CN105593613B - 制冷供暖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种制冷供暖装置。本发明的制冷供暖装置具有：具备燃料电池的燃料电池装置；利用由该燃料电池排出的废气的热的加热部；具有冷却部的热声冷却机(14)，该冷却部利用由燃料电池排出的废气的热而产生冷却功能；以及用于将由燃料电池排出的废气供给至热声冷却机(14)以及加热部中的至少一方的废气切换部(25)，由此能够提供有效利用了燃料电池的废气的制冷供暖装置。

Description

制冷供暖装置
技术领域
本发明涉及将热声冷却机与燃料电池装置组合而成的制冷供暖装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源而提出有各种将使用燃料气体(含氢气体)和含氧气体(空气)可获得电力的燃料电池单元收纳于收纳容器内而得到的燃料电池组件、以及将燃料电池组件收纳于外装壳体内而得到的燃料电池装置(例如参照专利文献1)。
另外，近年来提出有利用热声能量而具有冷冻功能的热声冷冻机(例如参照专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-59377号公报
专利文献2：日本特开2013-117325号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
如上所述，在下一代能源的开发中，尽管开发出燃料电池装置、热声冷冻机等各种装置，但针对将上述各装置组合而成的新用途的开发，仍然还有研究的余地。
因此，本发明的目的在于提供一种将使用热声能量的热声冷却机与燃料电池装置组合而成的新用途。
用于解决技术问题的方案
本发明的制冷供暖装置的特征在于，具有：燃料电池装置，其具备燃料电池；热交换器，其在由该燃料电池排出的废气与第一流体之间进行热交换；热声冷却机，其具有冷却部，所述冷却部具备蓄热器，该蓄热器的一侧设为高温部，另一侧设为低温部，所述冷却部利用由所述燃料电池排出的废气的热而产生冷却功能；废气切换部，其用于将由所述燃料电池排出的废气供给至所述热声冷却机以及所述热交换器中的至少一方；第一配管，其与所述热交换器连接，且供所述第一流体流动；以及第二配管，其供第二流体流动，且设置成使所述第二流体在流过所述冷却部的所述低温部之后在所述高温部流动，所述制冷供暖装置构成为，使在所述第一配管中流动的所述第一流体或者所述第二配管中的流过所述高温部后的所述第二流体向制冷供暖对象部内流动。
发明效果
本发明的制冷供暖装置通过将由燃料电池排出的废气的供给目的地切换到热交换器以及热声冷却机中的至少一方，由此来组合热交换器中的加热功能和冷却部中的冷却功能，从而能够获得高效的制冷供暖装置。
附图说明
图1是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的一例的结构图。
图2是示出本实施方式的制冷供暖装置的另一结构的一例的结构图。
图3是示出构成本实施方式的燃料电池装置的燃料电池组件的一例的外观立体图。
图4是图3所示的燃料电池组件的剖视图。
图5是示出本实施方式的制冷供暖装置的再一结构的一例的结构图。
图6是示出本实施方式的制冷供暖装置的再一结构的一例的结构图。
具体实施方式
图1是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的一例的结构图，图2是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的另一例的结构图，图3是示出图1、图2所示的燃料电池组件的一例的外观立体图，图4是图3所示的燃料电池组件的剖视图。需要说明的是，图1中对制冷功能进行说明，图2中对供暖功能进行说明，由于各装置的结构相同，因此在对以下结构进行说明的情况下，主要使用图1进行说明。
图1所示的制冷供暖装置具备：作为燃料电池装置的一例的发电单元；以及使用从发电单元排出的废气来产生热声能量，并使用所产生的热声能量进行冷却(冷冻)的热声冷却机。需要说明的是，在之后的附图中对相同的构件赋予相同的编号。
图1所示的作为燃料电池装置的发电单元具备：具有多个燃料电池单元的电池堆2；供给城市气体等原燃料的原燃料供给机构4；用于向构成电池堆2的燃料电池单元供给含氧气体的含氧气体供给机构5；以及利用原燃料和水蒸气对原燃料进行水蒸气改性的改性器3。需要说明的是，将在之后说明通过将电池堆2和改性器3收纳于收纳容器而构成燃料电池组件1(以下有时简称为组件1)，在图1中，由双点划线包围示出该燃料电池组件1。需要说明的是，尽管未图示，但在组件1内设置有用于使发电时未使用的燃料气体燃烧的点火装置。
另外，在图1所示的发电单元中具备热交换器6，该热交换器6用于对由于构成电池堆2的燃料电池单元的发电所产生的废气(废热)进行热交换而使废气的温度下降。在本实施方式中之后将详细说明热交换器6作为加热部发挥功能的情况，因此在以下的说明中将加热部作为热交换器6进行说明。需要说明的是，在发电单元中，设置有用于将使废气中含有的水分冷凝而得到的冷凝水处理为纯水的冷凝水处理装置7、以及用于对由冷凝水处理装置7处理过的水(纯水)进行贮存的水箱8，水箱8与热交换器6之间通过冷凝水供给管9连接。需要说明的是，根据通过热交换器6中的热交换而生成的冷凝水的水质的不同，也可以成为不设置冷凝水处理装置7的结构。此外，在冷凝水处理装置7具有贮水功能的情况下，也可以成为不设置水箱8的结构。
贮存于水箱8的水通过将水箱8与改性器3连接的水供给管10所具备的水泵11而被供给至改性器3。
此外，图1所示的发电单元中，设置有用于将由组件1发出的直流电转换为交流电、且对转换后的电向外部负载的供给量进行调整的供给电力调整部(功率调节器)12；以及对各种设备的动作进行控制的控制装置13。通过将构成上述发电单元的各装置收纳于外装壳体内，由此能够实现设置容易的燃料电池装置。
接着，对热声冷却机14进行说明。热声冷却机14包括原动机15、冷却机16、以及将原动机15与冷却机16相连的连接管17。需要说明的是，在原动机15、冷却机16、连接管17的内部填充有氦气等气体。另外，在原动机15以及冷却机16中分别配置有蓄热器18、19。将原动机15的蓄热器18的一侧设为高温部22(图1中为上侧)，并将另一侧设为低温部20(图1中为下侧)，利用该温度梯度来产生热声能量(声波)。
将在之后说明在图1中，构成为由组件1排出的废气在蓄热器18的高温部22的周围流动。另一方面，在图1中，成为没有在低温部20设置任何构件的结构，但在要更高效地产生热声能量时，可以成为使低温的冷媒(例如自来水等)在低温部20的周围流动的结构。该高温部22、低温部20、蓄热器18成为热声能量产生部，在图1中以虚线示出。
由热声能量产生部产生的热声能量在原动机15以及连接管17中流动时发生共振，该热声能量被传送至冷却机16。在冷却机16中，热声能量被能量转换成热能。并且，通过使流体在作为蓄热器19的一侧的高温部23(图1中为上侧)流动，由此在作为蓄热器19的另一侧的低温部21(图1中为下侧)发生吸热反应，使温度下降，从而具有冷却功能。即，由蓄热器19、高温部23以及低温部21构成冷却部，图1中以虚线示出。
需要说明的是，在冷却部中，高温部23与低温部21相比成为高温即可，并非必须是通常意义上的高温。尤其是通过降低高温部23的温度，使低温部21进一步成为低温，从而具有冷却功能、进而具有冷冻功能。换言之，冷却部具有作为冷冻部的功能。因此，在图1中，将后述的第二配管24设置为，使在第二配管24内流动的第二流体在流过低温部21的周围之后流向高温部23的周围，但第二配管24并非必须设置于高温部23的周围。
另外，设置有废气切换部25，该废气切换部25用于对从组件1排出的废气以使其流向热交换器6以及热声冷却机14中的至少一方的方式进行切换。这样，通过设置废气切换部25，能够根据需要而使废气适当流向热交换器6、热声冷却机14，由此能够具备加热效果、冷却效果。
因此，在夏季等炎热的时期，使由组件1排出的废气流向热声冷却机14，利用被冷却部冷却后的第二流体而能够具有制冷功能，另外在冬季等寒冷的时期，使由组件1排出的废气流向热交换器6，利用被热交换器6加热后的第一流体而能够具有供暖功能。因此，能够获得高效的制冷供暖装置。
需要说明的是，在图1、图2中，作为制冷供暖对象部而例示出通常的房屋，但并不局限于此，例如，楼房等建筑物、飞机、船舶等只要需要空气调节的地方都可以作为制冷供暖对象部。
此外，在图1、2中示出如下的例子：在该制冷供暖对象部内的地板下设置有循环配管26，在该循环配管26上连接有与热交换器6连接且供第一流体流动的第一配管30、以及设置在冷却部的周围且供第二流体流动的第二配管24。需要说明的是，第一配管30的一端和第二配管24的一端经由第一切换部27而与循环配管26连接，第一配管30的另一端和第二配管24的另一端经由第二切换部28而与循环配管26连接。因此，通过控制装置13对第一切换部27以及第二切换部28进行控制，由此能够使第一流体或第二流体流向循环配管26，从而作为制冷供暖装置而有效地发挥功能。
其中，只要在制冷供暖对象部中具有制冷供暖功能即可，因此也可以将第一配管30和第二配管24设为彼此独立的配管而分别具有循环配管的功能，并且也可以使各配管成为开放端的构造，以便将例如在第一配管30中流动的第一流体、在第二配管24中流动的第二流体、或者被上述流体加热/冷却后的空气等直接供给至制冷供暖对象部。需要说明的是，在该情况下，无需循环配管。此外，在该情况下，在将空气向第一配管30、第二配管24供给时，优选在各配管的一端侧装配鼓风机。
以下，对图1以及图2所示的制冷供暖装置的运转方法进行说明。在燃料电池装置起动时，控制装置13使原燃料供给机构4、含氧气体供给机构5、水泵11、点火装置工作。在该时刻，由于组件1的温度低，因此不进行燃料电池单元的发电、改性器3的改性反应。由原燃料供给机构4供给的燃料气体作为未用于发电的燃料气体而以几乎全部供给量燃烧，借助该燃烧热，组件1、改性器3的温度上升。在改性器3中，若温度成为能够进行水蒸气改性的温度，则进行水蒸气改性，生成燃料电池单元的发电所需要的燃料气体即含氢气体。需要说明的是，控制装置13也可以在改性器3成为能够进行水蒸气改性的温度之后，控制水泵11工作。若燃料电池单元成为能够开始发电的温度，则利用由改性器3生成的燃料气体和由含氧气体供给机构5供给的含氧气体开始发电。由电池堆2产生的电在被供给电力调整部12转换成交流之后供给至外部负载。
需要说明的是，在利用燃料电池单元开始发电之后，控制装置13在要高效地使燃料电池装置运转时，基于预先设定的燃料利用率(Uf)、空气利用率(Ua)、改性器3的水蒸气改性时的燃料中的碳及水的摩尔比的比例即S/C的值，对原燃料供给机构4、含氧气体供给机构5、水泵11等的动作进行控制。需要说明的是，燃料利用率是指，通过发电中使用了的燃料气体量除以由原燃料供给机构4供给的燃料气体(原燃料)量而求出的值，另外，空气利用率是指，通过发电中使用了的空气量除以由含氧气体供给机构5供给的空气量而求出的值。
伴随电池堆2的运转而产生的废气通过废气切换部25流向热交换器6以及热声冷却机14中的至少一方。需要说明的是，使废气流向热交换器6以及热声冷却机14的哪一方，除了由使用者设定以外，还可以自动地进行切换。
例如，在制冷供暖对象部设置有制冷供暖切换开关(也包括停止)，在使用者切换开关而利用制冷的情况下、或者当满足规定的条件时使制冷自动运转的情况下，控制装置13以使由组件1排出的废气的至少一部分(优选为全部)流向热声冷却机14的方式对废气切换部25进行控制。流向热声冷却机14的废气在热声冷却机14的原动机15中的构成热声能量产生部的高温部22流动。具体而言，以包围内部配置有蓄热器18的配管的一侧(高温部22)的周围的方式设置供由组件1排出的废气流动的配管(流路)，通过这种结构，成为废气在热声能量产生部的高温部22流动的结构。在以下的说明中，各配管以包围热声冷却机14的配管的周围的方式配置，以使得各流体在热声冷却机14的各部位流动。
由此，能够在蓄热器18的一侧与另一侧产生温度梯度，从而产生热声能量。需要说明的是，由于作为热声能量产生部的低温部20通过增大与高温部22的温度差而能够更高效地产生热声能量，因此例如向低温部20供给常温的自来水等为好。
在该情况下，控制装置13以使在第二配管24中流动的第二流体(水或空气等)在循环配管26中流动的方式对第一切换部27以及第二切换部28进行控制。即，在第二配管24中流动的第二流体在流过冷却部的低温部21的期间被冷却，该冷却后的第二流体经由冷却部的高温部23而在循环配管26中流动，由此将制冷供暖对象部冷却，具有制冷功能。需要说明的是，通过将第二配管24设为使流过冷却部的低温部21的第二流体流向高温部23的结构，能够更加强化冷却部的冷却功能。另外，通过控制设于第一切换部27至第二切换部28之间的泵31，能够适当调整在该第二配管24以及循环配管26中流动的第二流体的量(流速)。
另外，图1以及图2示出在制冷供暖对象部设置有温度传感器29的例子。例如，控制装置13可以在温度传感器29满足被适当设定的第一条件(例如25℃以上持续1h以上的情况等)的情况下，自动地切换第一切换部27以及第二切换部28，控制第二流体在循环配管26中流动。需要说明的是，虽然图1以及图2示出将温度传感器29设于制冷供暖对象部的例子，但并不局限于制冷供暖对象部，也可以配置在制冷供暖对象部外来测定外部气温。
另一方面，在使用者切换开关而利用供暖的情况下、或者当满足规定的条件时自动运转供暧的情况下，控制装置13以使由组件1排出的废气的至少一部分(优选为全部)在作为加热部的热交换器6中流动的方式对废气切换部25进行控制。流向热交换器6的废气与在和热交换器6连接的第一配管30中流动的第一流体(水或空气等)进行热交换，而将第一流体加热。
接着，控制装置13以使在第一配管30中流动的第一流体在循环配管26中流动的方式对第一切换部27以及第二切换部28进行控制。即，在第一配管30中流动的第一流体在流过热交换器6的期间被加热，该被加热后的第一流体在循环配管26中流动，由此加热制冷供暖对象部，具有供暖功能。另外，通过控制设于第一切换部27至第二切换部28之间的泵31，能够适当调整在该第一配管30以及循环配管26中流动的第一流体的量(流速)。
此外，在要基于设置在制冷供暖对象部内的温度传感器29自动地启动供暖功能时，控制装置13可以在温度传感器29满足被适当设定的第二条件(例如小于10℃持续1h以上的情况等)的情况下，自动地切换第一切换部27以及第二切换部28，控制第一流体在循环配管26中流动。
通过采用上述那样的运转方法，能够获得高效的制冷供暖装置来作为将燃料电池装置与热声冷却机14组合而成的新用途的开展。
需要说明的是，例如在使用者断开制冷供暖的切换开关的情况下、或者在由温度传感器测定出的温度未满足第一以及第二条件的情况下(例如10℃以上且小于25℃持续1h以上的情况)，控制装置13也可以将废气切换部25控制为，以向外部排出废气为目的而使废气直接流向热声冷却机14。在该情况下，优选控制装置13一并进行将泵31停止的控制。需要说明的是，适当设定第一条件、第二条件即可。
另一方面，在欲通过热交换器6生成用于由改性器3进行水蒸气改性的水的情况下，控制装置13也可以控制废气切换部25以及泵31的动作，以获得所需量的冷凝水。但是，优选适当地控制泵31的动作，以避免大量的第一流体在循环配管26中流动。
此外，在图1、图2所示的制冷供暖装置中，通过使用固体氧化物形式的燃料电池单元(电池堆2)来作为燃料电池单元，从而使由组件1排出的废气的热成为非常高的温度。通过使用该废气，能够高效地生成热交换器6中的加热后的第一流体、热声冷却机14中的冷却后的第二流体。
接着，对本实施方式中的燃料电池装置进行说明。
图3是示出构成本实施方式的制冷供暖装置的燃料电池装置中的组件的一例的外观立体图，图4是图3的剖视图。
图3所示的组件1通过在收纳容器34的内部收纳电池堆装置40而构成，电池堆装置40构成为具备两个电池堆2且在电池堆2的上方配置有用于生成向燃料电池单元32供给的燃料气体的改性器3，所述电池堆2如下形成：将柱状的燃料电池单元32以竖立设置的状态排列成一列，该燃料电池单元32在内部具有供燃料气体流通的燃料气体流路(未图示)，相邻的燃料电池单元32之间经由集电构件(图3中未图示)而串联地电连接，并且将燃料电池单元32的下端利用玻璃密封材料等绝缘性接合材料(未图示)固定于歧管(Manifold)33。需要说明的是，在电池堆2的两端部，配置有具有电引出部的导电构件(未图示)，该电引出部用于将通过电池堆2(燃料电池单元32)的发电而产生的电聚集并引出至外部。通过具备上述的各构件而构成电池堆装置40。需要说明的是，在图3中示出电池堆装置40具备两个电池堆2的情况，但可以适当地变更其个数，例如也可以仅具备一个电池堆2。
另外，在图3中，作为燃料电池单元32，例示出在内部具有供燃料气体沿长度方向流通的燃料气体流路的中空平板型、通过在具有燃料气体流路的支承体的表面上依次层叠燃料极层、固体电解质层以及氧极层而成的固体氧化物形式的燃料电池单元32。需要说明的是，含氧气体在燃料电池单元32之间流通。
另外，在本实施方式的燃料电池装置中，燃料电池单元32为固体氧化物形式的燃料电池单元即可，例如也可以为平板型或圆筒型，与此对应地也可以适当变更收纳容器34的形状。
另外，在图3所示的改性器3中，对经由原燃料供给管39供给的天然气、灯油等原燃料进行改性而生成燃料气体。需要说明的是，改性器3优选为能够进行高效的作为改性反应的水蒸气改性的构造，具备用于使水气化的气化部36、以及配置有用于将原燃料改性为燃料气体的改性催化剂(未图示)的改性部37。而且，由改性器3生成的燃料气体经由燃料气体流通管38而供给至歧管33，并通过歧管33向设于燃料电池单元32的内部的燃料气体流路供给。
此外，在图3中示出卸下收纳容器34的一部分(前后面)，并将收纳于内部的电池堆装置40向后方取出的状态。在此，在图3所示的组件1中，能够将电池堆装置40以滑动的方式收纳于收纳容器34内。
需要说明的是，在收纳容器34的内部配置有含氧气体导入构件35，该含氧气体导入构件35配置在并排设置于歧管33的电池堆2之间，使含氧气体在燃料电池单元32的侧方从下端部朝向上端部流动。
如图4所示，构成组件1的收纳容器34呈具有内壁41和外壁42的双重构造，由外壁42形成收纳容器34的外框，并且由内壁41形成收纳电池堆装置40的发电室43。此外，在收纳容器34中，将内壁41与外壁42之间作为供向燃料电池单元32导入的含氧气体流通的含氧气体流路44。
在此，含氧气体导入构件35从收纳容器34的上部贯穿内壁41而插入固定到收纳容器34内，含氧气体导入构件35在上端侧具备用于供含氧气体流入的含氧气体流入口(未图示)和凸缘部45，在下端部设置有用于将含氧气体向燃料电池单元32的下端部导入的含氧气体流出口46。需要说明的是，在凸缘部45与内壁41之间配置有隔热构件47。
需要说明的是，在图4中，含氧气体导入构件35被配置为，位于在收纳容器34的内部并排设置的两个电池堆2之间，但可以根据电池堆2的数量适当地进行配置。例如，在收纳容器34内仅收纳有一个电池堆2的情况下，可以设置两个含氧气体导入构件35，并以从两侧面侧夹入电池堆2的方式配置。
另外，在发电室43内，适当设置有用于将组件1内的温度维持为高温的隔热构件47，以避免组件1内的热极端地扩散而使燃料电池单元32(电池堆2)的温度下降、从而导致发电量降低这样的现象。
隔热构件47优选配置在电池堆2的附近，尤其是优选沿着燃料电池单元32的排列方向配置在电池堆2的侧面侧，并且配置宽度与电池堆2的侧面的沿着燃料电池单元32的排列方向的宽度相同或者具有更宽的宽度的隔热构件47。需要说明的是，优选在电池堆2的两侧面侧配置隔热构件47。由此能够有效地抑制电池堆2的温度下降。此外，能够抑制由含氧气体导入构件35导入的含氧气体从电池堆2的侧面侧排出，能够促进构成电池堆2的燃料电池单元32之间的含氧气体的流动。需要说明的是，在电池堆2的两侧面侧配置的隔热构件47中设置有开口部48，该开口部48用于调整向燃料电池单元32供给的含氧气体的流动，并降低电池堆2的长度方向以及燃料电池单元32的层叠方向上的温度分布。
另外，在沿着燃料电池单元32的排列方向的内壁41的内侧设置有废气用内壁49，内壁41与废气用内壁49之间成为供发电室43内的废气从上方朝向下方流动的废气流路50。需要说明的是，废气流路50与设于收纳容器34的底部的排气孔51连通。另外，在废气用内壁49的电池堆2侧也设置有隔热构件47。
由此构成为，伴随着组件1的运行(起动处理时、发电时、停止处理时)而产生的废气在流过废气流路50之后，从排气孔51被排出。需要说明的是，排气孔51可以通过将收纳容器34的底部的一部分切掉而形成，并且还可以通过设置管状构件而形成。
需要说明的是，用于测定电池堆2附近的温度的热电偶52以其测温部53位于燃料电池单元32的长度方向上的中央部且燃料电池单元32的排列方向上的中央部的方式配置在含氧气体导入构件35的内部。
另外，在上述结构的组件1中，通过使至少一部分的燃料电池单元32中的燃料气体流路所排出的未用于发电的燃料气体和含氧气体在燃料电池单元32的上端部侧与改性器3之间燃烧，由此能够使燃料电池单元32的温度上升并维持。与此对应地，能够加热在燃料电池单元32(电池堆2)的上方配置的改性器3，能够在改性器3中高效地进行改性反应。需要说明的是，在通常发电时，伴随着上述燃烧、燃料电池单元32的发电，组件1内的温度成为500～800℃左右。因此，由组件1排出的废气的温度也成为非常高的温度。
图5、图6是示出本实施方式的制冷供暖装置的结构的另一例的结构图，图5中说明制冷功能，图6中说明供暖功能，由于各装置的结构相同，因此在对以下结构进行说明时，主要使用图5进行说明。
图5、图6所示的制冷供暖装置与图1、2所示的制冷供暖装置相比，不同之处在于，使用水作为第一流体，且设置有具备贮热水箱54的贮热水单元，该贮热水箱54用于贮存由热交换器6加热而生成的热水。
在上述的图1、图2所示的制冷供暖装置中，尤其是在通过使用者的设定或自动运转而断开制冷供暖的开关的情况下、或者在制冷供暖功能多余的情况下，在有效利用由组件1排出的废气的热的方面仍存在改善的余地。
于是，在图5、图6所示的制冷供暖装置中，通过设置贮热水单元，由此使用由组件1排出的废气的热中的、未用于制冷供暖的热来生成热水，并将该热水作为供给热水来提供，从而能够实现综合效率进一步提高的制冷供暖装置。
在此，在贮热水箱54上设置一端经由第三切换部55而与第一配管30连接、且另一端与贮热水箱54连接的入水配管56、以及一端与贮热水箱54连接、且另一端经由第四切换部57而与第一配管30连接的出水配管58。需要说明的是，在第一配管30中的热交换器6与第四切换部之间的部分设置有泵59，另外在贮热水箱54设有用于对在贮热水箱54内贮存的热水温度、热水量进行测定的贮水量传感器或者贮水温度传感器。需要说明的是，在以下的说明中，将上述传感器统称为贮热水箱传感器60。
例如，在呈第一流体未在循环配管26中流动的状态的情况下、或者在要使泵31以设于制冷供暖对象部的温度传感器29所测定的温度成为规定的温度范围(例如10℃以上且小于25℃)的方式工作时泵31的动作满足规定条件的情况下(例如，运转停止持续1h以上的情况等)、在由贮热水箱传感器60测定的热水温度、热水量为规定的范围以下等情况下，优选进行以下的控制来进一步提高综合效率。
例如，说明基于由贮热水箱传感器60测定的热水温度、热水量而进行的情况。首先，判定由贮热水箱传感器60传送的贮热水箱的热水温度、热水量是否在规定的范围内。在处于规定的范围内的情况下，继续进行目前为止所进行的控制。
在落入规定的范围外的情况下，首先，控制装置13以使由组件1排出的废气的至少一部分流向热交换器6的方式对废气切换部25进行控制。接着，以使由热交换器6生成的热水的至少一部分流向入水配管56的方式对第三切换部55进行控制，并且以使贮热水箱54的水经由出水配管58而流向热交换器6的方式对第四切换部57进行控制。
需要说明的是，控制装置13在进行该控制前的控制为需要供暖功能的控制的情况下，以使在第一配管30中流动的水的一部分在入水配管56以及出水配管58中流动的方式对第三切换部55和第四切换部57进行控制为好。另一方面，在进行该控制前的控制为需要制冷功能的控制的情况下，以使全部量的水在入水配管56以及出水配管58中流动的方式对第三切换部55和第四切换部57进行控制为好。控制装置13与上述控制一起对废气切换部25也进行控制，以使得从组件1排出的废气的全部量或者一部分流向热交换器6为好。
具体而言，在由贮热水箱传感器60传送的贮热水箱的热水温度、热水量为规定的范围外的情况下，当外部气温或者制冷供暖对象部的温度满足第一条件(例如25℃以上持续1h以上的情况等)时，控制装置13以使由组件1排出的废气供给至热交换器6和热声冷却机14这两方的方式对废气切换部25进行控制为好。另外，当外部气温或制冷供暖对象部的温度满足第二条件(例如小于10℃持续1h以上的情况等)时，控制装置13以使由组件1排出的废气仅供给至热交换器6的方式对废气切换部25进行控制为好。
通过这种结构，除了制冷供暖功能之外还具有供给热水功能，由此能够实现提高了综合效率的制冷供暖装置。
需要说明的是，在上述的呈第一流体未在循环配管26中流动的状态的情况下、或者在要使泵31以设于制冷供暖对象部的温度传感器29所测定的温度成为规定的温度范围(例如10℃以上且小于25℃)的方式工作时泵31的动作满足规定条件的情况下(例如，运转停止持续1h以上的情况等)，通过进行与上述相同的控制，也能够实现提高了综合效率的制冷供暖装置。
以上，对本发明详细进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更、改良等。
例如，在上述的混合动力系统中，使用具备固体氧化物形式的燃料电池单元的燃料电池装置作为燃料电池装置的一例而进行了说明，但也可以采用例如固体高分子形式的燃料电池装置。在使用固体高分子形式的燃料电池装置的情况下，只要有效利用例如在改性反应中产生的热即可，可以适当变更结构。
附图标号说明：
1：燃料电池组件
6：热交换器
14：热声冷却机
24：第二配管
25：废气切换部
26：循环配管
27：第一切换部
28：第二切换部
29：温度传感器
30：第一配管
54：贮热水箱
55：第三切换部
56：入水配管
57：第四切换部
58：出水配管
60：贮热水箱传感器

Claims (10)

1.一种制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具有：
燃料电池装置，其具备燃料电池；
热交换器，其在由该燃料电池排出的废气与第一流体之间进行热交换；
热声冷却机，其具有冷却部，所述冷却部具备蓄热器，该蓄热器的一侧设为高温部，另一侧设为低温部，所述冷却部利用由所述燃料电池排出的废气的热而产生冷却功能；
废气切换部，其用于将由所述燃料电池排出的废气供给至所述热声冷却机以及所述热交换器中的至少一方；
第一配管，其与所述热交换器连接，且供所述第一流体流动；以及
第二配管，其供第二流体流动，且设置成使所述第二流体在流过所述冷却部的所述低温部之后在所述高温部流动，
所述制冷供暖装置构成为，使在所述第一配管中流动的所述第一流体或者所述第二配管中的流过所述高温部后的所述第二流体向制冷供暖对象部内流动。
2.根据权利要求1所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备设于所述制冷供暖对象部内的循环配管，
所述第一配管的一端以及所述第二配管的一端经由第一切换部而与所述循环配管连接，
所述第一配管的另一端以及所述第二配管的另一端经由第二切换部而与所述循环配管连接。
3.根据权利要求2所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备对所述第一切换部以及所述第二切换部进行控制的控制装置，该控制装置基于预先决定的条件，以使所述第一流体或所述第二流体流向所述循环配管的方式对所述第一切换部以及所述第二切换部进行控制。
4.根据权利要求3所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备对外部气温或所述制冷供暖对象部的温度进行测定的温度传感器，所述控制装置在由所述温度传感器测定出的温度满足第一条件的情况下，以使第二流体流向所述循环配管的方式对所述第一切换部以及所述第二切换部进行控制。
5.根据权利要求3所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备对外部气温或所述制冷供暖对象部的温度进行测定的温度传感器，所述控制装置在由所述温度传感器测定出的温度满足第二条件的情况下，以使第一流体流向所述循环配管的方式对所述第一切换部以及所述第二切换部进行控制。
6.根据权利要求4所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述控制装置在以使所述第二流体在所述循环配管中流动的方式对所述第一切换部以及所述第二切换部进行控制的情况下，以使从所述燃料电池排出的废气流向所述热声冷却机的方式对所述废气切换部进行控制。
7.根据权利要求5所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述控制装置在以使所述第一流体在所述循环配管中流动的方式对所述第一切换部以及所述第二切换部进行控制的情况下，以使从所述燃料电池排出的废气流向所述热交换器的方式对所述废气切换部进行控制。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述制冷供暖装置具备：
贮热水箱；
入水配管，其一端经由第三切换部而与所述第一配管连接，另一端与所述贮热水箱连接；以及
出水配管，其一端与所述贮热水箱连接，另一端经由第四切换部而与所述第一配管连接。
9.根据权利要求8所述的制冷供暖装置，其特征在于，
在所述贮热水箱设置贮水量传感器或者贮水温度传感器，所述控制装置基于由所述贮水量传感器或者所述贮水温度传感器测定出的值，以使从所述燃料电池排出的废气流向所述热交换器、或者流向所述热交换器及所述热声冷却机的方式对所述废气切换部进行控制。
10.根据权利要求9所述的制冷供暖装置，其特征在于，
所述控制装置基于由所述贮水量传感器或者所述贮水温度传感器测定出的值来控制所述第三切换部以及所述第四切换部。
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