DE102008019981A1 - Cabinet i.e. switch cabinet, for accommodating power supply systems, has power supply systems spaced from side wall of cabinet, and air guiding channels staying in connection with interior of fuel cell stacks of power supply systems - Google Patents

Abstract

The cabinet (1) has a module comprising modular power supply systems (3, 4) that are integrated with fuel cell stacks i.e. polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell. The power supply systems spaced from a side wall (7) of the cabinet are mounted in the cabinet. Air guiding channels (33, 35) stay in connection with the interior of the fuel cell stacks of the power supply systems. Cooling air is transmitted to the fuel cell stacks as a part of reactant air guided in the air guiding channels, where the reactant air is preheatable by exhaust air from the fuel cell stacks.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrank, der insbesondere mit einem Rahmen für einzelne Einschübe ausgestattet ist, so dass eine Energieversorgungseinheit, die mit einem Brennstoffzellenstapel ausgestattet ist, an dem Einschub, insbesondere in normierter Weise, montiert werden kann.The The present invention relates to a cabinet, in particular with equipped with a frame for individual slots is, leaving a power supply unit with a fuel cell stack is fitted to the slot, in particular in a standardized manner, can be mounted.

Stand der TechnikState of the art

Die günstigste Anordnung von Energieversorgungssystemen, die mit Brennstoffzellenstapeln ausgestattet sind, wird immer wieder unter zahlreichen Aspekten erwogen. So rückt die DE 10 2004 015 112 A1 (Anmelderin: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.; Anmeldetag: 27.03.2004) die mögliche Explosionsgefährdung von Brennstoffzellenstapeln in den Vordergrund und schlägt daher vor, einen einseitig offenen Explosionsschutzraum aus gasdichten und explosionssicheren Materialien zu schaffen. Die Luftzirkulation soll in einem so gestalteten, mit Leichtbauplatten aufgebauten Aufnahmeraum von einem bodennahen Bereich zu einer möglichst hoch gelegenen Seite geführt sein, damit das austretende Gas, wie Wasserstoff, das besonders leicht ist, durch den Luftstrom aus dem Explosionsraum herausgetrieben werden kann. Die Luft lässt sich bei anders gestalteten Brennstoffzellenstapeln, auch mit Polymerelektrolytmembran, dahingehend positiv benutzen, dass gemäß DE 199 10 695 C1 (Patentinhaberin: Siemens AG; Anmeldetag: 10.03.1999) und gemäß DE 199 64 497 A1 (Anmelderin: Siemens AG; Anmeldetag: 10.03.1999) der PEM-Brennstoffzellenstapel in dem ihn umschließenden Gehäuse durch die Luft gekühlt und gewärmt werden kann. Die dort grundsätzlich als in einem Gehäuse modular zu gestaltenden Energieversorgungssysteme auf Brennstoffzellenbasis können in Schaltschränken, wie z. B. in der DE 10 2004 007 728 A1 (Anmelderin: Rittal GmbH & Co. KG; Prioritätstag: 27.02.2003) beschrieben, eingebaut werden, damit eine Rack-Anordnung nach DE 10 2006 010 714 B4 (Patentinhaberin: Rittal GmbH & Co. KG; Anmeldetag: 08.03.2006) geschaffen werden kann. Die einzelnen Energieversorgungssysteme in dem entsprechenden Schaltschrank haben aufgrund ihres Gehäuses eine solche normierte Größe, dass sie in Standardschächte wie einen 19''-Schacht eingeschoben werden können. In der DE 10 2006 010 714 B4 wird zur Verbesserung der Kühlung vorgeschlagen, den wassergekühlten Wärmetauscher großflächig an der Außenwand des Schranks anzubringen. Insbesondere bei unterbrechungsfreien Notstromeinheiten in Schaltschränken ist die Austauschbarkeit und sichere Funktionsweise der einzelnen Energieversorgungssysteme im Verbund ein wichtiges Kriterium. Hierzu trägt die Luftversorgung bei. Wie ein Energieversorgungssystem mit Brennstoffzellenstapel zu gestalten ist, kann zum Beispiel der DE 10 2007 035 217.6 (Anmelderin: FutureE Fuel Cell Solutions GmbH; Anmeldetag: 25.07.2007) entnommen werden. Aus Vereinfachungsgründen und zur Steigerung der Lesbarkeit wird nachfolgend graphisch und für den internen Aufbau auf diese Druckschrift verwiesen, wenn Bezug auf Komponenten, wie zum Beispiel auf den Brennstoffzellenstapel, zu nehmen ist, die sich unter dem Gehäuse des Energieversorgungssystems befinden.The most favorable arrangement of power supply systems equipped with fuel cell stacks is repeatedly considered in many aspects. That's how it gets DE 10 2004 015 112 A1 (Applicant: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt eV, filing date: 27.03.2004) emphasizes the potential explosion hazard of fuel cell stacks and therefore proposes to create a one-sided open explosion protection chamber made of gas-tight and explosion-proof materials. The air circulation should be performed in a so designed, built with lightweight panels receiving space from a ground-level area to the highest possible side so that the escaping gas, such as hydrogen, which is particularly light, can be driven out of the explosion room by the air flow. The air can be positively used in differently designed fuel cell stacks, even with polymer electrolyte membrane, that according to DE 199 10 695 C1 (Patentee: Siemens AG, filing date: 10.03.1999) and according to DE 199 64 497 A1 (Applicant: Siemens AG, filing date: 10.03.1999) The PEM fuel cell stack can be cooled and warmed in the surrounding housing by air. The principle there as in a housing to be designed modular power supply systems based on fuel cells can be used in control cabinets, such. B. in the DE 10 2004 007 728 A1 (Applicant: Rittal GmbH & Co. KG; priority date: 27.02.2003) described, be installed so that a rack assembly according to DE 10 2006 010 714 B4 (Patent owner: Rittal GmbH & Co. KG, filing date: 08.03.2006). Due to their housing, the individual power supply systems in the corresponding control cabinet have such a normalized size that they can be inserted into standard shafts such as a 19 "shaft. In the DE 10 2006 010 714 B4 is proposed to improve the cooling, the water-cooled heat exchanger over a large area to attach to the outer wall of the cabinet. In particular, in uninterruptible emergency power units in cabinets, the interchangeability and safe operation of the individual energy supply systems in the network is an important criterion. The air supply contributes to this. How to design a power supply system with fuel cell stack, for example, the DE 10 2007 035 217.6 (Applicant: FutureE Fuel Cell Solutions GmbH, filing date: 25.07.2007). For reasons of simplicity and to increase the legibility, reference is made below graphically and for the internal structure of this document when reference is to be made to components such as the fuel cell stack, which are located under the housing of the power supply system.

Erfindungsbeschreibunginvention description

Es ist zu überlegen, wie in einem Schaltschrank besonders günstig Brennstoffzellenmodule als Energieversorgungssysteme angeordnet werden können, damit der Bauraum günstig genutzt wird.It should be considered, as in a control cabinet especially cheap fuel cell modules as energy supply systems can be arranged so that the space is cheap is being used.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Schrank nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.The The object of the invention is achieved by a cabinet solved according to claim 1. Allow advantageous developments to refer to the dependent claims.

Der Schrank ist mit Einschüben ausgestattet. Der Schrank kann auch als Schaltschrank bezeichnet werden, der dazu bestimmt ist, als Energieversorgungssystem, z. B. als Zentralbatterieanlage, verwendet zu werden. In den Schrank ist wenigstens ein modulares Energieversorgungssystem mit Brennstoffzellenstapel, insbesondere aus Polymerelektrolytmembranbrennstoffzellen, zu integrieren. Zur Steigerung der Betriebssicherheit sind vorzugsweise zwei oder mehr als zwei Energieversorgungssysteme anzuordnen. Auf Basis eines Brennstoffs wie Wasserstoff, das gasförmig in die Brennstoffzelle eingebracht wird, wird elektrische Energie aus den Edukten gewonnen. Alternativ kann auch ein anderes wasserstoffhaltiges Gas wie eine Kohlenwasserstoffverbindung eingesetzt werden. Die Reaktion zur Umwandlung in elektrische Energie erfolgt unter Zuhilfenahme von Luft. Das oder die Energieversorgungssysteme sind beabstandet von wenigstens einer Seitenwand des Schranks in dem Schrank montiert. Der Abstand ist bewusst vorgesehen, damit der Abstand hinter oder neben den Energieversorgungssystemen vorteilhaft genutzt werden kann. Der Abstand kann als Luftführungskanal genutzt werden. Hierzu kann der Abstand entweder direkt als Luftführungskanal verwendet werden oder der Freiraum dient zur Aufnahme eines, insbesondere modular gestalteten, Luftführungskanals aus Luftschachtbauteilen. Der Luftführungskanal steht in Verbindung mit dem Inneren des Energieversorgungssystems, insbesondere dem Brennstoffzellenstapel des Energieversorgungssystems.Of the Cabinet is equipped with slots. The cabinet can also be referred to as a control cabinet, which is intended as an energy supply system, z. B. as a central battery system used to become. There is at least one modular power supply system in the cabinet with fuel cell stacks, in particular of polymer electrolyte membrane fuel cells, to integrate. To increase the reliability are preferably two or to arrange more than two power supply systems. Based a fuel such as hydrogen, which is gaseous in the Fuel cell is introduced, electrical energy from the reactants won. Alternatively, another hydrogen-containing gas as a hydrocarbon compound can be used. The reaction for conversion into electrical energy takes place with the aid of of air. The energy supply system or systems are spaced apart from at least one side wall of the cabinet mounted in the cabinet. The distance is deliberately provided so that the distance behind or be used advantageously in addition to the energy supply systems can. The distance can be used as an air duct. For this The distance can be either directly as an air duct used or the space is used to hold one, in particular Modular designed, air ducts from manhole components. The air duct is in communication with the interior the energy supply system, in particular the fuel cell stack of the power system.

Der Schrank, aus dem elektrische Energie bezogen werden kann, ist ein Schrank, in dem Energieversorgungssysteme mit Brennstoffzellenstapeln angeordnet werden können. Die Brennstoffzellenstapel sind vorzugsweise luftgekühlte und mit Wasserstoff betriebene Polymerelektrolytmembranbrennstoffzellenstapel. Jede Energieversorgungseinheit bzw. jedes Energieversorgungssystem kann mehrere solcher Stapel umfassen. Die Energieversorgungssysteme können zusätzlich Sekundärakkumulatoren umfassen. Die Zuluft wird geschickterweise nicht nur als Luft für den Brennstoffzellenstapel betrachtet, sondern sie dient weiterhin dazu, das aus der Verwendung von Wasserstoff herrührende Risiko zu verringern. Dazu weist der Schrank Überwachungseinrichtungen, wie z. B. Wasserstoffsensoren, auf. Sollte eine Überschreitung eines Grenzwertes durch die Wasserstoffsensoren detektiert werden, so kann durch den Luftführungskanal so viel Luft als Zuluft hindurch geführt werden, dass eine Konzentrationsverringerung des Wasserstoffes durchgeführt wird. Ist z. B. eine Wasserstoffzuleitung undicht, so lässt sich unproblematisch der Schrank als Energiequelle weiterhin betreiben, solange die Wasserstoffkonzentration verringert werden kann.The cabinet from which electrical energy can be obtained is a cabinet in which energy supply systems with fuel cell stacks can be arranged. The fuel cell Sta pel are preferably air-cooled and hydrogen-driven polymer electrolyte membrane fuel cell stacks. Each power supply unit or each power supply system may comprise a plurality of such stacks. The power supply systems may additionally include secondary accumulators. The incoming air is cleverly considered not only as air for the fuel cell stack, but also serves to reduce the risk arising from the use of hydrogen. For this purpose, the cabinet monitoring devices, such. As hydrogen sensors, on. If an excess of a limit value is detected by the hydrogen sensors, so much air can be passed through the air duct as supply air that a reduction in concentration of the hydrogen is carried out. Is z. For example, if a hydrogen supply line leaks, then the cabinet can continue to operate as an energy source without problems, as long as the hydrogen concentration can be reduced.

Die Zuluft kann in unterschiedlicher Weise verwendet werden. Zum einen kann die Zuluft als Kühlluft für den Brennstoffzellenstapel verwendet werden. Zum anderen kann die Zuluft als Reaktandenluft, als Reaktionspartner eingesetzt werden. Wird ausreichend Zuluft zur Verfügung gestellt, so können beide Funktionen gleichzeitig in der Brennstoffzelle durch den gleichen Luftstrom wahrgenommen werden. Die erhöhte Zuluftzuführung verringert gleichzeitig das Wasserstoffkonzentrationsrisiko. Der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle wird weiter gesteigert, wenn die Zuluft erwärmt in den Brennstoffzellenstapel eingeleitet werden kann. Insbesondere in Startphasen und bei Betriebsorten, in denen der Schrank eine gekühlte Umgebung vorfindet, hilft vorgewärmte Zuluft für eine sichere Betriebsweise des Brennstoffzellenstapels. Somit kann die thermische Energie aus der Abluft wenigstens teilweise zur Vorerwärmung der Zuluft verwendet werden.The Supply air can be used in different ways. On the one hand The supply air can be used as cooling air for the fuel cell stack be used. On the other hand, the supply air can be used as reactant air, be used as reactants. Is sufficient supply air provided, so can both functions at the same time in the fuel cell by the same air flow be perceived. The increased supply air supply simultaneously reduces the risk of hydrogen concentration. The efficiency The fuel cell is further increased when the supply air heats up can be introduced into the fuel cell stack. Especially in start-up phases and at operating locations where the cabinet is a Chilled environment helps preheated Supply air for safe operation of the fuel cell stack. Thus, the thermal energy from the exhaust air at least partially be used for preheating the supply air.

Zur besseren Nutzung der Abwärme und zum Umschalten zwischen unterschiedlichen Betriebsweisen können Klappen in dem Schrank vorgesehen sein. Im einfachsten Fall ist eine Klappe vorgehalten. Diese Klappe kann einen Rezirkulationspfad freischalten oder versperren. Durch eine solche Klappe kann eine geschlossene Zirkulation hergestellt werden. Wird die Klappe in eine andere Position gelegt, ergibt sich eine zur Umgebung geöffnete Strömungsrichtung. Die Klappe kann auch so angeordnet werden, dass Mischbetriebsweisen ermöglicht werden. Ein Teil der Abluft kann den Schrank permanent verlassen, während die ausströmende Abluft durch Frischluft oder Zuluft ersetzt wird. Im geöffneten Zustand, das bedeutet, wenn die Abluft nahezu vollständig den Schrank verlassen soll, kann die Abluft vor ihrem Austritt über einen Wärmetauscher geführt werden. Vorteilhaft ist die Verwendung eines Luft-Luft-Wärmetauschers. Ein Luft-Luft-Wärmetauscher in Gegenstrombetriebsweise sorgt für eine effiziente Rückgewinnung der thermischen Energie. In dem oder den Luftführungskanälen kann die Gaszuleitung geführt sein. Im Falle einer Wasserstoffleitung als Gaszuleitung ist es besonders vorteilhaft, wenn möglichst lange Strecken der Wasserstoffzuleitung in dem Luftführungskanal entlang geführt sind.to better use of waste heat and switching between different modes of operation may be in the Cabinet be provided. In the simplest case, a flap is kept. This flap can unlock or block a recirculation path. By such a flap, a closed circulation can be made. If the flap is placed in another position, the result is a open to the environment flow direction. The Flap can also be arranged so that mixed modes be enabled. Part of the exhaust air can be the cabinet leave permanently while the outflowing Exhaust air is replaced by fresh air or supply air. In the open Condition, that means when the exhaust air is almost complete leave the cabinet, the exhaust air before its exit over a heat exchanger can be performed. Advantageous is the use of an air-to-air heat exchanger. One Air-to-air heat exchanger in countercurrent operation ensures for efficient recovery of the thermal Energy. In the or the air ducts can be guided the gas supply. In the case of a hydrogen line as Gas supply, it is particularly advantageous if possible long stretches of hydrogen supply in the air duct are guided along.

Die Luft des oder der Luftführungskanäle kann wenigstens teilweise in das Energieversorgungssystem hineinströmen. Hierzu weist das Energieversorgungssystem wenigstens eine Öffnung auf. Die Öffnung kann eine Luftdurchtrittsöffnung sein. Vorteilhaft ist es, wenn die im Schrank existierende Zirkulation durch die Einleitung und Ausleitung in das Energieversorgungssystem nicht gestört wird. In diesem Sinne sind mehrere unterschiedliche Öffnungen vorgesehen – zumindest eine Öffnung für einen Lufteintritt und eine Öffnung für einen Luftaustritt aus dem Energieversorgungssystem. So kann die Zuluft durch den Luftführungskanal für die Zuluft durch den Schrank hindurch bis in die Energieversorgungssysteme geführt werden; die Abluft gelangt aus den Energieversorgungssystemen über einen oder mehrere Luftführungskanäle für die Abluft durch den Schrank vorteilhafterweise an einer anderen Stelle als die Zuleitungsstelle in die Umgebung. Abgereicherte Luft, in der der Anteil an Sauerstoffverringert ist, gelangt so nicht unmittelbar vor die Zuluftöffnung. Eine Stickstoffanreicherung in der Brennstoffzelle wird erfolgreich möglichst gering gehalten.The Air of the air ducts or at least partially into the power supply system. For this purpose, the energy supply system has at least one opening on. The opening may be an air passage opening be. It is advantageous if the existing circulation in the cabinet by the introduction and discharge into the energy supply system not disturbed. In this sense, several different openings are provided - at least an opening for an air inlet and an opening for an air outlet from the energy supply system. Thus, the supply air through the air duct for the supply air through the cabinet through to the power supply systems be led; the exhaust air passes from the power supply systems one or more air ducts for the exhaust air through the cabinet advantageously at another Place as the supply point in the area. Depleted air, in the proportion of oxygen is reduced, so does not come immediately in front of the supply air opening. Nitrogen enrichment in the Fuel cell is successfully kept as low as possible.

Der Luftführungskanal kann insgesamt abgedichtet sein. Insbesondere kritisch ist der Übergang des Luftführungskanals zu den einzelnen Gehäusen der Energieversorgungssysteme. Weil es unterschiedliche Arten von Energieversorgungssystemen innerhalb des gleichen Schrankes geben kann, z. B. Energieversorgungssysteme mit Brennstoffzellen und Energieversorgungssysteme rein auf Batteriebasis, ist das Dichtungssystem so zu wählen, dass die unterschiedlichen Energieversorgungssystemmodule keinen gegenseitig störenden Einfluss ausüben.Of the Air duct can be sealed as a whole. Especially Critical is the transition of the air duct to the individual housings of the power supply systems. Because there are different types of power systems within can give the same cabinet, z. B. Energy supply systems with fuel cells and battery-based energy systems, the sealing system is to be chosen such that the different Power supply system modules do not interfere with each other Exercise influence.

Zur Ermöglichung von unterschiedlichen Betriebsweisen und der Sicherstellung der Funktionalität der gesamten Energieversorgungseinheit, insbesondere wenn mehrere Energieversorgungssystemmodule in den Schrank integriert werden, ist es vorteilhaft, wenn jedes einzelne Energieversorgungssystemmodul über Klappen von der Luftführung abgetrennt werden kann. Fällt ein Modul aus, so kann dies von der Luftdurchströmung abgetrennt werden, und es wird kein Luftkurzschluss zwischen Abluft und Zuluft generiert. Dadurch kann eine Anreicherung an Stickstoff insbesondere in der Reaktandenluft vermieden werden.to Enabling different modes of operation and the Ensuring the functionality of the entire power supply unit, especially when multiple power supply system modules in the Cabinet be integrated, it is advantageous if each one Power supply system module via flaps from the air duct can be separated. If a module fails, this can happen be separated from the air flow, and it will no air short circuit between exhaust air and supply air generated. Thereby may be an accumulation of nitrogen, especially in the reactant air be avoided.

Der Schrank ist vorteilhafterweise mit zwei Luftführungskanälen ausgestattet. Ein Luftführungskanal ist der Zuführluftführungskanal. Der andere Luftführungskanal ist der Abführluftführungskanal. Die ebenfalls entlang zu führende Wasserstoffleitung und Komponenten wie Wasserstoffventile und Druckminderer lassen sich in den Abführluftführungskanal integrieren. Die abströmende Luft reißt somit im Falle einer Undichtigkeit oder eines unerwünschten Wasserstoffaustritts, z. B. beim Wechseln eines Energieversorgungssystems, die Wasserstoffmoleküle mit und verringert dadurch die lokale Wasserstoffkonzentration.Of the Cabinet is advantageously with two air ducts fitted. An air duct is the feed air duct. The other air duct is the exhaust air duct. The also along leading to hydrogen line and components such as hydrogen valves and pressure reducers can be integrated into the discharge air duct. The outflowing air thus breaks in the case of a Leakage or unwanted hydrogen leakage, z. B. when changing a power supply system, the hydrogen molecules with and thereby reduces the local hydrogen concentration.

Zur weiteren Steigerung der Belüftungswirkung der Luftförderungskanäle, wie z. B. des Abführluftführungskanals und des Zuführluftführungskanals, können Gebläse, Lüfter oder sonstige Luft fördernde Mittel vorgesehen sein. Ein solches Luft förderndes Mittel ist in Form eines Gebläses z. B. in jedem einzelnen mit Brennstoffzellen ausgestatteten Energieversorgungssystem vorzusehen. Bei dieser Gestaltung ist es möglich, in identischen Einschubschächten unterschiedlich große und unterschiedliche Leistungen zur Verfügung stellende Energieversorgungssysteme mit ein und demselben Luftführungskanal in einem Schrank zu realisieren.to further increase the ventilation effect of the air transport channels, such as B. the Abführluftführungskanals and Supply air ducts, blowers, Fan or other air-promoting agent provided be. Such an air-conveying agent is in the form of a Blower z. B. in each individual with fuel cells provided energy supply system. In this design It is possible in identical slots different sized and different benefits to Providing power systems with and to realize the same air duct in a cabinet.

Die einzelnen Luftführungskanalstücke können als Module gestaltet sein. Die Luftführungskanäle können zusammensteckbar sein. Je nach Größe des Rahmens des Schranks können unterschiedlich viele Energieversorgungssysteme in einem Schrank angebracht werden. Ist der Luftführungskanal durch mit Flansche abgeschlossenen einzelnen Modulen zusammensteckbar, kann bis zu den Energieversorgungssystemen, die mit Luft versorgt werden müssen, der Luftführungskanal herangebracht werden. Als besonders geeignete Materialien für die einzelnen Luftführungskanäle haben sich Blech und expandierter Kunststoff, letzter mit geschlossener Oberfläche, erwiesen.The individual air duct sections can be designed as modules. The air ducts can be pluggable. Depending on the size of the Frame of the cabinet can have different numbers of power systems be mounted in a cupboard. Is the air duct can be plugged together by means of individual modules closed with flanges, can be up to the power systems that supplies air have to be brought, the air duct become. As particularly suitable materials for the individual Air ducts have become sheet metal and expanded Plastic, the last with a closed surface, proved.

Die Luft kann in den Schrank von einer anderen Seite eingeleitet werden als die Luft, die insbesondere abgereichert ist, aus dem Schrank ausgeleitet wird. Weil die ausgeleitete Luft in der Regel eine höhere Temperatur hat als die zugeleitete Luft, kann die ausgeleitete Luft z. B. in der Nähe einer Klimaanlage oder einer Heizungsanlage aus dem Schrank ausgeleitet werden. Die unterschiedlichen Ausleitungen können über Klappen innerhalb des Schranks bestimmt werden.The Air can be introduced into the cabinet from another side as the air, which in particular is depleted, out of the closet is discharged. Because the discharged air is usually higher Temperature has as the supplied air, can the discharged air z. B. near an air conditioner or a heating system be discharged from the cabinet. The different discharges can be determined via flaps within the cabinet become.

Kurze FigurenbeschreibungShort description of the figures

Die Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, wobeiThe Invention can be better understood when reference to the enclosed figures, wherein

1 einen erfindungsgemäßen Schrank mit vier Energieversorgungssystemen unterschiedlicher Art zeigt, 1 shows a cabinet according to the invention with four power supply systems of different types,

2 einen Schnitt durch einen Schrank nach 1 zeigt, 2 a section through a cabinet after 1 shows,

3 ein Energieversorgungssystem aus einer Sicht von schräg vorne zeigt, 3 shows a power supply system from a diagonal front view,

4 ein Energieversorgungssystem aus einer Sicht von schräg unten aus rückwärtiger Perspektive zeigt, und 4 shows a power supply system from a perspective from obliquely bottom from the rear perspective, and

5 ein Energieversorgungssystem montiert an einem Montagerahmen zusammen mit einer abgekoppelten Wasserstoffzuleitung zeigt. 5 a power supply system mounted on a mounting frame together with a disconnected hydrogen supply line shows.

Figurenbeschreibungfigure description

Ähnliche Gegenstände sind in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen mit den gleichen Bezugszeichen zur Förderung des Verständnisses beschrieben worden, obwohl zwischen den einzelnen Ausführungsformen geringfügige Abweichungen gegeben sein können.Similar Items are in the following figure descriptions with the same reference numbers to promote understanding although described between each embodiment minor deviations may be given.

1 zeigt einen Schrank 1, der als Stromschrank im Sinne einer Energiequelle für elektrischen Strom und Wärme genutzt werden kann. Der Schrank 1 hat einen Schrankrahmen 5, an dem einzelne Seitenwände 7 angeordnet sind, z. B. eingehangen werden können, damit das Schrankgehäuse 9 zusammen mit einer oder mehreren Türen 11 eine abgeschlossene Einheit für Energieversorgungssysteme 3, 4 bieten kann. Der Schrank 1 ist, insbesondere durch Blenden 13, 15 und Seitenwände 7, so gestaltet, dass wesentliche Versorgungsabschnitte und Versorgungseinrichtungen für die Energieversorgungssysteme 3, 4, wie Gaszuleitung 29 (unter der Abdeckung), Kabelkanalschacht 31 und Luftführungskanäle 33, 35, berührungssicher unterhalb der Wände 7 des Schranks 1 geführt sind. Der Schrank 1 kann mit seinem bodennahen Bereich 19 auf dem Boden stehen. In dem vom Boden abgewandten Bereich, also dem bodenfernen Bereich 21, lassen sich Öffnungen für den Kabelkanalschacht 31 und für die Luftführungskanäle 33, 35 anordnen. Der Bodensockel 17, der im bodennahen Bereich 19 das abschließende Bauteil darstellt, kann ebenfalls mit Lüftungsschlitzen ausgestattet sein, damit Versorgungs- und Kühlungsluft vom Boden angesogen an die Energieversorgungssysteme 3, 4 weitergeleitet werden können. Die Energieversorgungssysteme 3, 4 sind vorzugsweise mittig im Schrank 1 angeordnet. Die Luftführungskanäle 33, 35 und ein sie verbindendes Luftführungsmodul 55 sind außerhalb der Energieversorgungssysteme 3, 4 unterhalb der Wände 7 des Schrankgehäuses 9 platziert. Von den Luftführungskanälen 33, 35 können einzelne Energieversorgungsmodulanschlüsse 75 abgeleitet werden. Die Luftführungskanäle 33, 35 sind wenigstens abschnittsweise unter den Blenden 13, 15 geführt. Die Energieversorgungssysteme 3, 4 lassen sich in Einschubschächten 25 auf Einschubschienen 27 in ihre Montageposition so bringen, dass am Montagerahmen 23 die Energieversorgungssysteme 3, 4 fixiert, z. B. angeschraubt, sein können. Durch die Anordnung diverser Verbindungsöffnungen, wie für einen Kabelkanalschacht 31 und für Luftführungskanäle 33, 35 im bodenfernen Bereich 21 des Schrankgehäuses 9, lassen sich Leitungen über die Decke einführen bzw. die Luftversorgung an eine deckennahe Klimatisierung anschließen. Durch die Lüftungsschlitze im Bodensockel 17 bzw. weitere Lüftungsschlitze im bodennahen Bereich 19 kann eine Komplettdurchströmung vom Boden zur wärmeren Decke durch den Schrank 1 mit Umgebungsluft als Reaktand sichergestellt werden. Ein Luftführungsmodul 55, das sowohl automatisiert als auch mittels Handsteuerung einstellbar und veränderbar ist, z. B. über Klappen, kann eine nach außen versperrte, innen abgeschlossene Innenzirkulation im Schrank 1 für besondere Betriebszustände gewähren. Durch eine entsprechende Klappenstellung, die zum Beispiel eine zentrale Steuereinheit durchführt, in dem ebenfalls als einzuführendes oder einzuschiebendes Modul gestalteten Luftführungsmodul 55 kann entweder Luft über die Luftführungskanäle 33, 35 zu- und abgeleitet werden, genauso wie Luft mehrmals rezirkulierend durch ausgewählte Teile des Schrankgehäuses 9 und damit die Energieversorgungssysteme 3, 4 geführt werden kann. Das Luftführungsmodul 55 wird vorzugsweise im bodenfernen Bereich 21, oberhalb der Energieversorgungssysteme 3, 4 im Montagerahmen 23 in einem eigenen Einschubschacht 25 fixiert angeordnet. Das Luftführungsmodul 55 steht je nach Klappenstellung mit den Lüftungsaussparrungen 61 in Verbindung, wobei die Verbindungswege durch ein Verstellen der Klappen veränderbar sind. 1 shows a cupboard 1 , which can be used as a power cabinet in the sense of an energy source for electricity and heat. The cupboard 1 has a cabinet frame 5 on which individual side walls 7 are arranged, for. B. can be mounted so that the cabinet housing 9 together with one or more doors 11 a self-contained unit for energy supply systems 3 . 4 can offer. The cupboard 1 is, especially by aperture 13 . 15 and sidewalls 7 , designed to be essential supply sections and utilities for the energy supply systems 3 . 4 , like gas supply 29 (under the cover), cable duct shaft 31 and air ducts 33 . 35 , finger-safe under the walls 7 of the cupboard 1 are guided. The cupboard 1 Can with its ground level area 19 stand on the ground. In the area facing away from the ground, ie the area away from the ground 21 , can be openings for the cable duct shaft 31 and for the air ducts 33 . 35 Arrange. The floor socket 17 in the ground level area 19 the final component may also be provided with air vents to allow supply and cooling air drawn from the floor to be drawn to the power supply systems 3 . 4 can be forwarded. The energy supply systems 3 . 4 are preferably in the middle of the cabinet 1 arranged. The air ducts 33 . 35 and a connecting air guide module 55 are outside the power systems 3 . 4 below the walls 7 of the cabinet housing 9 placed. From the air ducts 33 . 35 can be single energy supplier supply module connections 75 be derived. The air ducts 33 . 35 are at least partially under the panels 13 . 15 guided. The energy supply systems 3 . 4 can be stored in slide-in slots 25 on slide rails 27 bring in their mounting position so that on the mounting frame 23 the energy supply systems 3 . 4 fixed, z. B. screwed, can be. By the arrangement of various connection openings, as for a cable duct shaft 31 and for air ducts 33 . 35 in the area away from the ground 21 of the cabinet housing 9 , cables can be inserted over the ceiling or the air supply can be connected to a ceiling-level air conditioning system. Through the ventilation slots in the floor socket 17 or additional ventilation slots near the ground 19 can be a complete flow from the floor to the warmer ceiling through the closet 1 be ensured with ambient air as a reactant. An air duct module 55 , which is both automated and adjustable and changeable by means of manual control, eg. B. over flaps, can be an outwardly locked inside closed inside circulation in the cabinet 1 for special operating conditions. By a corresponding flap position, for example, performs a central control unit, in which also designed as inserted or einziebendes module air duct module 55 can either air over the air ducts 33 . 35 as well as recirculating air several times through selected parts of the cabinet housing 9 and therefore the energy supply systems 3 . 4 can be performed. The air duct module 55 is preferably in the area away from the ground 21 , above the energy supply systems 3 . 4 in the mounting frame 23 in its own slot 25 fixed arranged. The air duct module 55 is depending on the flap position with the Lüftungsaussparrungen 61 in connection, wherein the connection paths are variable by adjusting the flaps.

2 zeigt eine Schnittansicht des Schranks 1 nach 1, bei dem die Blenden 13, 15 entfernt sind. Um die mittig angeordneten Einschubschächte 25 herum sind die Luftführungskanäle 33, 35. Die Luftführungskanäle 33, 35 können auch gleichzeitig als Kabelkanalschacht oder Schacht für die Gaszuleitung 29 (nach 1 und 5) verwendet werden. Die Luftführungskanäle 33, 35 sind modular aufgebaut. So haben die einzelnen Stücke der Luftführungskanäle 33, 35 Lüftungskanalverbindungsflansche 37, so dass die einzelnen Elemente der Luftführungskanäle 33, 35 zusammengesteckt werden können. Der Schrankrahmen 5 ist als Halterahmen für die zusammengesteckten Luftführungskanäle 33, 35 konzipiert. Im bodenfernen Bereich 21 ist das Luftführungsmodul 55 als letztes Modul unterhalb des Deckels des Schranks 1 so angeordnet, dass die beiden Luftführungskanäle 33, 35 je nach Klappenstellung der Luftführungsklappe 53 miteinander in Verbindung stehen können. An den Rändern der Luftführungskanäle 33, 35 sind Gehäusedichtungen 49, 51 vorgesehen, die das abgedichtete Zuleiten bzw. Ableiten aus den Energieversorgungssystemen 3, 4 sicherstellen können. Ein Wärmetauscher 57 kann ebenfalls Teil des Luftführungssystems sein. Der Wärmetauscher 57 ist abgewandt vom Luftführungsmodul 55 oberhalb des Bodensockels 17 angeordnet, weil er eines der schwersten Teile ist. Der Wärmetauscher 57 ist im bodennahen Bereich 19 somit installiert. Die Seitenwände 7 decken die Luftführungskanäle 33, 35 ab. Um Material zu sparen, können die Seitenwände 7 gleichzeitig Teile der Luftführungskanäle 33, 35 sein. Die Luftführungskanäle 33, 35 können aber auch vollständig eigenständig ausgebildet sein. Die Luftführungskanäle 33, 35 können gleichzeitig zur Aufnahme einer Gasleitung bestimmt sein. In 2 ist der jeweilige, senkrechte Abschnitt des Luftführungskanals 33, 35 gleichzeitig als Kabelkanalschacht 31 genutzt. Die Luftführungskanäle 33, 35 sind abschnittsweise an dem Schrankrahmen 5 ausgerichtet und befestigt. Der Schrankrahmen 5 hält die Module sowie die einzelnen Abschnitte der Luftführungskanäle 33, 35. 2 shows a sectional view of the cabinet 1 to 1 in which the apertures 13 . 15 are removed. Around the centrally arranged slots 25 around are the air ducts 33 . 35 , The air ducts 33 . 35 can also be used at the same time as cable channel shaft or shaft for the gas supply line 29 (to 1 and 5 ) be used. The air ducts 33 . 35 are modular. So have the individual pieces of the air ducts 33 . 35 Lüftungskanalverbindungsflansche 37 so that the individual elements of the air ducts 33 . 35 can be put together. The cabinet frame 5 is as a holding frame for the assembled air ducts 33 . 35 designed. In the area away from the ground 21 is the air duct module 55 as the last module below the lid of the cabinet 1 arranged so that the two air ducts 33 . 35 depending on the flap position of the air control flap 53 can communicate with each other. At the edges of the air ducts 33 . 35 are housing seals 49 . 51 provided, the sealed feeding or deriving from the power supply systems 3 . 4 can ensure. A heat exchanger 57 may also be part of the air distribution system. The heat exchanger 57 is remote from the air duct module 55 above the floor socket 17 arranged because he is one of the heaviest parts. The heat exchanger 57 is near the ground 19 thus installed. The side walls 7 cover the air ducts 33 . 35 from. To save material, the side walls can 7 at the same time parts of the air ducts 33 . 35 be. The air ducts 33 . 35 but can also be completely self-contained. The air ducts 33 . 35 may be determined simultaneously to receive a gas line. In 2 is the respective vertical section of the air duct 33 . 35 at the same time as cable duct shaft 31 used. The air ducts 33 . 35 are sections of the cabinet frame 5 aligned and fastened. The cabinet frame 5 holds the modules as well as the individual sections of the air ducts 33 . 35 ,

3 zeigt ein Energieversorgungssystem 3 von außen (der innere Aufbau ist von der Anmelderin zuvor beschrieben), wobei die Vorderseite 41 dem Betrachter entgegenschaut. Auf der Vorderseite 41, genauer der Frontplatte 73, sind Tragegriffe 65, 67 so platziert, dass an diesen das Energieversorgungssystem 3 in den Einschubschacht 25 (siehe 1) einschiebbar und aus ihm herausnehmbar ist. Eine Durchleitungsöffnung 47 ist als Energieversorgungsmodulanschluss 75 in eine Seite des Energieversorgungssystemgehäuses 59 eingearbeitet. Das Auslösemittel 63, das ebenfalls von der Frontseite zugänglich ist, trägt zur sicheren Montage und Demontage des Energieversorgungssystems 3 in dem Schrank 1 bei. 3 shows a power supply system 3 from the outside (the internal structure is described by the applicant previously), the front 41 looking at the viewer. On the front side 41 , more precisely the front panel 73 , are carrying handles 65 . 67 placed so that to this the energy supply system 3 in the insertion slot 25 (please refer 1 ) can be inserted and removed from it. A passage opening 47 is as a power supply module connection 75 in one side of the power supply system housing 59 incorporated. The trigger 63 , which is also accessible from the front, contributes to the safe assembly and disassembly of the power supply system 3 in the cabinet 1 at.

Eine weitere Ausgestaltung eines Energieversorgungssystemgehäuses 59 ist in 4 von der Rückseite 39 her zu sehen. Als Teil der Gaszuleitung 29 kann eine Gasschnellkupplung 69 z. B. in der Rückseite des Energieversorgungssystemgehäuses 59 eingebracht sein. An einer anderen Seite des Energieversorgungssystemgehäuses 59 sind Öffnungen als Abluftöffnungen 43 und Zuluftöffnungen 45 eingearbeitet. Die Frontplatte 73 des Energieversorgungssystems hat Befestigungslöcher 71, so dass das Energieversorgungssystem an dem Montagerahmen 23 (siehe 1) so angeschlossen werden kann, dass die Abluftöffnungen 43, 45 an den jeweiligen Luftführungskanälen 33, 35 angeschlossen sind.Another embodiment of a power supply system housing 59 is in 4 from the back 39 to see. As part of the gas supply 29 can be a quick throttle 69 z. B. in the back of the power supply system housing 59 be introduced. On another side of the power system housing 59 are openings as exhaust openings 43 and supply air openings 45 incorporated. The front panel 73 of the power system has mounting holes 71 so that the power supply system on the mounting frame 23 (please refer 1 ) can be connected so that the exhaust vents 43 . 45 at the respective air ducts 33 . 35 are connected.

5 zeigt ein Energieversorgungssystem 3 in einer Seitenansicht. Die Gaszuleitung 29 ist über eine Gasschnellkupplung 69 (dargestellt ist sie im gelösten Zustand) in das Energieversorgungssystem 3 hineingeführt. Die Gaszuleitung 29, die vorzugsweise eine Wasserstoffzuleitung ist, verläuft an der Rückseite 39 des eingeschobenen und am Montagerahmen 23 befestigten Energieversorgungssystems 3. Das Auslösemittel 63 hat eine bevorzugte Bewegungsrichtung 77, bei deren Zurücklegung das Energieversorgungssystem 3 von der Gaszuleitung 29, die in einem Luftführungskanal geführt ist, abgekoppelt werden kann. Unterstützend kann hierzu an den Griffen 67 gezogen werden. Auf der Vorderseite 41 des Energieversorgungssystems 3 ist somit das Auslösemittel 63 genauso wie einer oder mehrere Tragegriffe 67 angeordnet. Die Wasserstoffzuleitung 29 wird auf der Rückseite 39 eingeleitet, während die Bedienung, z. B. durch das Auslösemittel 63, von der Vorderseite 41 des Energieversorgungssystems 3 aus möglich ist. 5 shows a power supply system 3 in a side view. The gas supply 29 is via a quick throttle 69 (shown in the dissolved state) in the power system 3 ushered. The gas supply 29 , which is preferably a hydrogen supply, runs at the back 39 of the inserted and on the mounting frame 23 fixed power supply system 3 , The trigger 63 has a preferred direction of movement 77 which, when put back, the energy supply system 3 from the gas supply 29 , which is guided in an air duct, can be disconnected. Supporting this can be done on the handles 67 to be pulled. On the front side 41 of the power system 3 is thus the triggering agent 63 as well as one or more carrying handles 67 arranged. The hydrogen supply line 29 will be on the back 39 initiated while the operation, for. B. by the triggering agent 63 , from the front 41 of the power system 3 out is possible.

Die in den 1 bis 5 dargestellten Stromschränke 1 mit diversen Energieversorgungssystemen 3, 4 weisen Luftführungskanäle 33, 35 unterhalb der Seitenwände 7 auf, damit die Energieversorgungssysteme 3, 4 auf der einen Seite gekühlt werden können und auf der anderen Seite die Brennstoffzellenstapel Luft für das Kühlen und als Reaktand zugeführt erhalten können. Die Luftführungskanäle 33, 35 können z. B. im Luftführungsmodul 55 mit Luftbeschleunigungsmitteln, wie Gebläsen, aufgebaut sein. Durch die Verwendung von Blenden 13, 15 können abgeschlossene Schränke, so dass die Luftführungskanäle 33, 35 nicht gestört werden können, aufgebaut werden. Der Schrank 1 weist nach außen hin nur wenige Schnittstellen auf, wie z. B. die Gaszuleitung 29, einen Kabelkanalschacht 31 und einen oder mehrere Luftführungskanäle 33, 35. Durch die Doppel- bzw. Mehrfachnutzung des Luftführungskanals 33 bzw. 35 z. B. mit der Gaszuleitung 29 kann das Risiko einer Knallgasbildung verringert werden. Durch die mehrfache Umleitung der Luft in den Luftführungskanälen und ggf. in dem Luftführungsmodul 55 kann die Luft zunächst in Startphasen die notwendige Betriebstemperatur, z. B. unter Einsatz eines Wärmetauschers 57, erfahren, während bei erhöhten Temperaturen durch die Nutzung von zusätzlichen Lüftungsschlitzen, z. B. im Bodensockel 17, eine verbesserte Kühlung nicht nur der Brennstoffzellenstapel, sondern auch der ganzen Energieversorgungssysteme 3, 4 sichergestellt werden kann. Hierzu können die Luftführungsklappen 53 zentral gesteuert werden. Ein erfindungsgemäßer Stromschrank kann mit unterschiedlichen Klappenstellungen für die Kaltstartphase, die Volllastphase und die Dauerlastphase benutzt werden. In der Kaltstartphase stehen die Klappen 53 so, dass ausreichend Sauerstoff den Brennstoffzellen zugeleitet werden kann. In der Volllastphase stehen die Klappen 53 so, dass die Brennstoffzellen und die elektrischen Bauteile ausreichend gekühlt werden. Zur Verringerung der Druckverluste in dem Schrank 1 sind Dichtungen 49, 51 an geeigneten Übergängen zwischen den Energieversorgungssystemen 3, 4 und den Luftführungskanälen 33, 35, insbesondere auf der Seite der Luftführungskanäle 33, 35, vorgesehen. Die Dichtungen verlaufen quer zur Schubrichtung, die nach Betätigung des Auslösemittels 63 entlang der Einschubschienen 27 durch die Energieversorgungssysteme 3, 4 bei einem Bewegen im Einschubschacht 25 zurückgelegt werden kann.The in the 1 to 5 illustrated electrical cabinets 1 with various energy supply systems 3 . 4 have air ducts 33 . 35 below the side walls 7 on, so that the energy supply systems 3 . 4 can be cooled on the one hand and on the other hand, the fuel cell stack can receive air for cooling and supplied as a reactant. The air ducts 33 . 35 can z. B. in the air duct module 55 be constructed with air acceleration means, such as blowers. By using irises 13 . 15 can be completed cabinets, so the air ducts 33 . 35 can not be disturbed. The cupboard 1 has only a few interfaces to the outside, such. B. the gas supply 29 , a cable duct shaft 31 and one or more air ducts 33 . 35 , Due to the double or multiple use of the air duct 33 respectively. 35 z. B. with the gas supply 29 the risk of oxyhydrogen formation can be reduced. Due to the multiple diversion of air in the air ducts and possibly in the air duct module 55 the air can first in start-up phases the necessary operating temperature, eg. B. using a heat exchanger 57 , while at elevated temperatures through the use of additional ventilation slots, z. B. in the bottom socket 17 , improved cooling not only of the fuel cell stacks, but also of the whole power supply systems 3 . 4 can be ensured. For this purpose, the air control flaps 53 be centrally controlled. An inventive power cabinet can be used with different flap positions for the cold start phase, the full load phase and the continuous load phase. In the cold start phase are the flaps 53 such that sufficient oxygen can be supplied to the fuel cells. In the full load phase are the flaps 53 so that the fuel cells and the electrical components are sufficiently cooled. To reduce the pressure losses in the cabinet 1 are seals 49 . 51 at suitable transitions between the power supply systems 3 . 4 and the air ducts 33 . 35 , Especially on the side of the air ducts 33 . 35 , intended. The seals are transverse to the direction of thrust, after actuation of the triggering means 63 along the slide rails 27 through the energy supply systems 3 . 4 when moving in the insertion slot 25 can be covered.

Durch die geschickte Luftführung im Schrank 1 kann ein Stromschrank mit mehreren Energieversorgungssystemen 3, 4 für den Dauerbetrieb bei gleichzeitiger Austauschbarkeit einzelner Energieversorgungssysteme 3, 4 aufgebaut werden. Durch zusätzliche Sicherungsmaßnahmen, wie Blenden 13, 15 und Türen 11 bzw. Seitenwänden 7 kann sichergestellt werden, dass bei der Luftversorgung der Energieversorgungssysteme 3, 4 keine willkürliche Behinderung auftreten kann.Through the clever air duct in the cabinet 1 can be a power cabinet with multiple power systems 3 . 4 for continuous operation with simultaneous interchangeability of individual energy supply systems 3 . 4 being constructed. By additional security measures, such as screens 13 . 15 and doors 11 or side walls 7 can be ensured that in the air supply of the energy supply systems 3 . 4 no arbitrary disability can occur.

Bezugszeichenreference numeral

Bedeutungimportance

11

Schrank, insbesondere StromschrankCabinet, especially electricity cabinet

33

Energieversorgungssystem, insbesondere mit BrennstoffzellenstapelPower supply system especially with fuel cell stacks

44

Energieversorgungssystem, insbesondere ausschließlich mit SekundärzellenPower supply system especially exclusively with secondary cells

55

Schrankrahmencabinet frame

77

Seitenwand des SchranksSide wall of the cupboard

99

Schrankgehäusecabinet housing

1111

Türdoor

1313

erste Blendefirst cover

1515

zweite Blendesecond cover

1717

Bodensockel, insbesondere mit LüftungsschlitzenGround base, especially with ventilation slots

1919

bodennaher Bereichnear the ground Area

2121

bodenferner Bereichground further Area

2323

Montagerahmenmounting frame

2525

Einschubschachtinsertion shaft

2727

Einschubschieneslide-rail

2929

Gaszuleitung, insbesondere WasserstoffzuleitungGas supply, in particular hydrogen supply

3131

KabelkanalschachtCable manhole

3333

erster Luftführungskanal, insbesondere Zuführluftkanalfirst Air duct, in particular supply air duct

3535

zweiter Luftführungskanal, insbesondere Abführluftkanalsecond Air duct, in particular exhaust air duct

3737

LüftungskanalverbindungsflanschLüftungskanalverbindungsflansch

3939

Rückseite des Energieversorgungssystemsback of the power system

4141

Vorderseite des Energieversorgungssystemsfront of the power system

4343

Abluftöffnungexhaust vent

4545

Zuluftöffnungair intake opening

4747

Durchleitungsöffnung, insbesondere im EnergieversorgungssystemTransit opening especially in the energy supply system

4949

erste Gehäusedichtungfirst housing seal

5151

zweite Gehäusedichtungsecond housing seal

5353

LuftführungsklappeAir guide flap

5555

LuftführungsmodulAir guidance module

5757

Wärmetauscherheat exchangers

5959

EnergieversorgungssystemgehäusePower system enclosure

6161

Lüftungsaussparungventilation recess

6363

Auslösemittelrelease means

6565

erster Tragegrifffirst handle

6767

zweiter Tragegriffsecond handle

6969

Gasschnellkupplung, insbesondere eine Hälfte einer SchnellkupplungGas quick coupling, in particular one half of a quick coupling

7171

Befestigungslochmounting hole

7373

Frontplatte des Energieversorgungssystemsfront panel of the power system

7575

EnergieversorgungsmodulanschlussPower supply module connector

7777

Bewegungsrichtungmovement direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - DE 102004015112 A1 [0002] DE 102004015112 A1 [0002]
• - DE 19910695 C1 [0002] - DE 19910695 C1 [0002]
• - DE 19964497 A1 [0002] - DE 19964497 A1 [0002]
• - DE 102004007728 A1 [0002] - DE 102004007728 A1 [0002]
• - DE 102006010714 B4 [0002, 0002] - DE 102006010714 B4 [0002, 0002]
• - DE 102007035217 [0002] - DE 102007035217 [0002]

Claims (12)

Schrank (1) wie ein mit einem Einschub ausgestatteter Schaltschrank, in den wenigstens ein modulares Energieversorgungssystem mit Brennstoffzellenstapel (3, 4), insbesondere aus Polymerelektrolytmembranbrennstoffzellen, integriert ist, das auf Basis eines Gases wie Wasserstoff eine elektrische Energieumsetzung unter Zuhilfenahme von Luft durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (3, 4) beabstandet von wenigstens einer Seitenwand (7) des Schranks in den Schrank montierbar ist, und der Abstand als Luftführungskanal (33, 35) genutzt wird, der in Verbindung mit dem Inneren des Energieversorgungssystems, insbesondere dem Brennstoffzellenstapel des Energieversorgungssystems, steht.Cabinet ( 1 ) such as a cabinet equipped with a slot into which at least one modular power supply system with fuel cell stack ( 3 . 4 ), in particular of polymer electrolyte membrane fuel cells, is integrated, which performs on the basis of a gas such as hydrogen, an electrical energy conversion with the aid of air, characterized in that the energy supply system ( 3 . 4 ) spaced from at least one side wall ( 7 ) of the cabinet is mountable in the cabinet, and the distance as an air duct ( 33 . 35 ), which is in communication with the interior of the power supply system, in particular the fuel cell stack of the power supply system. Schrank (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzellenstapel ein luftgekühlter, wasserstoffbetriebener, mehrere Zellen umfassender Polymerelektrolytmembranbrennstoffzellenstapel ist, dessen Zuluft als Risikoverminderungsmittel durch Konzentrationsverringerung gegen unkontrollierte Wasserstoffkonzentrationen im Schrank genutzt wird.Cabinet ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the fuel cell stack is an air-cooled, hydrogen-powered, multi-cell polymer electrolyte membrane fuel cell stack whose supply air is used as a risk reduction agent by reducing concentration against uncontrolled hydrogen concentrations in the cabinet. Schrank (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zuluft aus Kühlluft und Reaktandenluft zusammensetzt, wobei vorzugsweise die Kühlluft als Teil der im Luftführungskanal geführten Reaktandenluft dem Brennstoffzellenstapel zugeleitet wird, wobei insbesondere die Reaktandenluft wahlweise durch Abluft aus dem Brennstoffzellenstapel vorwärmbar ist.Cabinet ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the supply air is composed of cooling air and reactant, wherein preferably the cooling air is fed as part of the guided in the air duct reactant air to the fuel cell stack, wherein in particular the reactant air is selectively preheated by exhaust air from the fuel cell stack. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrank eine über Klappen (53) einstellbare geschlossene Zirkulation aufweist, die alternativ zur Umgebung geöffnet werden kann, wobei insbesondere in einem geöffneten Zustand die Luftführung über einen Wärmetauscher (57) wie einen Luft-Luft-Wärmetauscher in Gegenstrombetriebsweise geführt ist.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cabinet has a flap ( 53 ) has adjustable closed circulation, which can be opened as an alternative to the environment, wherein in particular in an open state, the air duct via a heat exchanger ( 57 ) as an air-to-air heat exchanger is carried in countercurrent operation. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (33, 35) von einer Wasserstoffzuleitung (29) durchsetzt ist, wobei aus dem Luftführungskanal an wenigstens einer Stelle die Wasserstoffzuleitung herausgeführt ist.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct ( 33 . 35 ) of a hydrogen supply ( 29 ) is penetrated, wherein the hydrogen supply line is led out of the air duct at least one point. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (3, 4) mit wenigstens einer Öffnung für einen Luftdurchtritt, insbesondere einer Öffnung für eine Luftzuführung (45) und einer Öffnung für eine Luftabführung (43), ausgestattet ist, an die der Luftführungskanal (33, 35) herangebracht ist, so dass Luft, insbesondere Zu- und Abluft, über den Luftführungskanal weitergeleitet wird.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the energy supply system ( 3 . 4 ) with at least one opening for an air passage, in particular an opening for an air supply ( 45 ) and an opening for air discharge ( 43 ), to which the air duct ( 33 . 35 ), so that air, in particular supply and exhaust air, is forwarded via the air duct. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (33, 35) abgedichtet bis zu einem Gehäuse eines Energieversorgungssystems (59) reicht, wobei vorzugsweise die Kommunikationsbreite des Luftführungskanals über wenigstens eine Klappe (53), insbesondere eine gehäusenahe Klappe des Energieversorgungssystems (3, 4) einstellbar ist.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct ( 33 . 35 ) sealed to a housing of a power supply system ( 59 ), wherein preferably the communication width of the air duct via at least one flap ( 53 ), in particular a housing-near flap of the energy supply system ( 3 . 4 ) is adjustable. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrank mit zwei Luftführungskanälen ausgestattet ist, einem Zuführluftführungskanal (33) und einem Abführluftführungskanal (35), wobei vorzugsweise eine Wasserstoffleitung (29) in dem Abführluftführungskanal integriert ist.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cabinet is equipped with two air ducts, a feed air duct ( 33 ) and a discharge air duct ( 35 ), preferably a hydrogen line ( 29 ) is integrated in the Abführluftführungskanal. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrank zur Aufnahme von wenigstens zwei horizontal nebeneinander zu platzierenden Energieversorgungssystemen (3, 4) gestaltet ist, zwischen denen vorzugsweise wenigstens ein Luftführungskanal (33, 35) entlang geführt ist.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cabinet for accommodating at least two power supply systems to be placed horizontally next to each other ( 3 . 4 ), between which preferably at least one air duct ( 33 . 35 ) is guided along. Schrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass luftfördernde Mittel wie Gebläse oder Lüfter die Luft in dem Luftführungskanal (33, 35) bewegen, wobei vorzugsweise die luftfördernden Mittel in dem Energieversorgungssystem (3, 4) angebracht sind.Cabinet according to one of the preceding claims, characterized in that air-conveying means such as blower or fan the air in the air duct ( 33 . 35 ), wherein preferably the air-conveying means in the energy supply system ( 3 . 4 ) are mounted. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (33, 35) zusammensteckbar, insbesondere dadurch modular erweiterbar, durch Schachtstücke aufgebaut ist, wobei der Luftführungskanal vorzugsweise aus einem Blech geformt oder aus einem expandierten Kunststoff gefertigt ist.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct ( 33 . 35 ) can be plugged together, in particular modularly expandable, is constructed by manhole pieces, wherein the air duct is preferably formed from a sheet metal or made of an expanded plastic. Schrank (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in den Schrank von einer anderen Seite eingeleitet wird, insbesondere gegenüberliegend, zu der Seite, auf der die Luft ausgeleitet wird, wobei vorzugsweise eine Luftströmung von einem bodennahen Bereich (19) zu einem Deckel des Schrankes bei geöffneten Klappen (53) gelangt.Cabinet ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air is introduced into the cabinet from another side, in particular opposite, to the side, on which the air is discharged, preferably an air flow from a ground-level area ( 19 ) to a cover of the cabinet with opened flaps ( 53 ).