CZ17899A3 - Systém pro výrobu elektřiny, vytápění, chlazení a větrání - Google Patents

Systém pro výrobu elektřiny, vytápění, chlazení a větrání Download PDF

Info

Publication number
CZ17899A3
CZ17899A3 CZ99178A CZ17899A CZ17899A3 CZ 17899 A3 CZ17899 A3 CZ 17899A3 CZ 99178 A CZ99178 A CZ 99178A CZ 17899 A CZ17899 A CZ 17899A CZ 17899 A3 CZ17899 A3 CZ 17899A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fuel cell
heat
thermal energy
fluid
contact
Prior art date
Application number
CZ99178A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael S. Hsu
Robin Y. Ong
Original Assignee
Ztek Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26696035&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ17899(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ztek Corporation filed Critical Ztek Corporation
Publication of CZ17899A3 publication Critical patent/CZ17899A3/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/04—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being ammonia evaporated from aqueous solution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/02—System or Device comprising a heat pump as a subsystem, e.g. combined with humidification/dehumidification, heating, natural energy or with hybrid system
    • F24F2203/026—Absorption - desorption cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0043—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
    • H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005—Acid electrolytes
    • H01M2300/0008—Phosphoric acid-based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
    • H01M2300/0051—Carbonates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • 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
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems
    • Y02B30/625—Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration
    • 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
    • Y02E60/50—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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S429/00—Chemistry: electrical current producing apparatus, product, and process
    • Y10S429/901—Fuel cell including means for utilization of heat for unrelated application, e.g. heating a building

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Food-Manufacturing Devices (AREA)
  • Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)

Description

Oblast vynálezu
Předložený vynález se týká elektrárenských nebo energetických systémů a zejména energetických systémů používaných ve spojení s vytápěním, větráním a chlazení komerčních a obytných objektů.
Dosavadní stav techniky
Existující energetické systémy obvykle obsahují energetická zařízení, která jsou denně používána jednotlivci k řízení okolního prostředí na příjemnou úroveň a k nastavení teploty obvykle používané tekutiny, jako je voda a vzduch. Tato energetická zařízení obvykle vytvářejí upravený vzduch a vodu, např. teplou a studenou vodou a párou. Tato běžná energetická zařízení obsahují mezi jinými součástmi, parní kotle, kotle na teplou tekutinu a teplem ovládané chladiče.
Běžné kotle, jako jsou parní kotle, obvykle využívají ústřední pouzdro, např. vertikální válec, k ohřívání vody spalováním oleje, plynu nebo směsi oleje/plynu ve středním válci. Voda se ohřívá na zvýšenou teplotu teplem, vzniklým spalovacím procesem. Tato poměrně jednoduchá konstrukce kotle nepoužívá ani trubky a ani vinutí sdružené s válcem k napomáháni tepelnému procesu, proto odpadají případné poruchy trubek a tato konstrukce představuje účinný, bezpečný a spolehlivý provoz. Nevýhoda běžného parního kotle je, že pokud se týká paliva, je poměrně neúčinný.
U běžných tepelných tekutinových kotlů, pracovní tekutina proudí jednou nebo více trubkami, vinutými okolo topné komory. Teplo vyrobené v kotli je vstřebáváno pracovní tekutinou a může být použito k prováděni dalších funkci, jako je vytápění nebo chlazeni. Výhoda tepelných funkcí, jako je vytápění nebo chlazení. Výhoda tepelných tekutinových kotlů ve srovnání s tradičními parními kotli spočívá v odstranění koroze, vzniku kotelního kamene a zamrzání, což má za následek snížení požadavků na údržbu. Tepelné kotle dále pracují při poměrně nízkých pracovních tlacích a mohou používat poměrně jednoduché pracovní tekutiny, a tím se snižuje potřeba odborné obsluhy kotle. Typická tepelná tekutina má také větší tepelnou kapacitu než rovnocenný parní kotel.
Běžné energetické systémy mohou také obsahovat teplem ovládané chladiče nebo chladnice. Příklad jednoho obvyklého typu absorpčního chladiče je absorpční chladič čpavek-voda, který používá adsorpční lože. Obecně, protože sorbenty přebírají pracovní tekutinu při jejich ochlazování a desorbují pracovní tekutinu při ohřívání, chladič je charakterizován jako poháněný teplem.
Shora uvedené běžné energetické systémy jsou zařízení s neměnnou jednoduchou funkcí, používající paliva k vytváření tepla nebo při chlazení.
Účinnost každého energetického systému se musí posuzovat z hlediska ekonomického a z hlediska životního prostředí. Proto je stále potřeba vytvořit energetické systémy s vyšší účinností, které mohou snadno splnit podmínky kladené na komerční nebo bytové objekty, např. topení nebo chlazení zvolenou tekutinou. Zejména vysoce účinný energetický systém, který se začlení do soustavy obvyklého zařízení pro vytápění nebo chlazení, jako jsou součásti vytápění a chlazení obvyklé v systémech komerčního vytápění, větrání a úpravě vzduchu (HVAC), představují vylepšení známého stavu techniky.
Proto je úkolem vynálezu vytvořit dokonalejší, účinejší energetický systém pro úpravu zvolené tekutiny pro použití v bytových nebo komerčních zařízeních.
• · · • · • ·
Vynález bude dále popsán ve spojení s určitými výhodnými provedeními. Avšak odborníkům je zřejmé, že lze provádět různé změny a úpravy, aniž by se odchýlili z rozsahu vynálezu. Například lze použít různé systémy, využívající různé konstrukční součásti a konfigurace systémů, které využívají výhodná provedení podle vynálezu, ve spojení se shora popsanými energetickými systémy.
Podstata vynálezu
Podle předloženého vynálezu jsou vytvořeny systémy a způsoby pro úpravu, např. ohřívání, chlazení nebo větrání, zvolené tekutiny. Tímto vynálezem se dosáhne shora uvedených úkolů, začleněním nebo spojením elektrochemického konnvertoru, jako je palivový článek pro výrobu elektřiny, s topnou nebo chladící součástí topného, větracího nebo chladícího (HVAC) systému. Elektrochemický konvertor, navíc k výrobě elektrické energie, také pracuje podobně jako hořák pro topnou nebo chladící součást podle předloženého vynálezu.
Podle jednoho provedení, podstata energetického systému podle předloženého vynálezu spočívá v tom, že obsahuje palivový článek, který vyrábí elektrickou energii a odpadní teplo, mající zvolenou zvýšenou teplotu a teplem ovládanou chladící soustavu, která je spojena s palivovým článkem a je upravená k přijímání odpadního tepla. Chladič absorbuje teplo, které uvádí v činnost chladící soustavu a na druhou stranu vzniká proudění výstupní tekutiny, mající zvolenou teplotu nižší, a je-li to potřeba podstatně nižší, než je teplota odpadního tepla palivového článku. Zvolená teplota může být také nižší než je okolní teplota komerčních a bytových zařízení.
Podstata vynálezu spočívá také v tom, že systém obsahuje prvek pro řízení odpadního tepla. Tento prvek • · · ·· ······ • · · · · · • · ··· ·· · může obsahovat ochranný kryt, který je vytvořen tak, aby alespoň částečně obklopoval palivový článek.
Dále podstata vynálezu spočívá také v tom, že soustava chladiče ovládaná teplem obsahuje parní generátor, který je tepelně spojen s palivovým článkem, aby se v něm vytvářela zvolená pára, je-li ohřátý nad zvolenou teplotu. Soustava dále obsahuje kondenzátor, který je v tekutinovém spojení s parním generátorem, pro kondenzování páry na kapalinu a výparník pro přeměnu kapaliny zpět na páru.
Dále generátor obklopuje odpadního podstata vynálezu spočívá v tom, že parní teplem ovládaného chladiče alespoň zčásti palivový článek a je upraven k přejímání tepla, které v něm vzniklo.
Energetický systém obsahuje stykový výměnný prvek, umístěný mezi palivovým článkem a HVAC systémem pro usnadnění výměny tepla mezi nimi. Např. stykový výměnný prvek může usnadnit výměnu tepla mezi chladící součástí HVAC systému, jako je teplem ovládaný chladič a palivovým článkem. Stykový výměnný prvek může být upraven pro přejímání tepelné energie ze vstupující tekutiny mající zvýšenou teplotu, jako je tekutina vzniklá při spalovacím procesu nebo jako jsou výfukové plyny z palivového článku nebo tekutina vytvořená některým jiným spalovacím/tepelným zdrojem a pro přenos tepelné energie do soustavy teplem ovládaného chladiče.
Podle jednoho provedení, stykový výměnný prvek obsahuje řadu tepelně vodivých desek, vyrobených z tepelně vodivého média, které jsou složeny tak, aby tvořily axiálně procházející soustavu. Vnější plocha stykového výměnného prvku je určena k výměně tepelné energie s okolím, které je vně stykového výměnného prvku, jako je HVAC systém.
φφ φ φφ φ φφ φ φ φφ φφφ φ φφ φ φφφφ φφφφ φ φ φφφφ φφφφ φ φφφ φφφ φφφ φφφ φφ φφ φφφ φφ φ φφ ··
Podle jednoho znaku vynálezu, tepelně vodivé desky obsahují kanály, aby mohla tekutina proudit v rovině, přes jejich vnější plochu. Prvek dále obsahuje jeden nebo více v něm vytvořených axiálních sběrných a rozváděčích potrubí a prostředků pro vytváření poklesu tlaku proudu plynu v kanálech a mezi sousedními tepelně vodivými deskami, který je podstatně větší než pokles tlaku proudu plynu uvnitř axiálních sběrných a rozváděčích potrubí. Kanály jsou vytvořeny tak, aby se v nich udržoval v podstatě stejný pokles tlaku a tím se vytvořilo v podstatě stejnoměrné rovinné rozdělení plynu podél sběrných a rozváděčích potrubí.
Podle jiného provedení je tepelně vodivá deska porézní vodivý materiál, který dovoluje axiální proudění plynu deskou.
Podle dalšího provedení vynálezu, stykový výměnný prvek obsahuje vinutou tepelně vodivou pásku, upravenou pro výměnu tepelné energie s chladícím prostředím.
Podle ještě dalšího provedení vynálezu, stykový výměnný prvek je složen z porézního tepelně vodivého materiálu a je upraven pro přijímání tepelné enrgie ze vstupní tekutiny a je upraven k přenosu tepelné energie z tohoto prvku do chladícího prostředí.
Dalším znakem předloženého vynálezu je energetický systém upravený k ohřívání zvolené tekutiny a obsahuje palivový článek, který vyrábí elektřinu a odpadní teplo a topné součásti HVAC systému, jako je soustava kotle, která je spojena s palivovým článkem a upravena k přejímání odpadního tepla z tohoto článku.
Ostatní obecné a zvláštní úkoly vynálezu budou zřejmé z připojených výkresů a následujícího popisu.
• · ·· · ·· ·· • · · · · · • · · · · · · • · ··· · · · · ··· • · · · ·
Přehled obrázků na výkrese
Příkladné provedení systému podle předloženého vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 je blokové schéma celého energetického systému pro výrobu elektrické energie a pro úpravu tekutiny podle předloženého vynálezu, obr. 2 je schematické znázornění energetického systému, který obsahuje palivový článek sálavě spojený s topnou nebo chladící součástí HVAC systému, obr. 3 je schematické znázornění energetického systému, který obsahuje palivový článek prouděním spojený s topnou nebo chladící součástí, obr. 4 je schematické znázornění energetického systému, obsahujícího teplem ovládanou chladící soustavu podle předloženého vynálezu, obr. 5 je řez stykovým výměnným prvkem, složeným z desek, podle předloženého vynálezu, obr. 6 je řez stykovým výměnným prvkem, obsahujícím porézní tepelně vodivý materiál, podle předloženého vynálezu, obr. 7 průmět stykového výměnného prvku s axiálními průtokovými kanály podle předloženého vynálezu, obr. 8 je průmět stykového výměnného prvku, provedeného jako kolo od vozu podle předloženého vynálezu, obr. 9 je průmět stykové výměnné prvku žebrového typu podle předloženého vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 je blokové schéma celkového energetického systému podle předloženého vynálezu, např. ohřívání a/nebo chlazení, zvolené tekutiny. Znázorněný celkový energetický systém 10 obsahuje elektrochemický konvertor
12. který je tepelně spojen s HVAC systémem 14. Elektrochemický konvertor 12, navíc k vyrábění elektřiny, ·· Λ ·· · 99 9·
9 9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 ' ······ 9999 9 999 99
9 9 9 9 9 9
9 99 9 99 9 9 9 9 9 s výhodou vytváří odpadní teplo, které se přenáší do HVAC systému 1£, jak je znázorněno vlnitými čarami 16.
Elektrochemické konvertory, jako palivové články jsou běžně známé, a jsou znázorněny a popsány v US patentu 5 462 817 (Hsu) , US patentu 5 501 781 (Hsu) a 4 853 100 (Hsu) , z nichž všechny jsou zde zahrnuty v odkazech.
Elektrochemický konvertor 12 může být buď sáláním, vedením nebo prouděním spojen s HVAC systémem 14. Elektrochemický konvertor podle předloženého vynálezu je s výhodou palivový článek, jako je palivový článek s tuhým kysličníkem, palivový článek s roztaveným uhličitanem, palivový článek s fosforečnou kyselinou, alkalický palivový článek nebo palivový článek s proton měničovou membránou.
HVAC systém obvykle používá soustavu s uzavřenou smyčkou pro rozvádění tekutiny pro přenos tepla budovou. V takovéto soustavě uzavřené smyčky, topná součást, jako je parní kotel nebo kotel na topnou tekutinu, nebo chladící součást, jako je teplem ovládaný chladič nebo jiná součást na úpravu vzduchu, upravuje tekutinu pro přenos tepla, která je obvykle vedena zařízením pomocí potrubí. HVAC systémy jsou obvykle použity pro ovládání podmínek okolního prostředí, jako je teplota nebo vlhkost, jedním nebo několika konstrukčně uzavřenými zařízeními. HVAC systémy jsou různých typů, včetně vícezónového, dvojitého vedení nebo koncových systémů znovu ohřívacího typu. Obvykle takové HVAC systémy obsahují samostatné zdroje vytápění nebo chlazení uvnitř téhož systému. Toto provedení umožňuje, že jednoduchý systém může jak vytápět tak ochlazovat stejný objekt. Podle běžné praxe, může být několik HVAC systémů uloženo v jednom objektu, jako komerční instalace, a jsou spojeny do vhodné šitě, která je obsluhována společným tepelným zdrojem, který může obsahovat buď samostatný topný prvek nebo chladící prvek nebo obojí. Topné a chladící prvky
44
I 4 4 4
444444 444 444
4 · 4 4 · 44 44 vytvářejí tepelnou energii, požadovanou k uskutečňování bud' vytápění nebo chlazení objektu.
Obr. 2 předloženého vynálezu znázorňuje spojení elektrochemického konvertoru, např. palivového článku 12 a tepelně procesní součásti (např. kotel nebo chladič) HVAC systému 14 podle předloženého vynálezu. Znázorněný palivový článek má vstup 20 palivové reakčni složky a vstup 22. reakčního vzduchu. Palivová a kyslíková reakčni složka se přivádějí do znázorněného palivového článku pomocí příslušného sběrného a rozváděcího potrubí. V palivovém článku se zpracovávají oxidační reakčni složky a vzniká, při jednom způsobu operace, elektřina a odpadní teplo. Odpadní teplo může být přenášeno sáláním do vhodného tepelně procesního prvku 26. Zobrazené tepelně procesní prvky 26 pomáhají přenášet teplo přejímané sáláním z palivového článku 12 na součásti HVAC systému
14. Tepelně procesní prvky., 26 také slouží k regulaci teploty palivového článku. Tepelně procesní prvky 22 mohou obsahovat např. parní generátor teplem ovládaného chladiče, který je umístěn okolo nebo vedle palivového článku 12, aby přejímal teplo, které z něho sálá. Tepelně procesní prvky 26 také mohou obsahovat kotel nebo topný prvek umístěný okolo nebo blízko palivového článku, aby přejímal teplo, které z něho sálá.
Výraz topná součást a chladící součást HVAC systému je míněn tak, že obsahuje jakékoliv vhodné a známé topné a chladící zařízení, vhodné pro použití k vytápění a chlazení obytných nebo komerčních budov nebo jiných známých objektů. Avšak, předcházející příklady topných a chladících součástí jsou určeny pouze jako reprezentativní ale nejsou jimi vyčerpány všechny typy topných a chladících zařízení, které je možno použít ve spojení s energetickým systémem podle předloženého vynálezu.
Jak je patrno, zobrazený palivový článek 12 také vytváří výfuk 22, který je možno odvést z palivového φ
4 44
4 4
4 ·
4 4
444
4·
I 4 4 I
444 444
4
44 článku 12 . Tepelně procesní prvky 26 jsou s výhodou tepelně spojeny s topnou součástí nebo chladící součástí HVAC systému 14. Např. v palivovém článku 12 může vznikat odpadní teplo, které je absorbováno kotlem. Absorbované teplo ohřívá pracovní tekutinu obvykle v něm obsaženou na zvolenou zvýšenou teplotu, která se potom přenáší HVAC systémem celým objektem pro různé využití, jako je vytápění, zpracování potravy a chemické postupy, stejně tak jako pro jakékoliv podobné a známé účely. V tomto provedení, palivový článek 12 proto nahrazuje hořákovou část kotle.
Na obr. 3 je znázorněno jiné provedení celkového energetického systému 10 podle předloženého vynálezu. Zobrazený systém 10 obsahuje palivový článek 12. který je konvekčně začleněn do HVAC systému 14. Podle tohoto provedení, palivový článek zpracovává palivo a oxidační reakční složky 20 a resp. 22 a vyrábí elektřinu a vzniká výfuk 24. Výfuk 24 je přímo spojen s vlastním tepelně procesním prvkem 26 HVAC systému 14. Výfuk je pak odváděn pryč ze systému potrubím 28. Odborníci vědí, že i když je v zobrazeném provedení výfuk přímo spojen s HVAC systémem 14 pro přenos tepla prouděním, existují i jiné konstrukce. Např. mezi palivový článek 12 a HVAC systém 14 může být vložen tepelný výměník. Podle jiných provedení, které mohou být pro odborníky zřejmé, lze použít jiné konstrukce pro výměnu tepla nebo řízení tepelného procesu, aby se uskutečnil přenos tepla z výfuku palivového článku do jedné nebo více součástí HVAC systému 14.
Výhoda použití palivového článku jako hořákové součásti topné nebo chladící součásti spočívá v tom, že se vyrábí elektřina stejně tak jako upravená tekutina. Elektřina je vyráběna v palivovém článku elektrochemickým procesem, podle známého stavu techniky. Elektřinu lze odvést z palivového článku i pro externí použití vhodným elektrickým vedením. Proto znázorněná intergrace * X • 4
4
4 • 99 · 44 44 ·· «44 4444
4 4 4 4 4444
4 4 4 4444 4 444 444
4 4 4 4 4
444 «4 4 44 44 palivového článku s tepelně procesním prvkem 26 nebo chladící součásti HVAC systému vytváří vysoce účinný energetický systém, který může vytvářet elektřinu stejně tak jako chladit a/nebo vytápět obytné nebo komerční objekty. Jak je znázorněno na obr. 2 a 3, tepelná energie může být přiváděna do tepelně procesního prvku 26 a/nebo chladícího HVAC systému zářením nebo vedením (obr. 2) nebo konvekcí (obr. 3).
Elektrochemické konvertory vhodné pro použití s topnou součástí HVAC systému tvoří integrovaný úplný energetický systém pro výrobu elektřiny a vytápění externího objektu. Významnou výhodou použití konvertorů je, to že mají vysokou účinnost, závisející pouze na vztahu mezi volnou energií a entalpií elektrochemické reakce a nejsou omezeny carnotovým cyklem.
Podle jiného provedení vynálezu, znázorněného na obr. 4, může být palivový článek 12 integrován s chladící sučástí HVAC systému. Podle jednoho provedení vynálezu, znázorněného z obr. 4, chladící součást 30 obsahuje absorpční chladič čpavek - voda. Znázorněná chladící soustava 30 obsahuje parní generátor 32. kondenzátor 40, výparník 20., tekutinové čerpadlo 60 a čerpadlo 62 roztoku. Zobrazený parní generátor 32 chladící soustavy 30 absorbuje teplo z tepelného zdroje 16. Parní generátor 32 s výhodou obsahuje směs čpavku a vody, citlivou na prostředí. Jak je známo, čpavek působí jako chladivo soustavy a voda působí jako absorbent soustavy. Teplo absorbované parním generátorem 22 způsobí, že se roztok čpavek - voda začne vařit. Během varu se čpavek a voda oddělí. Čpavek uniká ze skříně parního generátoru jako plyn a vede se do kondenzační jednotky 40. vhodným tekutinovým potrubím 42Kondenzátor s výhodou obsahuje kondenzační potrubí 44. které je ovinuto okolo tekutinového potrubí 42. Kondenzační vinutí slouží ke kondenzaci čpavkových par procházejících potrubím 42 zpět na kapalinu. Jak zkondenzovaná kapalina prochází potrubím 42 a zpět do výparníku 22, kondenzovaná kapalina může procházet tekutinovým restriktorem 46. který omezuje proudění tekutiny jak na nižší tlak tak na zvolenou teplotu.
Výparník 22 s výhodou obsahuje skříň 52 opatřenou vhodným otvorem pro vsunutí vstupního rozváděcího potrubí
54. Vstupním rozváděcím potrubím 54 se přivádí vstupní tekutina a dále obsahuje vnitřní rozváděči potrubí, které je ukončeno v tekutinové rozváděči konstrukci 56. Rozváděči konstrukce 56 rozptyluje vstupní tekutinu přes rozváděči potrubí 22, spojené částí tekutinového potrubí 42 s tekutinovým restriktorem 46 a který je ovinut okolo vnitřního rozváděcího potrubí 54 uvnitř skříně výparníku, jak je znázorněno. Čpavková kapalina vstupující do výparníku 50 absorbuje teplo z vody, proudící z rozváděči konstrukce 56. Čpavková kapalina absorbuje dostatek tepla ze vstupní tekutiny, jako je voda, aby se čpavek přeměnil zpět do plynné fáze. Tato plynná fáze se převádí do roztokem chlazeného absorbéru 74.
Absorpční voda, která původně tvořila část směsi čpavek - voda, která byla původně ponechána parním generátoru 32. se vede do absorbéru 74 tekutinovým potrubím 22. Zobrazené tekutinové potrubí 80 může také obsahovat restriktor roztoku pro oteplení vody. Tato poměrně chladná absorpční voda vzájemně působí s plynným čpavkem, aby se čpavek znovu zkondenzoval na kapalnou formu. Směs čpavek - voda se pak vede potrubím 84. do čerpadla 68 roztoku, kterým se vede roztok do parního generátoru 32 potrubím 86.
Poměrně chladná voda, která se shromažďuje uvnitř výparníku 50 se pak z něho čerpá čerpadlem 60 a vede do zvolených míst objektu pro použití, například pro chlazení vybraného místa.
·· · ·· · • · · · · · • · · · · · · • ······ ··· ·
Podle jednoho provedení vynálezu, lze použít stykový výměnný prvek jako na obr. 3, k výměně tepla prouděním mezi výfukem 24 palivového článku a tepelně procesním prvkem 26 HVAC systému 14.
Obr. 5 až 9 znázorňují stykový výměnný prvek^IDO^pr o použití ve spojení s elektrochemickým konvertorem 12 a HVAC systémem 14 podle předloženého vynálezu k uskutečnění konvekčního přenosu tepelné energie mezi nimi. S určitými odkazy na obr. 5, na kterém je řez stykovým výměnným prvkem 100 s nastohovanými deskami podle předloženého vynálezu, stykový výměník 100 obsahuje řadu nastohovaných tepelně vodivých desek 102. Stykový výměník obsahuje tekutinové potrubí nebo rozváděči potrubí 104, které je úplně spojeno s vnitřními částmi tepelně vodivých desek 102. Stykový výměník může být uzavřen uvnitř plynotěsného krytu nebo skříni 110. Tekutinové rozváděči potrubí 104 vede zvolenou tekutinu, např. plyn mající zvýšenou teplotu, do vnitřních oblastí stykového výměníku 100. Desky 102 s výhodou mezi sebou tvoří kanály 112. kterými může tekutina proudit v rovině, směrem k vnější ploše desek 102. Plyn mající zvýšenou teplotu s výhodou vyměňuje teplo s tepelně vodivými, deskami 102. Tato tepelná výměna mezi deskami 1Ό-2' a vstupní tekutinou chladí tekutinu, která na driuhóu stranu může být vypouštěna ze stykového vyměníku^00 výstupním rozváděcím potrubím 114. Teplo absorbované tepelně vodivými deskami 102 je vypouštěno z vnitřního výměnného prvku 100 do vnějšího prostředí, jak je označeno plnou černou šipkou 116.
Tepelně vodivé desky 102 mohou být vytvořeny z jakéhokoli tepelně vodivého materiálu, včetně kovu jako je hliník, měď, železo, ocel, slitiny, nikl, niklové slitiny, chrom, chromové slitiny, platina a nekovových materiálů jako je karbid křemíku a ostatní vhodné tepelně vodivé složené materiály. Tlouštka vodivé desky 102 může
být zvolena tak, aby udržovala zvolený tepelný gradient v rovině desky 102. tj. podél plochy desky.
Dále, vodivé desky tvoří stejnoměrné tepelné podmínky podél osy stohu (podél vnější obvodové plochy konstrukce 100A pro výměnu tepla) stejnoměrným rozváděním vstupní tekutiny tekutinovými kanály 112. a tím se zabrání vytváření studených nebo teplých míst podél stohu. To zlepšuje celkovou tepelnou charakteristiku vnitřní konstrukce pro výměnu tepla a zlepšuje celkový výkon výměny tepla systému.
Podle jiného provedení vynálezu, vstupní tekutina může být odsávána podél nebo okolo obvodu krytu 11A vnitřní výměníkové konstrukce. V tomto provedení plynotěsný kryt 100A slouží jako obvodové odtahové sběrné a rozváděči potrubí, které sbírá a odvádí výfuk do některého vhodného zařízení.
Podle dalšího provedení, se může vstupní tekutina přivádět do obvodového odtahovacího sběrného a rozváděcího potrubí vytvořeného plynotěsným krytem 100A a potom do nastohované výměníkové konstrukce 100 podél obvodových okrajů. V tomto provedení, vstupní tekutina proudí radiálně dovnitř přes plochy vodivých desek 12 a může být vypouštěna jedním nebo několika axiálně procházejícími sběrnými a rozváděcími potrubími 104 nebo 114 .
Podstatnou výhodou stykového výměnného prvku 100 podle předloženého vynálezu je to, že umožňuje integraci stykového prvku s komerčními HVAC systémy s minimálními konstrukčními změnami HVAC systému. Dále stykový výměnný prvek 100 lze použít u širokého rozsahu komerčních jednotek a tak pro velký rozsah komerčních použití. Stykový výměnný prvek má řadu žádoucích znaků, včetně (1) vysoké účinnosti výměny tepla vedoucí k vysoké účinnosti HVAC systému, (2) vysoký tok přestupu tepla, vedoucí k
0 · 0 · 0 ·0 00
0 00 000 0·00
0 0 0 0 0 0000
0 0 0 0 0 0000 0 000 000
000 000 0 0
000 00 0 00 00 poměrně kompaktní konstrukci, což zvyšuje možnost využití pro energetické systémy, a (3) kompaktní velikost, která umožňuje, aby stykový výměnný prvek byl znovu zabudován do existujících komerčních HVAC systémů.
Při provozu, stykový výměnný prvek 100 se geometricky shoduje s tepelně procesním prvkem 26. jako je část topného nebo chladícího prvku parního generátoru 32 nebo ohřívací část topné součásti HVAC systému, k usnadnění výměny tepla mezi palivovým článkem a parním generátorem nebo ohřívací částí.
Podle obr. 2 a 3, stykový výměnný prvek může být umístěn mezi palivovým článkem 12 a HVAC systémem 14. aby se mezi nimi dosáhla přímá výměna tepelné enrgie. Naopak, sloupec palivového článku jako takový může pracovat jako stykový výměník, umístí-li se do přímého styku s jednou nebo několika součástmi HVAC systému 14. přenášením odpadního tepla v něm vznikajícího sáláním, do součásti HVAC systému. Avšak tato přímá integrace části palivového článku a HVAC systému vyžaduje geometrické přizpůsobení sloupců palivového článku a tepelně procesního prvku HVAC systému. Z toho vyplývá změna sloupce palivového článku a konstrukce, která může vést ke zvýšení nákladů spojených s tímto systémem. Proto podle výhodného provedení, stykový výměnný prvek 100 je geometricky vytvarován tak, aby byl přizpůsoben palivovému článku a HVAC systému, aby se oba mohly přímo spojit, čímž vznikne poměrně kompaktní a snadno využitelný a vysoce účinný úplný energetický systém. Znázorněný stykový výměnný prvek 100 je tak výměník deskového typu, který má výbornou charakteristiku tepelného výkonu a umožňuje účinnou tepelnou integraci s tepelně procesním prvkem 26 HVAC systému. Stykový výměnný prvek podle předloženého vynálezu odstraňuje nevýhody běžných tepelných výměníků použitím kompaktního, vysoce účinného tepelného výměníku, který může přenášet teplo kondukčními a/nebo konvekčními technikami přenosu tepla.
• ·
• ··· * ·· · • ······ ··· ··· • · · · · • · · · · · ·
S výhodou, tekutinové kanály 112 jsou vytvořeny uvnitř prvku 100 pro změnu stykové plochy tak, aby pokles tlaku v tekutinových kanálech 112 byl v podstatě větší než pokles tlaku podél sběrného a rozváděcího potrubí 104 tekutiny. Zejména, odpor proti proudění tekutinových kanálů 112 je podstatně větší než odpor proti proudění sběrného a rozváděcího potrubí 104.
Podle jednoho provedení, stohovaný vnitřní výměníkový prvek 100 je sloupcová konstrukce a tepelně vodivé desky 102 mají průměr mezi 25,4 mm a 508 mm a mají tlouštku mezi 0,05 mm a 5,08 mm. Zde použitý výraz sloupcový, znamená různé geometrické konstrukce, které nastohovány podél podélné osy, mají nejméně jeden vnitřní tekutinový rozvod, který slouží jako rozdělovači potrubí pro směs tekutin. Pro běžné odborníky je zřejmé, že vnitřní výměníkový prvek 100 může mít jiné geometrické konfigurace, jako pravoúhlé nebo přímočaré tvary s vnitřním nebo vnějším sběrným a rozváděcím potrubím. Desky, mající zvolený pravoúhlý tvar mohou být nastohovány a spojeny s připojenými vnějšími potrubími pro přívod a sběr tekutiny např. horkého nebo studeného plynu. Přesné tvary stykového výměnného prvku se konstruují s ohledem na geometrický tvar tepelně procesního prvku HVAC systému.
Obr. 6 znázorňuje řez jiným provedením stykového výměnného prvku předloženého vynálezu s použitím porézního prostředí. Zobrazený výměnný prvek 120 má v podstatě válcový tvar, mající vnější obvodovou plochu 124 pro styk s tepelně procesním prvkem 2£ HVAC systému a je složen z v podstatě porézních tepelně vodivých prostředí 122. Jak je znázorněno, zvolená vstupní tekutina mající zvýšenou teplotu se přivádí na vstupní stranu 126 stykového výměnného prvku a odtahuje se z jeho výstupní strany 128. Tepelně vodivé prostředí 122 absorbuje teplo ze vstupní tekuitny a tím se odtahuje relativně chladná tekutina, mající teplotu nižší a s výhodou podstatně • · nižší, než vstupní tekutina. Teplo absorbované porézním tepelně vodivým prostředím 122 se přenáší vedením nebo prouděním do tepelně procesního prvku 26 . Zobrazený vnitřní výměnný prvek 120 může být použit způsobem podobným j ako stykový výměnný prvek znázorněný na obr. 5. Podobně jako stykový výměnný prvek 100 z obr. 5, výměnný prvek 120 může mít jakýkoliv zvolený geometrický tvar vhodný pro použití s běžnými HVAC systémy.
Na obr. 7 až 9 jsou znázorněna další provedení stykového výměnného prvku podle předloženého vynálezu. Jak je znázorněno na obr. 7, stykový výměnný prvek 130 má v podstatě válcovou skříň, mající vnější plochu 132 a délku, která prochází podél podélné osy. Stykový výměnný prvek 130 je opatřený řadou axiálních kanálů 134. které procházejí mezi horní stranou 130A a dnem 130B výměnného prvku. Stykový výměnný prvek je s výhodou vyroben z tepelně vodivého materiálu podobného tomu, ze kterého jsou vyrobeny stykové výměnné prvky popsané a znázorněné na obr. 5 a 6.
Znázorněný stykový výměnný prvek 130 pracuje podobným způsobem jako prvky popsané shora. Na příklad, vstupní tekutina 136. mající zvolenou zvýšenou teplotu se přivádí do stykového výměnného prvku, např. dnem 130B výměnného prvku, prochází axiálními kanály 134 a vystupuje na opačném konci. Při průchodu vstupní tekutiny 136 stykovým výměnným prvkem 130. absorbuje se z ní teplo teplně vodivým tělesem výměnného prvku. V důsledku toho je absorbováno teplo z přicházející tekutiny a ta vychází z výměnného prvku s teplotou podstatně nižší než byla teplota vstupní tekutiny. Tepelná energie se vede do jeho vnější plochy 132. která je ve styku s tepelně procesním prvkem 26 HVAC systému, pro výměnu tepla mezi nimi.
Jiné provedení stykového výměnného prvku obsahuje provedení znázorněné na obr. 8. V tomto provedení, stykový výměnný prvek 140 má v podstatě válcový tvar, mající vnější plochu 142 a řadu ramen 144. které procházejí radiálně ze střední hrdlové části 146 a která končí u vnitřní stěny 148 stykového výměnného prvku 140. podobně jako u tvaru kola vozu.
Obr. 9 znázorňuje jiné provedení stykového výměnného prvku 150 podle předloženého vynálezu. Zobrazený stykový výměnný prvek 150 má v podstatě pravoúhlý tvar, mající řadu stěn 152A a ž 152D a řadu žeber 154. které procházejí mezi stěnami 152A a 152B. Žebra jsou také uspořádána v určité vzdálenosti od sebe podél osy, která prochází mezi stěnami 152C a 152D. Znázorněný výměnný prvek 150 je s výhodou vytvořen z tepelně vodivého materiálu, který absorbuje teplo ze vstupní tekutiny. Proto, má z něho odcházející tekutina teplotu podstatně nižší než má přicházející tekutina. Tepelná energie se vede na jeho vnější plochu 152A a 152B. které jsou obvykle ve styku s tepelně procesním prvkem 26 HVAC systému pro výměnu tepla mezi nimi.
Znázorněná tepelná integrace elektrochemického konvertoru s HVAC systémem tvoří zdokonalení známého stavu techniky. Zobrazený hybridní úplný energetický systém 10 použitý pro přívod elektřiny a chladící nebo topné tekutiny do obytných nebo komerčních objektů má mnoho výhod pro společnosti energetických služeb. Jedna z těchto výhod spočívá v tom, že elektrochemický konvertor pracuje jako hořák v tom, že zásobuje topný nebo chladící procesy stejně tak jako že vyrábí během použití elektřinu. Proto elektrochemický konvertor může použít jako přiváděnou reakční složku přírodní plyn, a na druhou stranu obsluhuje konečné uživatele jak potřebnou elektřinou tak potřebným teplem. Použití takové palivové součásti představuje pro okolí bezpečný, bezhlučný a výjimečně čistý a kompaktní úplný energetický systém, který je výhodný pro poměrně malá a běžná sídliště.
předloženého vynálezu je, může být umístěn, podle • · · · · · • · · · ftft · • ftftft· « ftftft ftftft • · · · » ft ftft · ·
Další podstatnou výhodou že úplný energetický systém potřeby, v objektech nebo blízko objektů, kde má být použita upravená tekutina a nebo elektřina vyrobená systémem, a proto představuje úspory v přenosu elektřiny. Tyto systémy mohou být vytvořeny jako plynule pracující se základním zatížením nebo na základě potřeby. Ostatní výhody spočívají v poměrně snadném a bezpečném přemístění palivového článku nebo jeho vybraných součástí během jeho použití, aniž by bylo potřeba podstatné rozebrání celého systému.
Je proto zřejmé, že se vynálezem účinně dosahují úkoly vpředu stanovené, navíc k těm, které vyplynuly z předcházejícího popisu. Protože mohou být provedeny různé změny konstrukce aniž by se odchýlilo z rozsahu vynálezu, je zřejmé že všechny skutečnosti obsažené ve shora uvedeném popisu nebo znázorněné na připojených výkresech jsou pouze ilustrativní a neomezují předmět vynálezu.
Je nutno také upozornit, že následující nároky pokrývají všechny všeobecné a zvláštní znaky zde popsaného vynálezu a všechny údaje rozsahu vynálezu, které jsou jazykovou záležitostí, lze považovat za spadající do tohoto rozsahu.

Claims (44)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Energetický systém pro výrobu elektřiny a úpravu zvolené tekutiny, vyznačený tím, že sestává z palivového článku (12), majícího prostředky pro výrobu energie, odpadního tepla (16) a výfuku, majícího zvolenou zvýšenou teplotu, tepelně energetického zařízení (14 nebo 30) pro úpravu tekutiny, kde toto tepelně energetické zařízení vytváří proudění výstupní tekutiny, mající zvolenou teplotu ve vztahu k odpadnímu teplu (16) a stykového výměnného prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) , umístěného mezi palivovým článkem (12) a tepelně energetickým zařízením (14 nebo 30) pro usnadnění výměny tepla mezi výfukem palivového článku a tepelně energetickým zařízením, kde stykový výměnný prvek je vytvořen pro přejímání tepla z výfuku, který jím prochází, přičemž stykový výměnný prvek přenáší teplo vedením do tepelně energetického zařízení.
  2. 2. Energetický systém podle nároku 1, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo
    150) přijímá teplo sáláním, vedením nebo prouděním z výfuku palivového článku.
  3. 3. Energetický vyznačený je (14 nebo 30) systém podle nároku 1 nebo 2, tím, že tepelně energetické zařízení umístěno v přímém styku se stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150)
  4. 4. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) je uspořádán k přímému přijímání výfuku palivového článku nebo případně když stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) vede teplo do tepelně enrgetického zařízení (14 nebo 30), k přímé výměně tepla vzájemně mezi nimi.
    «« * 99 99 • 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
    9 9 9 9999 9 ·· · · · · ♦ · · · · • 9 9 9 9 9 99
  5. 5. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že tepelně energetické zařízení (14 nebo 30) je součást HVAC systému.
  6. 6. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že tepelně energetický systém sestává z teplem ovládané chladící soustavy (30) , spojené se stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150) a určené pro přijímání tepla z tohoto prvku, pro ovládání chladící soustavy, kde chladící soustava vytváří dostatečný proud výstupní tekutiny pro chlazení zvolené tekutiny, který má zvolenou teplotu nižší než je teplota odpadního tepla palivového článku.
  7. 7. Energetický systém podle nároku 6, vyznačený tím, že teplem ovládaná chladící soustava (30) sestává z parního generátoru (32) v tepelném spojení s palivovým článkem (12) pro vytvoření páry, jakmile je ohřátá nad zvolenou teplotu, kondenzátoru (40) v tekutinovém spojení s parním generátorem (32) pro kondenzaci páry na kapalinu, a výparníku (50) pro přeměnu kapaliny zpět na páru.
  8. 8. Energetický systém podle nároku 7, vyznačený tím, že teplem ovládaná chladící soustava (30) alespoň zčásti obklopuje palivový článek (12) a je upravena pro přijímání v něm vznikajícího odpadního tepla (16) sáláním nebo případně, že je parní generátor upraven k výměně tepelné energie se stykovým výměnným prvkem.
  9. 9. Energetický systém podle některého nároku 1 až 6, vyznačený tím, že tepelně energetické zařízení obsahuje kotel spojený s palivovým článkem (12) a určený k přijímání odpadního tepla (16) z tohoto článku, kotel je určen k ohřívání zvolené tekutiny na zvolenou zvýšenou teplotu a případně je kotel parní kotel nebo kotel na teplou tekutinu.
    44 * 44 ·· • 4 4 · · 4 4 • 4 4 4 4 · 4 4 «4 44444» 4 4 4 444 • 4 4 4 4
    4 4 4 4 4 44
  10. 10. Energetický systém podle nároku 9, vyznačený tím, že tepelně energetické zařízení dále obsahuje parní generátor, který je určen k výměně tepelné energie se stykovým výměnným prvekm (100, 120, 130, 140 nebo
    150) .
  11. 11. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků obsahující dále prostředky pro přivádění jedné reakční složky a oxidační reakční složky do palivového článku, vyznačený tím, že palivový článek obsahuje prostředky pro zpracování těchto reakčních složek pro výrobu elektřiny a odpadního tepla.
  12. 12. Energetický systém podle některého nároků, vyznačený tím, že odpadního tepla je v rozsahu okolo 100° z předcházejících zvýšená teplota
    C až okolo 1200°C.
  13. 13. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že palivový článek (12) je zvolen ze skupiny obsahující palivový článek s pevným kysličníkem, palivový článek s roztaveným uhličitanem, palivový článek s kyselinou fosforečnou, alkalický palivový článek a palivový článek s proton měničovou membránou.
  14. 14. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že palivový článek (12) sálá odpadní teplo (16) a systém dále sestává z prostředků pro řízení odpadního tepla a případně tyto prostředky pro řízení obsahují jeden nebo více ochranných krytů, které jsou vytvořeny tak, aby alespoň zčásti obklopovaly palivový článek.
  15. 15. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že palivový článek obsahuj e
    7·^
    99 9 99 9 99 99 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9
    V) 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 £*** 4 4 4 *4 4 4 4 * 4 · 4 4 4 444
    444 444 4 4 44 444 44 4 44 44 řadu elektrolytických prvků majících oxidační elektrodu na jedné straně a palivovou elektrodu na opačné straně, a řadu propojovacích prvků pro vytvoření elektrického spojení s elektrolytickými prvky a propojovací prvky jsou střídavě naskládány, aby vytvořily palivový článek.
  16. 16. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) obsahuje řadu tepelně vodivých desek (102) vytvořených z tepelně vodivého materiálu, tyto desky (102) jsou k sobě vzájemně naskládány, aby vytvořily výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150), který má vnější plochu (100A) určenou pro výměnu tepelné energie s tepelně energetickým zařízením.
  17. 17. Energetický systém podle nároku 16, vyznačený tím, že tepelně vodivé desky (102) obsahují průtokové prostředky pro umožnění proudění tekutiny v příčné rovině.
  18. 18. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) dále obsahuje jedno nebo více v něm vytvořených sběrných a rozváděčích potrubí (104, 114, 122 nebo 134), a prostředky pro vytvoření poklesu tlaku proudu plynu v průtokových prostředcích a mezi sousedními tepelně vodivými deskami, který je podstatně větší než pokles tlaku proudu plynu v axiálním sběrném a rozváděcím potrubí, čímž se vytvoří skutečně stejnoměrné proudění plynu podél axiálního sběrného a rozváděcího potrubí.
  19. 19. Energetický systém podle nároku 17 nebo 18, vyznačený tím, že tepelně vodivá deska (102) je vytvořena z porézního vodivého materiálu, přičemž tento porézní materiál tvoří průtokové prostředky, aby mohl plyn proudit axiálně touto deskou.
    • 4 4 4 4
    4 4444 4
    4 4
    44 44
    4 4 4 4
    4 4
  20. 20. Energetický systém podle některého nároku 1 až 15, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) obsahuje vinutý tepelně vodivý pásek.
  21. 21. Energetický systém podle některého nároku 1 až 15, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) je složen z porézního, tepelně vodivého materiálu.
  22. 22. Energetický systém podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150) má obecně válcový tvar, mající průměr mezi asi 25,4 mm a asi 508 mm nebo případně má stykový výměnný prvek obecně pravoúhlý průřez.
  23. 23. Způsob výroby elektřiny a úpravy zvolené tekutiny, vyznačený tím, že sestává z vytvoření palivového článku (12) pro výrobu elektřiny, odpadního tepla (16) a výfuku, majícího zvolenou zvýšenou teplotu, úpravy zvolené tekutiny tepelně energetickým zařízením (14 nebo 30) , přičemž toto tepelně energetické zařízení vytváří proudění výstupní tekutiny, mající zvolenou teplotu vzhledem k odpadnímu teplu (16), a usnadnění výměny tepla vedením mezi výfukem palivového článku a tepelně energetickým zařízením se stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150) umístěným mezi palivovým článkem (12) a tepelně enrgetickým zařízením (30), přičemž stykový výměnný prvek (30) přijímá teplo z výfuku, když ním tento výfuk prochází, a přenášení tepla vedením ze stykového výměnného prvku do tepelně energetického zařízení.
  24. 24. Způsob podle nároku 23 vyznačený tím, že dále sestává z operace připojení stykového výměnného • 9 * • · · ·· ·· • · * · • · · · • · · * prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) tak, aby přijímal teplo sáláním, vedením nebo prouděním z výfuku palivového článku.
  25. 25. Způsob podle nároku 23 vyznačený tím, že sestává z operace umístění tepelně energetického zařízení (14 nebo 30) do přímého kontaktu se stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150).
  26. 26. Způsob podle některého nároku 23 až 25 vyznačený tím, že dále sestává z operace umístění stykového výměnného prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) tak, aby přímo přijímal výfuk z palivového článku nebo případně obsahuje operaci přímé výměny tepla mezi stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150) a tepelně energetickým zařízením (14 nebo 30).
  27. 27. Způsob podle některého z nároků 23 až 26, vyznačený tím, že tepelně energetické zařízení (30) je součástí HVAC systému.
  28. 28. Způsob podle některého z nároků 23 až 27, vyznačený tím, že operace úpravy zvolené tekutiny tepelně energetickým zařízením sestává z operací:
    teplem ovládaná tepelná soustava (30) se spojí s palivovým článkem, tepelného ovládání chladící soustavy (30), a zvolená tekutina se chladí tak, aby měla zvolenou teplotu, nižší než je teplota odpadního tepla (16) palivového článku.
  29. 29. Způsob podle nároku 28, vyznačený tím, že operace připravení teplem ovládané chladící soustavy (30) dále sestává z operací:
    parní generátor (32) se tepelně spojí s palivovým článkem (12) pro vznik páry, jakmile se ohřeje nad zvolenou teplotu, ·© ·* » ©· ··
    9 9 9 9 9 9 9
    9 9 9 9 9 9 9 9 « ©····· 999 99 9
    9 9 9 9 9
    99 9 99 99 kondenzátor se tekutinově spojí s parním generátorem (32) pro zkondenzování páry na kapalinu, a výparník (50) mění kapalinu zpět na páru.
  30. 30. Způsob podle nároku 29 vyznačený tím, že dále sestává z operace výměny tepelné energie mezi parním generátorem (32) a stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150).
  31. 31. Způsob podle některého z nároků 23 až 27 vyznačený tím, že operace úpravy zvolené tekutiny tepelně energetickým zařízením dále sestává z operace tepelného spojení kotle s palivovým článkem, kde kotel je určen k přijímání odpadního kotle z palivového článku, a ohřátí zvolené tekutiny na zvolenou zvýšenou teplotu.
  32. 32. Způsob podle nároku 31, vyznačený tím, že dále sestává z operace opatření parního generátoru urpraveného pro výměnu tepelné energie se stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150) a případně vytváření páry s pracovní tekutiny odpadním teplem (16) palivového článku (12).
  33. 33. Způsob podle některého z nároků 23 až 32, vyznačený tím, že dále sestává z přivedení jedné z reakčních složek (20) a oxidační reakční složky (22) do palivového článku (12) a případně sestává z operace zpracování reakční složky pro výrobu elektřiny a odpadního tepla (16).
  34. 34. Způsob podle některého z nároků 23 až 33, vyznačený tím, že dále sestává z operace vybrání palivového článku (12) ze skupiny obsahující palivový článek s pevným kysličníkem, palivový článek s roztaveným uhličitanem, palivový článek s kyselinou <7·A-??
    fosforečnou, alkalický palivový článek a palivový článek s proton měničovou membránou.
  35. 35. Způsob podle některého z nároků 23 až 34, vyznačený tím, že palivový článek (12) sálá odpadní teplo (16) a dále obsahuje operaci ovládání odpadního tepla.
  36. 36. Způsob podle některého z nároků 23 až 35, vyznačený tím, operace opatření palivového článku (12) sestává dále z operací opatření řady elektrolytických prvků majících oxidační elektrodu na jedné straně a palivovou elektrodu na opačné straně, a opatření řady propojovacích prvků pro vytvoření elektrického kontaktu s elektrolytickým prvkem, kde elektrolytické prvky a propojovací prvky jsou střídavě naskládány tak, aby vytvořily palivový článek (12).
  37. 37. Způsob podle některého z nároků 23 až 36 vyznačený tím, že operace usnadnění tepelné výměny se stykovým výměnným prvkem (100, 120, 130, 140 nebo 150) dále sestává z operací opatření řady tepelně vodivých desek (102) vytvořených tepelně vodivého materiálu, a vzájemného naskládání desek (102), aby se vytvořil stykový výměnný prvek (100, 120, 130, 140 nebo 150), kde výměnný prvek má vnější plochu (100A) upravenou pro výměnu tepelné enrgie s tepelně energetickým zařízením.
  38. 38. Způsob podle nároku 37 vyznačený tím, že dále sestává z operace vytvoření jednoho nebo více kanálů v desce (102) pro umožnění proudění tekutiny napříč její rovinou.
  39. 39. Způsob podle nároku 38 vyznačený tím, že dále sestává z operací ♦>
    • · • 9
    44 ·
    4* 4 44 44
    4 4 4 4 4 4 4
    4 44· ♦ · · ·
    4 ··«·»· 444 4 4 ·
    4 4« 44
    44 4 44 94 vytvoření jednoho nebo více axiálních sběrných a rozváděčích potrubí (104, 114, 122 nebo 134) ve stykovém výměnném prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) a způsobení poklesu tlaku proudu plynu v kanále a mezi sousedními tepelně vodivými deskami, který je podstatně větší než pokles tlaku proudu plynu uvnitř axiálního sběrného a rozváděcího potrubí.
  40. 40. Způsob podle nároku 39 vyznačený tím, že dále sestává z operace udržování podstatně stejnoměrného poklesu tlaku uvnitř kanálů, aby vzniklo podstatně stejnoměrné proudění plynu podél axiálního sběrného a rozváděcího potrubí.
  41. 41. Způsob vyznačený vytvoření tepelně materiálu, tento umožnění proudění podle nároku 37 nebo 38 tím, že dále sestává z operace vodivé desky (102) z porézního vodivého porézní materiál tvoří kanály pro plynu axiálně deskou.
  42. 42. Způsob podle některého z nároků 23 až 36, vyznačený tím, že dále sestává z operace vytvoření stykového výměnného prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) ve tvaru vinutého tepelně vodivého pásku.
  43. 43. Způsob podle některého z nároků 23 až 36 vyznačený tím, že dále sestává z operace složení stykového výměnného prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) z porézního tepelně vodivého materiálu.
  44. 44. Způsob podle některého z nároků 23 až 43 vyznačený tím, že dále sestává z operace vytvarování stykového výměnného prvku (100, 120, 130, 140 nebo 150) do obecně válcového tvaru, majícího průměr mezí
    25,4 mm a 508 mm nebo případně vytvarování stykového výměnného prvku do obecně pravoúhlého průřezu.
CZ99178A 1996-07-19 1997-07-16 Systém pro výrobu elektřiny, vytápění, chlazení a větrání CZ17899A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2253296P 1996-07-19 1996-07-19
US08/866,981 US6054229A (en) 1996-07-19 1997-06-02 System for electric generation, heating, cooling, and ventilation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ17899A3 true CZ17899A3 (cs) 1999-06-16

Family

ID=26696035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ99178A CZ17899A3 (cs) 1996-07-19 1997-07-16 Systém pro výrobu elektřiny, vytápění, chlazení a větrání

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6054229A (cs)
EP (1) EP0913008B1 (cs)
JP (1) JP2000515305A (cs)
KR (1) KR100471501B1 (cs)
CN (1) CN1231068A (cs)
AT (1) ATE249686T1 (cs)
AU (1) AU721807B2 (cs)
BR (1) BR9710507A (cs)
CA (1) CA2260827C (cs)
CZ (1) CZ17899A3 (cs)
DE (1) DE69724792T2 (cs)
ES (1) ES2207742T3 (cs)
IL (1) IL128127A (cs)
NO (1) NO990217L (cs)
NZ (1) NZ333849A (cs)
UA (1) UA48242C2 (cs)
WO (1) WO1998004011A2 (cs)

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6376113B1 (en) * 1998-11-12 2002-04-23 Idatech, Llc Integrated fuel cell system
US7195663B2 (en) 1996-10-30 2007-03-27 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
US6783741B2 (en) * 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
US6221117B1 (en) 1996-10-30 2001-04-24 Idatech, Llc Hydrogen producing fuel processing system
US6537352B2 (en) 1996-10-30 2003-03-25 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
AU2554199A (en) * 1998-02-19 1999-09-06 Industrial Research Limited Electricity generation system for use with cryogenic liquid fuels
AT407313B (de) * 1998-11-23 2001-02-26 Vaillant Gmbh Blockheizkraftwerk
DE19964497B4 (de) * 1999-03-10 2017-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Luftzufuhr zu PEM-Brennstoffzellen einer Brennstoffzellenanlage sowie Brennstoffzellenanlage
EP1230690B1 (en) 1999-07-27 2013-07-03 IdaTech, LLC. Fuel cell system controller
US6979507B2 (en) * 2000-07-26 2005-12-27 Idatech, Llc Fuel cell system controller
US6242120B1 (en) * 1999-10-06 2001-06-05 Idatech, Llc System and method for optimizing fuel cell purge cycles
US6383670B1 (en) 1999-10-06 2002-05-07 Idatech, Llc System and method for controlling the operation of a fuel processing system
WO2001045577A2 (en) * 1999-12-06 2001-06-28 Sdgi Holdings, Inc. Intervertebral disc treatment devices and methods
US6451464B1 (en) 2000-01-03 2002-09-17 Idatech, Llc System and method for early detection of contaminants in a fuel processing system
US6465118B1 (en) 2000-01-03 2002-10-15 Idatech, Llc System and method for recovering thermal energy from a fuel processing system
EP1172874A3 (de) * 2000-07-12 2002-01-23 Sulzer Hexis AG Anlage mit Hochtemperatur-Brennstoffzellen
US6723459B2 (en) 2000-07-12 2004-04-20 Sulzer Hexis Ag Plant with high temperature fuel cells
US6887601B2 (en) * 2000-09-28 2005-05-03 Proton Energy Systems, Inc. Regenerative electrochemical cell system and method for use thereof
KR100584047B1 (ko) * 2000-10-30 2006-05-30 지텍 코포레이션 연료 전지, 개질기, 또는 열 플랜트로 작동 가능한 다기능에너지 시스템
WO2002058201A2 (en) * 2001-01-17 2002-07-25 Engen Group, Inc. Stationary energy center
FR2824785B1 (fr) 2001-05-18 2003-12-12 Renault Dispositif et procede de recuperation de chaleur pour vehicule equipe d'une pile a combustible
US7067208B2 (en) * 2002-02-20 2006-06-27 Ion America Corporation Load matched power generation system including a solid oxide fuel cell and a heat pump and an optional turbine
KR20030073673A (ko) * 2002-03-12 2003-09-19 주식회사 엘지이아이 연료전지의 난방/온수 시스템
US6896095B2 (en) 2002-03-26 2005-05-24 Ford Motor Company Fan shroud with built in noise reduction
US7037293B2 (en) 2002-11-15 2006-05-02 Boston Scientific Scimed, Inc. Rapid exchange catheter with depressable channel
US20050112425A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-26 Ztek Corporation Fuel cell for hydrogen production, electricity generation and co-production
KR100527469B1 (ko) * 2003-10-10 2005-11-09 현대자동차주식회사 연료 전지 스택의 온도/습도 제어장치 및 방법
DE20317766U1 (de) * 2003-11-17 2005-03-31 Viessmann Kaeltetechnik Ag Raumzelle zur temperierten Aufbewahrung von insbesondere Lebensmitteln
US7842428B2 (en) 2004-05-28 2010-11-30 Idatech, Llc Consumption-based fuel cell monitoring and control
US8277997B2 (en) * 2004-07-29 2012-10-02 Idatech, Llc Shared variable-based fuel cell system control
US20060090397A1 (en) * 2004-10-31 2006-05-04 Edlund David J Hydrogen generation and energy production assemblies
ITRM20050333A1 (it) * 2005-06-27 2006-12-28 Giovanni Luigi Albore Apparato per la produzione energetica.
US7601302B2 (en) 2005-09-16 2009-10-13 Idatech, Llc Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
TWI328898B (en) * 2005-09-16 2010-08-11 Idatech L L C Self-regulating feedstock delivery systems and hydrogen-generating fuel processing assemblies and fuel cell systems incorporating the same
CN100372169C (zh) * 2005-10-17 2008-02-27 李慧琪 锂离子动力电池组热平衡处理方法及装置
US7887958B2 (en) * 2006-05-15 2011-02-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel cell systems with load-responsive feedstock delivery systems
AT503757B1 (de) * 2006-05-22 2008-06-15 Dirk Peter Dipl Ing Claassen Verfahren zur nutzung von hochtemperaturbrennstoffzellen um haushaltsgeräte zu betreiben
US7972420B2 (en) * 2006-05-22 2011-07-05 Idatech, Llc Hydrogen-processing assemblies and hydrogen-producing systems and fuel cell systems including the same
US20070275275A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 Mesa Scharf Fuel cell anode purge systems and methods
US7737266B2 (en) 2006-09-18 2010-06-15 Board Of Regents, The University Of Texas System RNAi modulation of SCAP and therapeutics uses thereof
US20080210088A1 (en) * 2006-10-23 2008-09-04 Idatech, Llc Hydrogen purification membranes, components and fuel processing systems containing the same
WO2008051368A2 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Bloom Energy Corporation Dual function heat exchanger for start-up humidification and facility heating in sofc system
KR100860115B1 (ko) 2007-02-22 2008-09-25 주식회사 씨엔엘에너지 연료전지용 가습장치
AT505604B1 (de) * 2007-07-25 2009-06-15 Vaillant Austria Gmbh Vorrichtung zur wärmenutzung bei brennstoffzellen
JP2009037814A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Tokyo Gas Co Ltd 固体酸化物形燃料電池の高温域の温度低減法及びそのための装置
EP2212956A4 (en) * 2007-11-06 2012-03-21 Carrier Corp HEAT PUMP WITH HEAT RECOVERY
US8262752B2 (en) * 2007-12-17 2012-09-11 Idatech, Llc Systems and methods for reliable feedstock delivery at variable delivery rates
US20090253092A1 (en) * 2008-04-07 2009-10-08 Hunter Manufacturing Co. Fuel cell heater
CN101844621B (zh) * 2009-06-10 2012-10-10 北京航空航天大学 多电飞行器的机载冷热电联产系统
TW201123691A (en) * 2009-12-25 2011-07-01 Energy Spring Tech Inc Power generator-heat pump complex apparatus.
US20130020049A1 (en) 2011-07-18 2013-01-24 Architectural Applications P.C. Architectural heat and moisture exchange
DE102011108841A1 (de) * 2011-07-31 2013-01-31 VauQuadrat GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Absenkung der Kondensationstemperatur von Thermischen Kraftwerken
JP5209153B1 (ja) * 2011-09-06 2013-06-12 パナソニック株式会社 コージェネレーションシステム
KR101101146B1 (ko) 2011-09-23 2011-12-30 (주)상신 온도조절밸브와 유량조절밸브가 일체로 구비된 저소음 온수분배기가 사용된 난방제어 시스템
US9279626B2 (en) * 2012-01-23 2016-03-08 Honeywell International Inc. Plate-fin heat exchanger with a porous blocker bar
CN102593496B (zh) * 2012-03-22 2014-08-27 中国东方电气集团有限公司 燃料电池系统
CN105102324A (zh) * 2012-10-11 2015-11-25 戴森航空宇宙集团有限公司 用于飞机餐车和隔室的吸收式冷却
DE202015009384U1 (de) 2014-10-20 2017-05-10 Architectural Applications P.C. Regenschutz mit integriertem Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher
IL244698A (en) 2016-03-21 2017-10-31 Elbit Systems Land & C4I Ltd Basic fuel cell system with spare membrane with bipolar plate
US10476093B2 (en) 2016-04-15 2019-11-12 Chung-Hsin Electric & Machinery Mfg. Corp. Membrane modules for hydrogen separation and fuel processors and fuel cell systems including the same
WO2020160052A1 (en) * 2019-01-28 2020-08-06 Utility Global, Inc. Electrochemical reactor systems
US11777126B2 (en) 2019-12-05 2023-10-03 Utility Global, Inc. Methods of making and using an oxide ion conducting membrane
DE102020122083A1 (de) 2020-08-24 2022-02-24 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zur Nutzung der bei einer Hochtemperatur-Brennstoffzellenvorrichtung entstehenden Abwärme
US11712655B2 (en) 2020-11-30 2023-08-01 H2 Powertech, Llc Membrane-based hydrogen purifiers
WO2022243876A1 (en) 2021-05-17 2022-11-24 H2Cs Hydro Cool Systems Limited Zero carbon emission and highly efficient intelligent hydrogen-powered refrigeration system for transportation
KR102775843B1 (ko) * 2024-01-17 2025-03-06 주식회사 미코파워 수증기 발생 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
DE102024203886A1 (de) 2024-04-25 2025-10-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1367534A (fr) * 1963-05-17 1964-07-24 Comp Generale Electricite Pile électrique à combustibles
SE306107B (cs) * 1965-03-03 1968-11-18 Asea Ab
DE1671705A1 (de) * 1967-03-18 1971-09-23 Bbc Brown Boveri & Cie Batterie aus elektrisch in Reihe geschalteten Brennstoffzellen mit Festelektrolyt
US3616334A (en) * 1968-07-05 1971-10-26 Gen Electric Electrically and chemically coupled power generator and hydrogen generator
US3607427A (en) * 1969-02-06 1971-09-21 Gen Electric Electrically coupled fuel cell and hydrogen generator
CA1059943A (en) * 1976-07-20 1979-08-07 Noranda Mines Limited Electrolytically forming peroxosulfuric acid to oxidize organic material in sulfuric acid
US4087976A (en) * 1976-08-13 1978-05-09 Massachusetts Institute Of Technology Electric power plant using electrolytic cell-fuel cell combination
US4210512A (en) * 1979-01-08 1980-07-01 General Electric Company Electrolysis cell with controlled anolyte flow distribution
US4490445A (en) * 1982-05-24 1984-12-25 Massachusetts Institute Of Technology Solid oxide electrochemical energy converter
US4583583A (en) * 1983-06-02 1986-04-22 Engelhard Corporation Fuel cell crimp-resistant cooling device with internal coil
US4482440A (en) * 1983-10-06 1984-11-13 Olin Corporation Electrochemical cell and process for manufacturing temperature sensitive solutions
US4574112A (en) * 1983-12-23 1986-03-04 United Technologies Corporation Cooling system for electrochemical fuel cell
JPS6130968U (ja) * 1984-07-28 1986-02-25 株式会社 富士電機総合研究所 燃料電池セルスタツク
US4593534A (en) * 1985-02-21 1986-06-10 Analytic Power Corporation Electrochemically driven heat pump
US4644751A (en) * 1985-03-14 1987-02-24 Massachusetts Institute Of Technology Integrated fuel-cell/steam plant for electrical generation
US4629537A (en) * 1985-05-17 1986-12-16 Hsu Michael S Compact, light-weight, solid-oxide electrochemical converter
US4839247A (en) * 1987-11-13 1989-06-13 International Fuel Cells Corporation Static regenerative fuel cell system for use in space
US4950562A (en) * 1988-04-21 1990-08-21 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Solid electrolyte type fuel cells
DE68909720T2 (de) * 1988-07-23 1994-02-03 Fuji Electric Co Ltd Brennstoffzelle mit einem festen Elektrolyten.
US5049458A (en) * 1988-08-31 1991-09-17 Nkk Corporation Fuel cell
CH678775A5 (cs) * 1990-01-09 1991-10-31 Sulzer Ag
US5185219A (en) * 1990-02-15 1993-02-09 Ngk Insulators, Ltd. Solid oxide fuel cells
JPH0443566A (ja) * 1990-06-06 1992-02-13 Murata Mfg Co Ltd 固体電解質型燃料電池
JP3253985B2 (ja) * 1991-10-11 2002-02-04 関西電力株式会社 電力貯蔵装置
JP2888717B2 (ja) * 1992-04-06 1999-05-10 公生 石丸 エネルギー供給システム
JP3215489B2 (ja) * 1992-04-23 2001-10-09 日本電信電話株式会社 燃料電池排熱利用システムとその制御方法
US5277994A (en) * 1992-07-15 1994-01-11 Rockwell International Corporation Variable pressure passive regenerative fuel cell system
JP3205599B2 (ja) * 1992-07-21 2001-09-04 日本電信電話株式会社 燃料電池システム
JP3114950B2 (ja) * 1992-08-06 2000-12-04 日本電信電話株式会社 燃料電池用直接接触式熱交換器
US5298341A (en) * 1992-08-20 1994-03-29 Cerramatec, Inc. Multiple stack ion conducting devices
WO1994013026A1 (en) * 1992-11-25 1994-06-09 Hsu Michael S Radiant thermal integration with regenerative heating in a high temperature electrochemical converter
US5338622A (en) * 1993-04-12 1994-08-16 Ztek Corporation Thermal control apparatus
US5335628A (en) * 1993-09-03 1994-08-09 Aqua-Chem, Inc. Integrated boiler/fuel cell system
US5366819A (en) * 1993-10-06 1994-11-22 Ceramatec, Inc. Thermally integrated reformer for solid oxide fuel cells
JPH07135010A (ja) * 1993-11-11 1995-05-23 Tokyo Electric Power Co Inc:The 燃料電池発電プラントの除熱装置
JPH07169483A (ja) * 1993-12-17 1995-07-04 Toshiba Corp 燃料電池発電プラント
JP3265799B2 (ja) * 1994-03-09 2002-03-18 日本電信電話株式会社 燃料電池用直接接触式熱交換器および燃料電池システム
ATE189560T1 (de) * 1994-03-21 2000-02-15 Ztek Corp Elektrochemischer konverter mit optimaler druckverteilung
US5501781A (en) * 1994-08-08 1996-03-26 Ztek Corporation Electrochemical converter having internal thermal integration
JP3354728B2 (ja) * 1994-11-25 2002-12-09 三菱重工業株式会社 オンサイト型固体電解質燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
IL128127A (en) 2001-11-25
UA48242C2 (uk) 2002-08-15
US6054229A (en) 2000-04-25
EP0913008B1 (en) 2003-09-10
KR100471501B1 (ko) 2005-03-07
CA2260827C (en) 2002-04-09
CA2260827A1 (en) 1998-01-29
AU3734197A (en) 1998-02-10
NO990217D0 (no) 1999-01-18
NZ333849A (en) 2000-04-28
KR20000067922A (ko) 2000-11-25
DE69724792D1 (de) 2003-10-16
ATE249686T1 (de) 2003-09-15
EP0913008A2 (en) 1999-05-06
BR9710507A (pt) 1999-08-17
DE69724792T2 (de) 2004-07-01
NO990217L (no) 1999-03-18
WO1998004011A2 (en) 1998-01-29
AU721807B2 (en) 2000-07-13
ES2207742T3 (es) 2004-06-01
IL128127A0 (en) 1999-11-30
WO1998004011A3 (en) 1998-04-23
CN1231068A (zh) 1999-10-06
JP2000515305A (ja) 2000-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ17899A3 (cs) Systém pro výrobu elektřiny, vytápění, chlazení a větrání
JPH08510352A (ja) 熱制御装置
JP2004532507A5 (cs)
CN101589498A (zh) 燃料电池热交换系统和方法
JP2023075231A (ja) 統合された熱回収を備えた蒸発器
JP2010071091A (ja) 複合発電システム
CN201102951Y (zh) 酚水蒸发器
EP2486330B1 (en) High efficiency device for heating environments and heating system comprising such device
CN115212820B (zh) 反应装置及半导体废气处理系统
JP7190079B2 (ja) 結合型燃料蒸発およびカソードガス加熱器ユニットを有する燃料電池システムとその使用および動作方法
RU2189669C2 (ru) Энергетическая система, способ производства электроэнергии и кондиционирования текучей среды
WO2017176239A1 (en) Heat exchanger
US7219628B1 (en) Vaporizer and methods relating to same
CN111076414A (zh) 一种燃烧加热设备
CN223814711U (zh) 一种基于有机液储氢技术的采暖器
US20160216040A1 (en) Heat exchanger
WO2004018952A1 (en) Counter-flow heat exchanger for ceramic gas generator
KR200146333Y1 (ko) 콘덴싱열교환기
JP2024013090A (ja) 熱電発電ユニット及び熱発電装置
EP4285052A1 (en) Heat recovery device
CN119934558A (zh) 一种基于有机液储氢技术的采暖器
JP2004292262A (ja) 水素含有ガス生成装置
RU99103615A (ru) Энергетическая система, способ производства электроэнергии и кондиционирования текучей среды
JP2019175661A (ja) 燃料電池発電設備
TH66591A (th) ระบบสำหรับการผลิตไฟฟ้า, การทำความร้อน, การทำความเย็น และการระบายอากาศ

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic