DE102004022021A1 - Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen Hohlfasermembranen - Google Patents

Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen Hohlfasermembranen Download PDF

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Abstract

Ein Feuchtigkeitsaustauschmodul weist ein Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen von einem ersten Gasstrom durchströmten Hohlfasermembranen auf. Das Bündel der Hohlfasermembranen ist in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse mit Leitungselementen zur Zuleitung und Ableitung eines zweiten die Hohlfasermembranen umströmenden Gasstroms versehen ist. Zwischen dem Bündel der Hohlfasermembranen und dem Gehäuse ist wenigstens ein Strömungsraum vorgesehen, welcher sich über die wenigstens annähernd gesamte Länge des durchströmenbaren Bereichs des Bündels an Hohlfasermembranen erstreckt. Erfindungsgemäß umfasst der wenigstens eine Strömungsraum nur einen kleinen Teil des Umfangs des Bündels der Hohlfasermembranen, so dass letztendlich ein im Kreuzstrom betriebenes Feuchtigkeitsaustauschmodul entsteht. Dieses kann bevorzugt im Bereich der Befeuchtung von Zuluft zu Brennstoffzellensystemen eingesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen von einem ersten Gasstrom durchströmten Hohlfasermembranen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines derartigen Feuchtigkeitsaustauschmoduls.
  • Gattungsgemäße Feuchtigkeitsaustauschmodule sind im Stand der Technik beschrieben. So zeigt beispielsweise EP 1 338 852 ein derartiges Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von Hohlfasermembranen, welche im wesentlichen von einer im Gegenstrom zu der Strömung in den Hohlfasermembranen geführten Strömung umströmt sind.
  • Ferner ist in der DE 102 14 078 zum Stand der Technik ein Feuchtigkeitsaustauschmodul gezeigt, bei welchem dem Bündel der Hohlfasermembranen ein feuchter Gasstrom mittig über eine mit Öffnungen versehene Leitung zugeführt wird, während dieser nach dem Umströmen der Hohlfasermembranen in einem Sammelraum, welcher um das Bündel herum angeordnet ist gesammelt und abgeführt wird.
  • In beiden Fällen bleiben Teile des Bündels schlecht, also von nur einem kleinen Teil des Volumens des Gasstroms, oder gar nicht durchströmt. Der Feuchtigkeitsaustausch wird dadurch eher schlecht ausfallen, so dass vergleichsweise große Module notwendig sind, um eine vorgegebene Feuchtigkeitsmenge zwischen zwei Gasströmen auszutauschen. Insbesondere vergrößert sich bei dem Feuchtigkeitsaustauschmodul der DE 102 14 078 der Querschnitt des umströmten Bereichs der Hohlfasermembranen in Strömungsrichtung kontinuierlich, so dass im Bereich der größeren Durchmesser des Bündels der Hohlfasermembranen weniger Hohlfasermembranen aktiv genutzt werden, als im Inneren des Bündels. Bei vorgegebener Austauschleistung wird das Feuchtigkeitsaustauschmodul dadurch unnötig groß.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Feuchtigkeitsaustauschmodul zu schaffen, welches einen sehr effizienten Austausch an Feuchtigkeit zwischen zwei Gasströmen ermöglicht, und welches möglicht kompakt ausgeführt werden kann.
    •
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
  • Unter der durchströmbaren Länge des Bündels an Hohlfasermembranen wird dabei dessen Länge mit der Ausnahme seiner zum Zwecke der Abdichtung von Hohlfaserinnenströmung gegenüber der Hohlfaseraußenströmung vergossenen Enden verstanden. Aufgrund des sich über diese Länge erstreckenden Strömungsraums kann eine Umströmung der Hohlfasermembranen jeweils quer zu ihrer axialen Erstreckung erreicht werden. Durch die im Verhältnis zum Durchmesser deutlich kleinere Ausdehnung des Strömungsraums wird eine gezielte Anströmung der Hohlfasermembranen aus dem Strömungsraum heraus, oder in diesen hinein erreicht. Durch diese gezielt Anströmung können alle Hohlfasermembranen gleichmäßig von dem Gasstrom umströmt und somit effizient genutzt werden. Ein derartiges Feuchtigkeitsaustauschmodul kann somit kleiner und kompakter gebaut werden.
  • Durch die Umströmung der Hohlfasermembranen quer zur axialen Richtung der einzelnen Hohlfasermembranen kann die Feuchtigkeit von dem einen auf den anderen Gasstrom besonders effektiv übertragen werden, da die Umströmung mittel eines großen, die Hohlfasermembranen flächig treffenden Volumenstroms erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Feuchtigkeitsaustauschmodul ermöglicht es so, dass der Austausch der Feuchtigkeit sehr effizient und mit hoher Austrauschrate je Volumeneinheit des Bündels der Hohlfasermembranen erfolgen kann. Damit kann ein sehr kompaktes Feuchtigkeitsaustauschmodul realisiert werden.
    •
  • Eine besonders geeignete Verwendung eines erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsaustauschmoduls ergibt sich aus Anspruch 14.
  • Dabei kann das Feuchtigkeitsaustauschmodul insbesondere zum Trocknen und Befeuchten von Prozessgasströmen, beispielsweise zum Befeuchten der Zuluft zu dem Brennstoffzellensystem mittels des Abgases aus der Brennstoffzelle, eingesetzt werden. Je nach Aufbau und Einsatz eines derartigen Brennstoffzellensystems, beispielsweise als Antriebssystem in Fahrzeugen, kommt der kompakten und leichten Bauweise bei dennoch sehr hoher Feuchtigkeitsaustauschrate eine entscheidende Bedeutung zu. Das erfindungsgemäße Feuchtigkeitsaustauschmodul wird diesen Anforderungen gerecht und stellt damit ein sehr gutes Feuchtigkeitsaustauschmodul für die oben genannte Verwendung dar.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsaustauschmoduls ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
  • 1 ein schematisch angedeutetes Brennstoffzellensystem mit einem Feuchtigkeitsaustauschmodul gemäß der Erfindung;
  • 2 ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls;
  • 3 ein Querschnitt durch das Feuchtigkeitsaustauschmodul gemäß 2;
  • 4 ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls;
  • 5 ein Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls;
  • 6 ein Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls; und
  • 7 ein Feuchtigkeitsaustauschmodul in einer fünften Ausführungsform im Teilschnitt.
  • In 1 ist ein sehr stark schematisiertes Brennstoffzellensystem 1 zu erkennen. Dieses umfasst eine Brennstoffzelle 2, bei welcher ein Kathodenraum 3 mittels einer protonenleitenden Membran (PEM) 4 von einem Anoderaum 5 abgetrennt ist. Die Brennstoffzelle 2 kann dabei in an sich bekannter Weise aus Wasserstoff (H2) in ihrem Anodenraum 5 und Luft in ihrem Kathodenraum 3 elektrische Leistung erzeugen. Die Brennstoffzelle 2 kann als einzelne Brennstoffzelle, insbesondere jedoch als eine Anordnung vieler Brennstoffzellen, als ein so genannter Brennstoffzellenstack, aufgebaut es sein. Um die protonenleitende Membran 4 vor Austrocknung und somit einer Schädigung zu schützen wird die dem Kathodenraum 3 über einen Kompressor 6 zugeführte Luft in einem schematisch angedeuteten Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 durch die aus der Brennstoffzelle 2 strömenden Abgase befeuchtet.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 strömt das feuchte Abgas der Brennstoffzelle 2 durch ein Bündel 8 von Hohlfasermembranen, deren äußere Oberflächen von der zu befeuchtenden Luft für die Brennstoffzelle 2 umströmt werden. Die in dem Abgas vorhandene Feuchtigkeit wird durch die für Wasserdampf durchlässigen Hohlfasermembranen auf die zu dem Kathodenraum 3 strömende Luft übertragen, so dass diese befeuchtet wird und ihrerseits die protonenleitende Membran 4 befeuchtet, so dass diese vor einer Austrocknung und damit einer Schädigung bzw. vorzeitigen Alterung geschützt ist.
  • Da in den Hohlfasermembranen selbst ein höherer Druckverlust herrscht, als beim Umströmen derselben, ist die hier dargestellte Anordnung des Kompressors 6 besonders effizient, da so bei gleicher Kompressorleistung ein höherer Innendruck in der Brennstoffzelle 2 erzielt werden kann. Somit lässt sich bei vorgegebenem Innendruck einerseits die Größe und Leistung des Kompressors 6 sowie dessen Energieverbrauch minimieren, bei vorgebender Größe und Leistung des Kompressors 6 andererseits der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle 2 aufgrund der verbesserten Thermodynamik bei höherem Innendruck entsprechend steigern.
  • Je nach eingesetztem Brennstoffzellensystem 1 wird der Anodenraum 5 der Brennstoffzelle 2 mit Wasserstoff aus einem Wasserstoffvorrat oder mit Wasserstoff, welcher durch ein Gaserzeugungssystem aus z.B. einem flüssigen Kohlenwasserstoff erzeugte wurde, versorgt. Der Anodenraum 5 wird bei einem reinen Wasserstoffsystem im Dead-End-Betrieb oder mit einer Anoden-Loop betrieben, während bei in dem Gaserzeugungssystem erzeugten Wasserstoff Restgase aus dem Anodenraum 5 als Abgas abgeführt werden. Dementsprechend kann dass zur Befeuchtung genutzte feuchten Abgas entweder aus dem Kathodenraum 3 alleine oder aus dem Kathodenraum 3 und dem Anodenraum 5 gemeinsam stammen, wie es in 1 durch die gestrichelte Verbindung zwischen dem Anodenraum 5 und dem Abgas aus dem Kathodenraum 3 angedeutet ist.
  • Falls es das eingesetzte Brennstoffzellensystem 1 erfordert, kann die befeuchtete Zuluft zumindest teilweise auch anderweitig eingesetzt werden, z.B. zum Bereitstellen wenigstens eines Teils der benötigten Wassermenge für die Erzeugung eines wasserstoffhaltigen Gases aus einem z.B. flüssigen Kohlenwasserstoff, wie dies beispielsweise in der DE 103 09 794 ausgeführt ist.
  • Die folgenden Ausführungen beziehen sich jeweils auf dieses oben dargelegte Ausführungsbeispiel des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 in dem Brennstoffzellensystem 1. Die Erfindung soll jedoch nicht auf derartige Anwendungen des erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 eingeschränkt sein.
  • In 2 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 dargestellt. Das Bündel 8 der Hohlfasermembranen ist dabei nur exemplarisch angedeutet. Die Hohlfasermembranen werden von einem ersten – beispielsweise feuchten – Gasstrom A durchströmt, dessen Zuführungen, Strömungsführung, etc. für die hier dargestellten Ausgestaltungen des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 nicht weiter von Interesse und daher nicht dargestellt ist. Das Bündel 8 der Hohlfasermembranen kann ferner in einer Hülse 9 zusammengefasst sein. Die Hülse 9 weist dabei geeignete Öffnungen 10 zum Einströmen und Ausströmen eines zweiten die Hohlfasermembranen umströmenden Gasstroms B auf. Die Hülse ermöglicht dabei eine besseres Handling des Bündels 8 der Hohlfasermembranen, z.B. bei dessen Herstellung oder wenn dieses ausgetauscht werden muss.
  • Das Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 weist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Strömungsraum 11 und einen Strömungsraum 12 auf. Beide Strömungsräume 11, 12 sind jeweils mit Leitungselementen 13, 14 verbunden, durch welche der zweite Gasstrom B dem Strömungsraum 11 zugeführt und aus dem Strömungsraum 12 abgeführt wird. Beide Strömungsräume 11, 12 umfassen dabei nur einen Teil des Umfangs des Bündels 8 der Hohlfasermembranen bzw. des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7. Dies ist insbesondere auch in dem Querschnitt des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 gemäß 3 zu erkennen.
  • In der Ausgestaltung des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 gemäß den 2 und 3 liegen sich die beiden Strömungsräume 11, 12 hinsichtlich des Bündels 8 der Hohlfasermembranen bzw. eines Gehäuses 15 des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 gegenüber.
  • Somit kann eine Durchströmung des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 quasi im Kreuzstrom erreicht werden.
  • Um das Volumen der Gasströmung des zweiten Gasstroms B möglichst gleichmäßig auf zur Verfügung stehenden Querschnitt des Strömungsraums 11 zu verteilen, ist das den zweiten Gasstrom B zuführende Leitungselement 13 mittig zu der Länge des Bündels 8 der Hohlfasermembranen angeordnet, wie dies in den Figuren zu erkennen ist. Ferner können zwischen dem Leitungselement 13 zur Zuleitung des Gasstroms B und der mit dem Strömungsraum 11 in Kontakt stehenden Oberfläche des Bündels 8 der Hohlfasermembranen Umlenkmittel 16 vorgesehen sein, welche ein direktes und unmittelbares Einströmen des Gasstroms B in das Bündel 8 der Hohlfasermembranen verhindern. Die Umlenkmittel 16, welche als Scheibe oder als strömungsfreundliche Körper, z.B. tropfen- bzw. kegelförmig, tragflächenförmig, etc., ausgebildet sein können, sorgen somit für eine gleichmäßige Verteilung des Gasstroms B in dem Strömungsraum 11. Damit wird die Anströmung der Hohlfasermembranen des Bündels 8 und die Nutzung ihrer Oberfläche verbessert.
  • Eine weitere alternativ oder parallel einsetzbare Einrichtung zur Verbesserung der Verteilung des Gasstroms B in dem Strömungsraum 11, ist in 5 dargestellt. Dabei handelt es sich um ein Mittel 17 zum Erzeugen einer Drallbewegung in dem das Leitungselement 13 durchströmenden Gasstrom B. Durch die so erzielte Drallbewegung des Gasstroms B kommt es zu einer sehr guten Verteilung desselben in dem Strömungsraum 11, trotz dessen geringer Länge in Strömungsrichtung und dessen großer Ausbreitung in einer Richtung quer dazu.
  • Das in 5 nur exemplarisch angedeutete Mittel 17 zum Erzeugen einer Drallbewegung in dem Gasstrom B kann beispielsweise aus einem in sich verdrehten Streifen eines flächigen Materials bestehen, so dass eine spiralförmig/schraubenförmig ausgebildetes Element entsteht. Der Streifen kann z.B. aus einem Blech aus korrosionsbeständigen Metall oder dergleichen hergestellt sein. Analog dazu wäre auch ein in sich verdrehten Element denkbar, welches im Querschnitt sternförmigen mit wenigstens drei Strahlen ausgebildet ist. Um eine ausreichende Drallbewegung des Gasstroms B bei vertretbarem Strömungswiderstand in demselben zu erreichen, kann das Element bzw. der Streifen um ca. 70° bis 270°, insbesondere um eine halbe Umdrehung (180°) verdreht sein. Dem einströmenden Gasstrom B wird somit bei vertretbarem Aufwand hinsichtlich des durch das Mittel 17 erzeugten Strömungswiderstands eine ausreichende Drallbewegung mitgegeben, um sich gleichmäßig in dem Strömungsraum 11 verteilen zu können.
  • Wie sich aus 5 des weiteren ergibt, können – ebenfalls als Ergänzung oder ausschließlich – in dem Bündel 8 der Hohlfasermembranen Leitelemente 18 vorgesehen sein, durch welche der für den zweiten Gasstrom B durchströmbare Bereich in der Art in Teilbereiche 19 unterteilt wird, dass sich die Strömungslänge des zweiten Gasstroms B in dem Bündel 8 der Hohlfasermembranen gegenüber der Ausführung ohne die Leitelemente 18 verlängert. Durch die Leitelemente 18 kann sichergestellt werden, dass möglichst viele der Hohlfasermembranen des Bündels 8 von dem Gasstrom B umströmt werden, wodurch wiederum die Größe des Bündels 8 der Hohlfasermembranen und damit letztendlich die Größe des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 minimiert werden kann.
  • All diese Elemente zur Verbesserung der Verteilung des Gasstroms B in dem Strömungsraum 11 und damit der Durchströmung des Bündels 8 der Hohlfasermembranen, können dabei jeweils alleine oder in beliebiger Kombination untereinander in die bereits beschriebenen und die im folgenden beschriebenen Feuchtigkeitsaustauschmodule 7 integriert werden.
  • Das Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 gemäß 6 unterscheidet sich vom dem gemäß den vorhergehenden Figuren dadurch, dass die beiden Strömungsräume 11, 12 im wesentlichen auf einer Seite des Bündels 8 der Hohlfasermembranen bzw. des Gehäuses 15 angeordnet sind. Durch ein den Bereich des Bündels 8 in zwei Teilbereich 19 aufteilendes Leitelement 18, welches ein Kommunizieren der Teilbereiche 19 nur auf der den Strömungsräumen 11, 12 abgewandten Seite derselben erlaubt, entsteht auch so letztendlich eine Durchströmung des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 im Kreuzstrom. Durch die auf einer Seite angeordneten Strömungsräume 11, 12 bzw. den mit diesen verbundenen Leitungselementen 13, 14 wird eine sehr gute Zugänglichkeit zur Zu- und Ableitung des Gasstroms B und ein vereinfachter Einbau hinsichtlich des Packagings eines Gesamtsystems mit dem Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 erzielt.
  • Eine weitere Alternative des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 ist in 7 dargestellt. Eine Strömungsumkehr zu der nachfolgend beschriebenen Strömungsrichtung ist dabei jederzeit möglich.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 strömt der Gasstrom B durch das Leitungselement 13 in den Strömungsraum 11, wobei die Zuleitung des Gastrom B im wesentlichen tangential zu dem Bündel 8 der Hohlfasermembranen ausgebildet ist. Durch Leitelemente 18, welche sich wie alle hier dargestellten und erläuterten Leitelemente 18 flächig in Richtung der Hohlfasermembranen ausdehnen, wird der Gasstrom dann beim Umströmen der Hohlfasermembranen in dem Bündel 8 zu einem mit Öffnungen 20 versehen Leitungselement 14' geführt, in welchem sich der befeuchtete Gastrom B dann sammelt, und mittels welchem er dann aus dem Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 abgeführt wird. Reduziert man die Betrachtung auf die Sicht der einzelnen Hohlfasermembranen, so erkennt man auch hier ein im Kreuzstrom betriebenes Feuchtigkeitsaustauschmodul 7.
  • Das Leitungselement 14' befindet sich in der Darstellung gemäß 7 mittig in dem Bündel 8 der Hohlfasermembranen. Zusammen mit dem dann spiralförmig ausgestalteten Leitelement 18 ergibt sich so eine gute und gleichmäßige Durchströmung aller Bereiche des Bündels 8 der Hohlfasermembranen, so dass diese im Sinne eines kompakten und effizienten Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 optimal ausgenutzt werden können.

Claims (16)

  1. Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen von einem ersten Gastrom durchströmten Hohlfasermembranen, wobei das Bündel der Hohlfasermembranen in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse mit Leitungselementen zur Zuleitung und Ableitung eines zweiten die Hohlfasermembranen umströmenden Gasstroms versehen ist, und wobei zwischen dem Bündel der Hohlfasermembranen und dem Gehäuse wenigstens ein Strömungsraum vorgesehen ist, welcher sich über die wenigstens annähernd gesamte Länge des durchströmbaren Bereichs des Bündels an Hohlfasermembranen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strömungsraum (11, 12) nur einen kleinen Teil des Umfangs des Bündels (8) der Hohlfasermembranen umfasst.
  2. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strömungsraum (11, 12) mit einem der Leitungselemente (13, 14) zur Zuleitung oder Ableitung des zweiten Gasstroms (B) verbunden ist.
  3. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Strömungsräume (11, 12) vorgesehen sind, wobei der erste Strömungsraum (11) mit einem Leitungselement (13) zur Zuleitung und der zweite Strömungsraum (12) mit einem Leitungselement (14) zur Ableitung des zweiten Gasstroms (B) verbunden ist.
  4. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungsraum (12) auf der dem ersten Strömungsraum (11) gegenüber liegenden Seite des Bündels (8) der Hohlfasermembranen angeordnet ist.
  5. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bündel (8) der Hohlfasermembranen Leitelemente (18) vorgesehen sind, welche den für den zweiten Gasstrom (B) durchströmbaren Bereich in der Art in Teilbereiche (19) unterteilen, dass die Strömungslänge des zweiten Gasstroms (B) in dem Bündel (8) der Hohlfasermembranen länger als ohne die Leitelemente (18) ist.
  6. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Strömungsraum (11, 12) auf der selben Seite des Bündels (8) der Hohlfasermembranen angeordnet sind, wobei das Bündel (8) der Hohlfasermembranen durch ein Leitelement (18) in zwei auf ihrer den beiden Strömungsräumen (11, 12) abgewandten Seite miteinander kommunizierende Teilbereiche (19) getrennt ist.
  7. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Strömungsraum (11) vorgesehen ist, wobei ein Leitungselement (13) zur Zuleitung oder Abteilung des zweiten Gasstroms (B) in den Strömungsraum (11) mündet, wobei in dem Bündel (8) der Hohlfasermembranen ein Leitelement (18) verläuft, welches die Gasströmung zu einem Leitungselement (14') zur Ableitung oder Zuleitung des zweiten Gasstroms (B) leitet, welches in seinem Umfang zahlreiche Öffnungen (20) aufweist und in dem Bündel (8) der Hohlfasermembranen angeordnet ist.
  8. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (13) zur Zuleitung oder Ableitung des zweiten Gasstroms (B) tangential zu dem Querschnitt des Bündels (8) der Hohlfasermembranen in den Strömungsraum (11) mündet.
  9. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (18) spiralförmig ausgebildet ist.
  10. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (14) zur Ableitung oder Zuleitung des zweiten Gasstroms (B) mittig in dem Bündel (8) der Hohlfasermembranen angeordnet ist.
  11. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungselement (13) zur Zuleitung des zweiten Gasstroms (B) Mittel (17) vorgesehen sind, durch welche in dem Gasstrom (B) vor dem Einströmen in den Strömungsraum (11) eine Drallbewegung erzielbar ist.
  12. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitungselement (13) zur Zuleitung des zweiten Gasstroms (B) und dem mit den Hohlfasermembranen in Kontakt stehenden Bereich des Strömungsraums (11) Umlenkmittel (16) für den Gasstrom (B) vorgesehen sind.
  13. Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Leitungselemente (13) zur Zuleitung des Gasstroms (B) in etwa in der Mitte der durchströmbaren Länge des Bündels (8) der Hohlfasermembranen in die Strömungsräume (11) münden.
  14. Verwendung eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Brennstoffzellensystem (1).
  15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Feuchtigkeitsaustauschmodul (7) Zuluft (B) zu dem Brennstoffzellensystem (1) mittels eines feuchten Abgases (A) aus wenigstens einer Brennstoffzelle (2) des Brennstoffzellensystems (1) befeuchtet wird.
  16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft (B) mittels einer Kompressionseinrichtung (6) entlang der äußeren Oberflächen der Hohlfasermembranen in das Brennstoffzellensystem (1) gefördert wird, während das feuchte Abgas (A) die Hohlfasermembranen durchströmt.
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