SISTEMA DE REFRIGERACIÓN PARA UNA PILA DE COMBUSTIBLE.

Sistema de refrigeración (13) para una pila de combustible (1) con al menos un refrigerador (14),

un termostato (18), una bomba (15) para el transporte de un refrigerante (17) en un circuito de refrigeración (16) y con un recipiente de compensación (20), en el que para la reducción de la conductividad eléctrica del refrigerante (17) está prevista una resina desionizante (19) que está dispuesta en el recipiente de compensación (20), recipiente de compensación (20) que está conectado con el circuito de refrigeración (16) a través de al menos un conducto (21), caracterizado porque la resina desionizante (19) está dispuesta en un recipiente (22) de un material permeable para el refrigerante (17) en un espacio interior (24) del recipiente de compensación (20), de forma que la resina desionizante (19) está sumergida al menos parcialmente en el refrigerante (17), y porque el conducto (21) que conecta el recipiente de compensación (20) y el circuito de refrigeración (16) es accesible libremente, de tal manera que entre el recipiente de compensación (20) y el circuito de refrigeración (16) existe una conexión permanente, de forma que la resina desionizante (19) reduce la conductividad eléctrica del refrigerante (17) por procesos de difusión entre la resina desionizante (19) y el refrigerante (17).

Sistema de refrigeración para una pila de combustible La invención se refiere a un sistema de refrigeración para una pila de combustible con al menos un refrigerador, un termostato, una bomba para el transportar de un refrigerante en un circuito de refrigeración y con un recipiente de compensación, estando prevista para la reducción de la conductividad eléctrica del refrigerante una resina desionizante que está dispuesta en el recipiente de compensación, recipiente de compensación que está conectado con el circuito de refrigeración a través de al menos un conducto.

La invención se refiere a un sistema de refrigeración de una pila de combustible, debiéndose mantener la conductividad eléctrica del refrigerante situado en el sistema de refrigeración lo más baja posible (<50 !S/cm) para impedir reacciones secundarias en el circuito de refrigeración de la pila de combustible.

Del documento DE 699 25 291 T2 se conoce un sistema de refrigeración que contiene un refrigerante líquido para la refrigeración de una pila de combustible. Los refrigerantes utilizados para ello presentan, por ejemplo, una conductividad eléctrica menor de 50 !S/cm. No obstante, la conductividad de los refrigerantes en las pilas de combustible se debe mantener lo más baja posible para evitar reacciones secundarias indeseadas, como la corrosión en el sistema de refrigeración. Para conseguir una conductividad preferida menor de 5 !S/cm, el refrigerante se cambia a intervalos de mantenimiento correspondientemente breves o se introducen medios para la conservación de la pureza del refrigerante.

Un medio preferido para la conservación de la pureza del refrigerante es una unidad con resina intercambiadora de iones, en la que está contenida una resina desionizante y que se incorpora en el circuito del sistema de refrigeración. Y de manera que el refrigerante se presiona con una potencia de bombeo correspondientemente elevada a través de la resina desionizante en la unidad con resina intercambiadora de iones. De este modo la resina desionizante puede retirar los productos disociados iónicos del refrigerante, por lo que se baja correspondientemente la conductividad del refrigerante.

En este caso es desventajoso que la unidad con resina intercambiadora de iones se integre en el circuito del sistema de refrigeración, por lo que ésta provoca una pérdida de presión o una elevada resistencia al flujo del refrigerante. Para que se pueda compensar esta elevada resistencia al flujo, por ejemplo, se debe aumentar la potencia de la bomba que hace circular el refrigerante en el circuito. Por consiguiente la bomba tiene un consumo de corriente elevado por lo que se reduce el rendimiento del sistema de la pila de combustible.

Igualmente es desventajoso que la unidad con resina intercambiadora de iones represente un componente adicional en el sistema de refrigeración, por lo que se aumenta el número de los potenciales puntos de fuga en el sistema de refrigeración.

Otra desventaja consiste en que para un cambio de la resina desionizante en la unidad con resina intercambiadora de iones se debe interrumpir la refrigeración y por consiguiente el funcionamiento de la pila de combustible.

El documento JP 2003-346845 A describe un sistema de refrigeración para una pila de combustible, estando dispuesta la resina desionizante en un recipiente de compensación fuera del circuito de refrigeración en un by-pass. Para el transporte de una parte del refrigerante a través de la resina desionizante están dispuestas bombas adicionales que reducen el rendimiento del sistema de la pila de combustible.

El documento JP 2005-032654 A describe igualmente un sistema de la pila de combustible, donde con la ayuda de bombas adicionales tiene lugar una desionización del refrigerante. También aquí los componentes adicionales necesarios para la desionización reducen el rendimiento del sistema de la pila de combustible.

El documento JP 09019678 A describe un recipiente para la limpieza de agua a través de una disposición filtrante que separa el recipiente en dos parte. Este recipiente se refiere sólo al principio de la subdivisión de un recipiente a través de una pared filtrante sin entrar en el detalle sobre la problemática de un sistema refrigerante para una pila de combustible.

El documento US 2005/0115884 A1 se refiere a un filtro de intercambio de iones que presenta un circuito de refrigeración con una bomba, estando dispuesta la unidad con resina intercambiadora de iones en un by-pass del circuito de refrigeración. También aquí la bomba debe proporcionar correspondientemente más potencia para transportar el refrigerante a través de la unidad con resina intercambiadora de iones.

Finalmente el documento EP 1 343 214 A1 muestra una pila de combustible que para una mejor puesta en marcha presenta medios de capacidad calorífica. El sistema de refrigeración comprende un conducto de refrigeración, una bomba de circulación y un recipiente para el líquido refrigerante. No se menciona la adición de una resina desionizante.

El objetivo de la invención consiste por ello en la creación de un sistema de refrigeración en el que la conductividad eléctrica del refrigerante se mantenga continuamente baja de forma sencilla y económica.

El objetivo de la invención se resuelve porque la resina desionizante está dispuesta en un recipiente de un material permeable para el refrigerante en un espacio interior del recipiente de compensación, de forma que la resina desionizante está sumergida al menos parcialmente en el refrigerante, y porque el conducto que conecta el recipiente de compensación y el circuito de refrigeración es accesible libremente, de tal manera que entre el recipiente de compensación y el circuito de refrigeración existe una conexión permanente, de forma que la resina desionizante reduce la conductividad eléctrica del refrigerante por procesos de difusión entre la resina desionizante y el refrigerante. En este caso es ventajoso que mediante la resina desionizante en el recipiente de compensación se impide una pérdida de presión adicional o una resistencia al flujo adicional en el circuito de refrigeración, sin menoscabar el efecto de la resina desionizante. Por consiguiente sólo se necesita una pequeña potencia de la bomba, por lo que se aumenta el rendimiento del sistema de la pila de combustible ya que se baja el consumo propio de energía de la pila de combustible. La desionización del refrigerante se consigue de manera ventajosa porque debido a la resina desionizante el refrigerante 1 presenta en el recipiente de compensación una concentración esencialmente menor de iones conductores que el refrigerante en el circuito de refrigeración. De ello resulta que estas diferencias de concentración se compensan por procesos de difusión, por lo que la conductividad del refrigerante se mantiene en los niveles requeridos durante un periodo de tiempo esencialmente más largo. Asimismo es ventajoso que de este modo se evita al menos un componente adicional para la desionización del refrigerante en el circuito de refrigeración, por lo que aumentaría el número de potenciales puntos de fuga o puntos de derrame. Mediante esta construcción se evita que el recipiente de la resina desionizante influya negativamente en la caudal del conducto. Asimismo el recipiente o la resina desionizante se puede cambiar de forma sencilla en el recipiente durante el funcionamiento de la pila de combustible sin interrumpir la refrigeración y por consiguiente el funcionamiento de la pila de combustible.

Si el conducto está conectado con un lado de aspiración de la bomba del circuito de refrigeración, se consigue de manera ventajosa que mediante una menor presión en el lado de aspiración, en comparación con el lado de presión de la bomba, se mejore la compensación de las diferencias de concentración.

Si el recipiente está fijado mediante un cierre roscado de una abertura de llenado del recipiente de compensación, éste se puede cambiar de forma especialmente rápida y sencilla.

Según otra característica de la invención está previsto al menos un conducto de desgasificación que conecta el circuito de refrigeración con el recipiente de compensación.

Este al menos un conducto de desgasificación forma un circuito secundario junto con el conducto y el recipiente de compensación, por lo que se acelera la compensación de las diferencias de concentración entre el refrigerante en el recipiente de compensación y el refrigerante en el circuito de refrigeración.

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1. Sistema de refrigeración (13) para una pila de combustible (1) con al menos un refrigerador (14) , un termostato (18) , una bomba (15) para el transporte de un refrigerante (17) en un circuito de refrigeración (16) y con un recipiente de compensación (20) , en el que para la reducción de la conductividad eléctrica del refrigerante (17) está prevista una resina desionizante (19) que está dispuesta en el recipiente de compensación (20) , recipiente de compensación (20) que está conectado con el circuito de refrigeración (16) a través de al menos un conducto (21) , caracterizado porque la resina desionizante (19) está dispuesta en un recipiente (22) de un material permeable para el refrigerante (17) en un espacio interior (24) del recipiente de compensación (20) , de forma que la resina desionizante (19) está sumergida al menos parcialmente en el refrigerante (17) , y porque el conducto (21) que conecta el recipiente de compensación (20) y el circuito de refrigeración (16) es accesible libremente, de tal manera que entre el recipiente de compensación (20) y el circuito de refrigeración (16) existe una conexión permanente, de forma que la resina desionizante (19) reduce la conductividad eléctrica del refrigerante (17) por procesos de difusión entre la resina desionizante (19) y el refrigerante (17) .

2. Sistema de refrigeración (13) según la reivindicación 1, caracterizado porque el conducto (21) está conectado a un lado de aspiración (29) de la bomba (15) del circuito de refrigeración (16) .

3. Sistema de refrigeración (13) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el recipiente (22) está fijado mediante un cierre roscado (25) de una abertura de llenado (23) del recipiente de compensación (20) .

4. Sistema de refrigeración (13) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está previsto al menos un conducto de desgasificación (26) que conecta el circuito de refrigeración (16) con el recipiente de compensación (20) .

5. Sistema de refrigeración (13) , caracterizado porque al menos un conducto de desgasificación (26) conecta el refrigerador (14) con el recipiente de compensación (20) .

6. Sistema de refrigeración (13) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el al menos un conducto de desgasificación (26) forma un circuito secundario junto con el conducto (21) y el depósito de compensación (20) .

7. Sistema de refrigeración (13) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el recipiente de compensación (20) está equipado de un dispositivo de seguridad frente a sobrepresiones (27) o dispositivo de ventilación.

8. Sistema de refrigeración (13) según la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de seguridad frente a sobrepresiones (27) está formado por una válvula de sobrepresión.

9. Sistema de refrigeración (13) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la resina desionizante (19) se compone de resinas aniónicas básicas y/o resinas de lecho mixto.

10. Sistema de refrigeración (13) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el recipiente (22) está fabricado de un material resistente frente al refrigerante (17) , en particular de polipropileno o polietileno.