproduceerde gasmengsel van zuurstof en waterstof en het voorverwarmen 1016 van de te verwarmen vloeistofstoom met door het elektrolysesysteem geproduceerde warmte met behulp van een warmtewisselaar In bedrijf van warmwaterinstallatie 2 wordt het opstarten van warmwaterinstallatie 2 uitgevoerd via leiding 32 en gasmenger 30 koolwaterstofgas aan te voeren dat via gasaanvoer 10 naar brander 8 wordt gevoerd om daar verbrand te worden. Na of gelijktijdig met het opstarten van brander 8 wordt elektrolysesysteem 12 opgestart. Hiertoe wordt vloeistof, in dit voorbeeld in de vorm van water, uit reservoir 16 via leiding 14 aangevoerd naar elektrolysesysteem 12 om geëlektrolyseerd te worden. In dit voorbeeld is het water voorzien van elektrolyt uit doseersysteem 52 dat wordt aangestuurd door regelaar 50. Het geproduceerde mengsel van zuurstof en waterstof wordt via leiding 18 naar ontvochtiger 20 gevoerd, waar het wordt ontvochtigd. In dit geval geldt dat de temperatuur van het mengsel tussen de 70 °C en 80 °C bedraagt als het ontvochtiger 20 in gaat. Het onttrokken water wordt in dit voorbeeld in vloeibare vorm via leiding 22 teruggevoerd naar reservoir 16. Dit water kan ook worden afgevoerd of teruggevoerd naar elektrolysesysteemIn this example, method 1000 further comprises starting 1004 of the hot water plant using the combustion of a hydrocarbon gas feed and activating 1006 of the electrolysis system and producing the gas mixture of oxygen and hydrogen. The method 1000 in this example further comprises mixing 1008 the feed of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen and optimizing 1010 combustion with the burner. Also, method 1000 in this example comprises heating 1012 of the liquid stream to be heated and dehumidifying 1014 with a dehumidifier the gas mixture of oxygen and hydrogen produced with the electrolysis system and preheating 1016 of the liquid steam to be heated with heat produced by the electrolysis system using of a heat exchanger In operation of hot water installation 2, the start-up of hot water installation 2 is carried out via line 32 and gas mixer 30 to supply hydrocarbon gas which is fed via gas supply 10 to burner 8 to be burned there. After or simultaneously with burner 8 starting up, electrolysis system 12 is started up. To this end, liquid, in this example in the form of water, is supplied from reservoir 16 via line 14 to electrolysis system 12 to be electrolyzed. In this example, the water is supplied with electrolyte from metering system 52 which is controlled by controller 50. The produced mixture of oxygen and hydrogen is fed via line 18 to dehumidifier 20 where it is dehumidified. In this case, the temperature of the mixture is between 70 °C and 80 °C when the dehumidifier enters 20 . In this example, the extracted water is returned in liquid form via line 22 to reservoir 16. This water can also be discharged or returned to the electrolysis system.

20. Het ontvochtigde mengsel van zuurstof en waterstof uit ontvochtiger 20 is door het ontvochtigen in temperatuur gedaald. In dit voorbeeld kan die temperatuur zijn gedaald tot rond de °C. Het gekoelde mengsel van zuurstof en waterstof wordt door leiding 24 naar warmtewisselaar 26 gevoerd, waar het warmte opneemt uit restwarmtecircuit 35. Het opgewarmde mengsel van zuurstof en waterstof, dat in dit voorbeeld een temperatuur heeft van rond de 20 °C, wordt via leiding 28 naar gasmenger 30 gestuurd, waar het wordt gemengd met koolwaterstofgas 10 uit leiding 32. De verhouding tussen het mengsel van zuurstof en waterstof en het koolwaterstofgas wordt in dit voorbeeld geregeld door de aansturing van regelaar 50 op gasmenger 30.20. The dehumidified mixture of oxygen and hydrogen from dehumidifier 20 has dropped in temperature as a result of the dehumidification. In this example, that temperature may have dropped to around °C. The cooled mixture of oxygen and hydrogen is fed through line 24 to heat exchanger 26, where it absorbs heat from residual heat circuit 35. The heated mixture of oxygen and hydrogen, which in this example has a temperature of around 20°C, is fed through line 28. sent to gas mixer 30 where it is mixed with hydrocarbon gas 10 from line 32. The ratio between the mixture of oxygen and hydrogen and the hydrocarbon gas is controlled in this example by the actuation of controller 50 on gas mixer 30.

Het ontstane gasmengsel wordt via gasaanvoer 10 naar brander 8 gevoerd voor verbranding en warmteproductie.The resulting gas mixture is fed via gas supply 10 to burner 8 for combustion and heat production.

Tijdens bedrijf produceert elektrolysesysteem 12 ook (rest)warmte die, mede voor een goede werkmg van elektrolysesysteem 12, moet worden afgevoerd. Warmwaterinstallatie 2 beschikt daarvoor over restwarmtecircuit 35. Restwarmte wordt via leiding 36 uit elektrolysesysteem 12 afgevoerd naar warmtewisselaars 26 en 42. Vanaf de warmtewisselaars 26, 42 wordt de gekoelde vloeistof door pomp 48 via respectievelijke leidingen 38 en 40 teruggevoerd naar elektrolysesysteem 12 voor het opnieuw opnemen van restwarmte. De restwarmte wordt in warmtewisselaar 26 overgedragen op het mengsel van zuurstof en waterstof dat via leiding 24 en 28 wordt getransporteerd. Anderzijds wordt restwarmte via warmtewisselaar 42 overgedragen op retourleiding 6 die de op te warmen vloeistof aanvoert. Daartoe is warmtewisselaar 42 via tussenaanvoerleiding 44 en tussenafvoerleiding 46 verbonden met retourleiding 6. Op deze wijze wordt de in retourleiding 6 aangevoerde vloeistof dus voorverwarmd, waardoor een lagere hoeveelheid warmte nodig is om de te verwarmen vloeistof op de gewenste uitgangstemperatuur in aanvoerleiding 4 te Krijgen.During operation, electrolysis system 12 also produces (residual) heat, which must be removed, partly for proper operation of electrolysis system 12. Hot water installation 2 has for this purpose residual heat circuit 35. Residual heat is discharged via line 36 from electrolysis system 12 to heat exchangers 26 and 42. From heat exchangers 26, 42 the cooled liquid is returned by pump 48 via respective lines 38 and 40 to electrolysis system 12 for reabsorption. from residual heat. The residual heat is transferred in heat exchanger 26 to the mixture of oxygen and hydrogen which is transported via lines 24 and 28 . On the other hand, residual heat is transferred via heat exchanger 42 to return line 6, which supplies the liquid to be heated. To that end, heat exchanger 42 is connected via intermediate supply line 44 and intermediate discharge line 46 to return line 6. In this way the liquid supplied in return line 6 is thus preheated, so that a lower amount of heat is required to obtain the liquid to be heated at the desired outlet temperature in supply line 4.

In dit voorbeeld zijn op diverse plaatsen flow- en/of temperatuursensoren aangebracht voor het meten van de flux en/of temperatuur als invoer voor regelaar 50. Deze sensoren kunnen allemaal of slechts gedeeltelijk of in het geheel niet worden aangebracht, omdat deze in beginsel voor de werking van warmwaterinstallatie 2 niet essentieel zijn.In this example flow and/or temperature sensors are arranged at various locations for measuring the flux and/or temperature as input for controller 50. These sensors can be fitted all or only partially or not at all, because in principle they are for the operation of hot water system 2 are not essential.

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.The present invention is by no means limited to the above-described embodiments thereof. The rights claimed are defined by the following claims within the scope of which modifications are conceivable.

Claims

CONCLUSIONS

1. Hot water installation for providing a warm liquid flow, the installation comprising: - a supply for supplying a liquid flow to be heated; — a burner adapted to burn a gas or gas mixture for heating the liquid stream; — a drain for discharging the heated liquid stream; — a gas supply operatively connected to the burner; - a gas mixer adapted for mixing a supply of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen; — an electrolysis system operatively connected to the gas mixer, adapted to produce the gas mixture of oxygen and hydrogen, further comprising: — a dehumidifier adapted to dehumidify the gas mixture of oxygen and hydrogen produced with the electrolysis system; and - a heat exchanger operatively connected to the electrolysis system and the supply of the liquid flow to be heated, adapted to preheat the liquid flow to be heated.

2. Hot water installation according to claim |, wherein the gas mixer is designed to reduce the proportion of hydrocarbon from about 100% by weight when the hot water installation is started to a proportion in the range of 3 to 20% by weight, preferably in the range of 5 to 15% by weight, and most preferably in the range of 10 to 12% by weight.

Hot water installation according to claim 2, further comprising a flow meter operatively connected to the gas mixer for measuring the amount of gas produced by the electrolysis system.

Hot water installation according to claim 1, 2 or 3, further comprising a second heat exchanger adapted to heat the gas mixture produced with the electrolysis system and dehumidified with the dehumidifier.

Hot water installation as claimed in claim 4, wherein the first and second heat exchangers are provided in a combined circuit for transferring heat from the electrolysis system to the liquid flow to be heated and the gas mixture dehumidified with the dehumidifier.

Hot water installation as claimed in any of the foregoing claims, further comprising a power controller operatively connected to the electrolysis system, adapted to supply power to the electrolysis system.

Hot water installation as claimed in claim 6, wherein the power controller is provided with an optimizer designed for varying the power supplied over time.

A hot water installation according to any one of the preceding claims, further comprising a return for returning liquid from the dehumidifier to the electrolysis system.

9. Hot water installation as claimed in any of the foregoing claims, wherein, in use, the electrolysis system is provided with an electrolyte for improving the conductivity.

10. Hot water installation according to claim 9, further comprising a metering device for adding electrolyte.

A hot water installation according to any one of the preceding claims, wherein the electrolysis system is provided with a number of electrodes comprising one or more of: palladium, iridium, and platinum.

A method for heating a liquid flow, the method comprising the steps of: - providing a hot water installation according to any one of the preceding claims; — the start-up of the hot water installation using the combustion of a supply of a Hydrocarbon gas; — activating the electrolysis system and producing the gas mixture of oxygen and hydrogen; - mixing the feed of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen; — optimizing combustion with the burner; and - heating the liquid stream to be heated, further comprising: - dehumidifying the gas mixture of oxygen and hydrogen produced with the electrolysis system with a dehumidifier; and - preheating the liquid steam to be heated with heat produced by the electrolysis system by means of a heat exchanger.

A method according to claim 12, further comprising the step of reducing the proportion of hydrocarbon from about 100% by weight at the start of the hot water installation to a proportion in the range of 3 to 20% by weight, preferably in the range of 5 to 15% by weight, and most preferably in the range of 10 to 12% by weight. is supplied during operation of the hot water system.

A method according to claim 12 or 13, further comprising controlling the temperature in the electrolysis system, wherein the operating temperature is in the range of 60 to 95°C, preferably in the range of 70 to 85°C, and most preferably preferably in the range of 77 to 82°C.

The method of claim 12, 13 or 14, further comprising timing the power delivered to the electrolysis system with a power controller.

The method of claim 15, wherein the power is adjusted such that the operating temperature of the electrolysis system in use is maintained in the desired range.

17. Gas dosing installation for admixing a gas mixture in a hot water installation, the gas dosing installation comprising: — a supply coupling for coupling to a supply for supplying a liquid flow to be heated; - a discharge coupling for coupling to a discharge for discharging the heated liquid stream; - a gas mixer adapted for mixing a supply of a hydrocarbon gas with a gas mixture of oxygen and hydrogen and provided with a gas coupling for coupling to a gas supply; - an electrolysis system operatively connected to the gas mixer, adapted to produce the gas mixture of oxygen and hydrogen, further comprising: - a dehumidifier adapted to dehumidify the gas mixture of oxygen and hydrogen produced with the electrolysis system; and a heat exchanger operatively connected to the electrolysis system and the supply of the heated liquid flow, adapted to preheat the liquid flow to be heated.