CN1280937C - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可降低防冻运转的相关运转成本或原始成本的燃料电池系统。它具有：将原料改性成含氢的改性气体的改性器(1)；将原料供给到改性器(1)的原料供给装置(2)；为实现所述改性，加热改性器(1)的加热装置(3)；使由改性器(1)供给的改性气体与氧化剂气体发生反应进行发电的燃料电池(4)；检测预定部位温度的温度检测装置(18)，作为第1防冻运转模式，当温度检测装置(18)检测出阈值以下的温度时，在改性器(1)中，使经过加热装置(3)加热的原料在改性气体的流通路径(5)、(4)、(8)、(3)中流动。

Description

燃料电池系统

技术领域

本发明涉及一种通过对原料进行改性的含氢的改性气体与氧化剂气体发生反应来发电的燃料电池系统。

背景技术

现有的燃料电池系统的构成如图6所示(例如，专利文献1)。

即，具有：使由氢供给装置31供给的氢与由空气供给装置32供给的空气中的氧发生反应来发电的燃料电池33；使水在燃料电池33中循环的水循环装置34；控制燃料电池33的发电输出功率的输出功率控制装置35；检测外部温度的温度传感器36以及控制装置37。水循环装置34是由主水箱38和通过水泵39将主水箱38内的水输送到燃料电池33的氢极33a的给水路40，以及将由燃料电池33的氢极33a和氧极33b排出的水回收至主水箱38的排水路41构成。

由于这种现有的燃料电池系统使用固体高分子型燃料电池33，当燃料电池33进行发电反应时，经常需要将燃料电池33的氢极33a加湿，因此是由主水箱38向氢极33a供水。由燃料电池33的发电反应生成的氧极33b的水和氢极33a多余的水由排水路41回收，在燃料电池33和主水箱38之间形成循环。并且，燃料电池33产生的电功率，经输出功率控制装置35控制后，供给到电负载。

然后，对这种现有燃料电池系统的防冻运转动作进行说明。当温度传感器36检测出阈值以下的温度时，通过控制装置37由氢供给装置31和空气供给装置32向燃料电池33分别供给氢和空气，实现燃料电池33的发电。同时，主水箱38内的水被供给至氢极33a，氢极33a残留的水和由燃料电池33的发电反应在氧极33b处生成的水由排水路41回收，在燃料电池33和主水箱38之间循环。这时，由于燃料电池33发电反应中还产生热量，因此通过该热量能够预先防止水循环装置34中主水箱38，给水路40，排水路41中的水的冻结。

(专利文献1)

特开平11-214025号公报

发明内容

但是，在现有的燃料电池系统中，存在着这样的问题：为了防冻，即使没有来自电负载方面的要求，也必须使燃料电池发电运转，结果产生的电功率被白白浪费掉，增大运转成本。特别是使用固体高分子型燃料电池时，存在着这样的问题：因为发电运转时的发热能量和发电能量的比例几乎接近1∶1，为了防冻，需要投入成倍于最低必需发热能量以上的能量。并且，即使将为防冻而运转时所产生的电功率暂时保存在蓄电池中，也需要大容量的蓄电池，增大了系统的原始成本。

本发明，就是考虑了上述现有问题后，以提供一种能降低与防冻运转有关的运转成本或原始成本的燃料电池系统为目的的发明。

为了解决上述课题，本发明的燃料电池系统具有：将原料改性成含氢的改性气体的改性器；向上述改性器供给上述原料的原料供给装置；对上述改性器进行加热的加热装置；使由上述改性器供给的上述改性气体和氧化剂气体发生反应来发电的燃料电池；用于检测预定部位温度的温度检测装置；作为第1防冻运转模式，在上述燃料电池系统的停止状态，当上述温度检测装置检测出阈值以下的温度时，在上述改性器中，使通过上述加热装置被加热的原料在上述供给的改性气体流经燃料电池内部的通路和包括上述燃料电池发电反应中残余的改性气体在内的排出气被排出的通路中流动。

如果形成这样的结构，就能够通过使由改性器加热的原料在燃料电池系统的改性气体的流通路径中流动，在燃料电池未进行发电时以最小限度的能量防止燃料电池内的水的冻结，降低燃料电池系统的运转成本。

当有发电需求时，上述燃料电池进行发电，而在无发电需求时，当上述温度检测装置检测出上述阈值以下的温度时，上述燃料电池系统也可以转变成上述第1防冻运转模式。

并且，上述改性气体的流通路径，可以具有将从上述燃料电池中排出的上述排出气作为燃料导入上述加热装置的排氢通路，使上述被加热的原料，按照上述改性器、上述燃料电池、上述排氢通路、及上述加热装置的顺序流动。如果形成这样的结构，至少能防止排氢通路中的水的冻结。

并且，上述排氢通路可以具有用于对上述排出气中的水分进行冷凝的氢通路冷凝器和用于贮存上述被冷凝的水的氢通路冷凝水箱，上述被加热的原料，在上述氢通路冷凝器及上述氢通路冷凝器水箱中流通。如果形成这样的结构，能防止氢通路冷凝器及上述氢通路冷凝器水箱内的水的冻结。

另外，还可配置作为包括上述发电反应的残余的氧化剂气体在内的由上述燃料电池中排出的排氧化剂气体的流经路径的排氧化剂气体通路、将上述排氧化剂气体中的水分冷凝的氧化剂气体通路冷凝器、以及贮存上述冷凝过的水的氧化剂气体通路冷凝水箱，上述氧化剂气体通路冷凝水箱和上述氢通路冷凝水箱在低于各自水面的位置相连。如果形成这样的结构，就可通过与氢通路冷凝水箱相连的连接部防止氧化剂气体通路冷凝水箱内的水的冻结。

并且，还可配置用于将用上述氢通路冷凝水箱和上述氧化剂气体通路冷凝水箱的至少一方贮存的水供给到上述改性器的改性水供给装置，在上述第1防冻运转模式中，可以通过上述改性水供给装置将上述贮存的水供给到上述改性器。如果形成这样的结构，不仅可以有效利用燃料电池内产生的水，同时还能防止燃料电池内水的冻结。

另外，还可配置使用于冷却上述燃料电池的水进行循环的冷却水循环通路，在上述第1防冻运转模式中，可使上述水在上述冷却水循环通路中循环。如果形成这样的结构，可以防止冷却水循环通路内的水冻结。

并且，还具有贮存用于从冷却所述燃料电池用的水中回收热量的水的热水储水箱，还可形成使在上述冷却水循环通路内循环的水与上述热水储水箱内的水或从该热水储水箱出来后再返回到该热水储水箱的循环通路中循环的水进行热交换的结构。如果形成这样的结构，发电时燃料电池产生的热能够通过冷却水以温水的形式贮存在热水储水箱中，同时可防止未发电时热水储水箱内的水冻结。

并且，在上述第1防冻运转模式中，还可以通过用上述加热装置将上述改性器加热到不发生改性的温度，从上述改性器输出上述被加热的原料。如果形成这样的结构，能简单地实现将被加热的原料由改性器输出的结构。

上述温度检测装置，优选为安装在热量由上述改性气体的流通路径可以达到的部位中存在的水的温度最低的部位。如果形成这样的结构，能适当防止燃料电池系统内残留水的冻结。

并且，上述温度检测装置，也可以安装在能检测出外部气温的部位。如果形成这样的结构，通过监测外部气温，利用1个温度检测装置就能有效防冻，降低成本。

并且，本发明的燃料电池系统，具有：发电时伴随发热的燃料电池；通过上述燃料电池的发热将热量以温水形式贮存的热水储水箱；通过上述燃料电池的发电，利用电功率对上述热水储水箱内的水或包括上述热水储水箱在内的循环通路内的水进行加热的加热器；检测预定部位温度的温度检测装置，当有发电需求时，上述燃料电池发电，并且，作为第2防冻运转模式，无上述发电需求时，当上述温度检测装置检测出阈值以下的温度时，上述燃料电池发电。

如果形成这样的结构，通过燃料电池发电进行防冻时，由于产生的电功率不会白白浪费，而是以热能的形式贮存在热水储水箱中，所以不需要暂时保存电功率的蓄电池，从而能够控制燃料电池的原始成本。

上述燃料电池是发电伴随着发热的燃料电池，并且还可以具有将通过上述燃料电池的发热产生的热量以温水的形式贮存的热水储水箱和通过上述燃料电池的发电产生的电功率将上述热水储水箱内的水或包括上述热水储水箱在内的循环通路内的水进行加热的加热器，如果有发电需求时，上述燃料电池发电，并且，作为第2防冻运转模式，无上述发电需求时，当上述温度检测装置检测出阈值以下的温度时，上述燃料电池发电，根据一天中预计所需发电量进行发电运转时，贮存在上述热水储水箱内的预计产生温水热量与一天内预计使用温水热量相比，到储存了上述预计使用温水热量和上述预计产生温水热量之差的热量为止，以上述第2防冻运转模式运转，此后以上述第1防冻运转模式运转。如果形成这样的结构，通过对不发电的第1防冻运转模式和发电的第2防冻运转模式的适当选择，就能有效降低防冻运转时的运转成本及原始成本。

另外，根据一天中预计的所需发电量进行发电运转时，也可以在贮存于上述热水储水箱内的预计产生的温水热量与一天内预计使用的温水热量相比、上述预计使用的温水热量多于上述预计产生的温水热量时，到储存了上述预计使用的温水热量和上述预计产生的温水热量之差的热量为止，以上述第2防冻运转模式运转，此后以第1防冻运转模式运转。如果形成这样的结构，当热水储水箱内贮存的热量不足时，通过发电进行防冻运转所产生的能量全部转变成热量，其它时候则以不发电所需的最小限度的能量进行防冻运转，因此能更有效地降低防冻运转的运转成本和原始成本。

附图说明

图1是根据本发明实施方式1的燃料电池系统的系统结构图。

图2是表示图1的燃料电池系统的动作概要的流程图。

图3是本发明实施方式2的燃料电池系统的系统结构图。

图4是本发明实施方式3的燃料电池系统的系统结构图。

图5表示根据本发明实施方式3的变形例的防冻运转模式的内容的流程图。

图6是现有的燃料电池系统的系统结构图。

符号说明

1改性器；2原料供给装置；3加热装置；4燃料电池；5氢供给通路；6切换阀；7旁路；8排氢通路；8a氢通路冷凝器；8b氢通路冷凝器水箱；10排氧化剂气体通路；10a排氧化剂气体通路冷凝器；10b氧化剂气体通路冷凝水箱；12改性水供给装置；13冷却水循环通路；15热水储水循环通路；16热水储水箱；18温度检测装置；19控制装置；20温度检测装置；21加热器

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1表示本发明实施方式1的燃料电池系统的系统结构图。

图1中，符号1表示的是，将由原料供给装置2供给的原料，通过作为本发明加热装置的一个例子的加热装置3的热量进行改性反应、生成富氢气体的改性器。符号4表示由改性器供给的富氢气体与作为氧化剂气体的一个例子的使空气发生反应进行发电的燃料电池。燃料电池4具有流通着氢的氢极4a和流通着氧化剂气体的氧极4b。符号5表示将改性器1和燃料电池4的氢极4a相连的氢供给通路5。在本实施方式1中，该氢供给通路5可通过切换阀6将氢的供给端在燃料电池4和不通过燃料电池4连通到氢通路冷凝器8a的旁路7之间适当地切换。

符号8表示与燃料电池4的氢极4a和加热装置3相连的排氢通路。该排氢通路8具有氢通路冷凝器8a和氢通路冷凝水箱8b。

燃料电池4的氧极4b，与供给氧化剂气体的氧化剂气体供给装置9和排出残余的氧化剂气体的排氧化剂气体通路10相连。排氧化剂气体通路10具有氧化剂气体通路冷凝器10a和氧化剂气体通路冷凝水箱10b。氧化剂气体通路冷凝水箱10a，通过设在低于其水面的位置的连接部11与氢通路冷凝水箱8a相通。由此能防止氧化剂气体和氢气的混合。

符号12表示将改性反应所必需的水供给到改性器1的改性水供给装置。该改性水供给装置12具有通过改性水泵12a由氢通路冷凝水箱8b或者氧化剂气体通路冷凝水箱10b的至少一方将水抽上来的结构。在本实施方式1中，水从氧化剂气体通路冷凝水箱10b抽上来。

符号13表示将燃料电池4产生的热量冷却的冷却水循环通路。该冷却水循环通路13具有通过冷却水泵13a使冷却水在燃料电池4和热交换器14之间循环的结构。

符号15表示将燃料电池4产生的热量通过冷却水循环通路13的热交换器14贮存在热水储水箱16中的热水储水循环通路。该热水储水循环通路115具有通过热水储水泵15a使温水在热交换器14和热水储水箱16之间循环的结构。

符号17表示控制燃料电池4产生的电功率并供给到家庭等的电负载的输出功率控制装置。符号18表示由温度传感器等构成的温度检测装置，符号19表示控制装置。另外，只要该温度检测装置18能够有效地用作检测燃料电池系统中各种通路(以下，称为各通路)内的水的防冻温度的场所，就可以设在燃料电池系统内外的任意部位。但是，为了确实地检测到冻结的开始，优选为设置在各通路内的残留水的温度最低的部位。在本实施方式1中，温度检测装置18安装在能够检测出氧化剂气体通路冷凝水箱10b内的水温的部位。

并且，燃料电池系统所有的动作都通过由计算机构成的控制装置19来控制。控制装置19设有用于输入系统开·关等指令的操作部(无图示)，控制装置19根据从该操作部输入的指令，相应地控制燃料电池系统。

接着，说明基于上述结构的本实施方式1的燃料电池系统的动作。

图2是图1所示的燃料电池系统的动作概要流程图。由于燃料电池系统的动作是通过控制装置19的控制程序来控制的，所以，以下将控制装置19的控制内容记载为燃料电池系统的动作。

在图1和图2中，燃料电池系统具有通常进行发电时的发电方式和防冻的防冻运转模式(以下，称为第1防冻运转模式)。

由未图示的操作部输入系统开指令后，燃料电池系统起动，首先，判断有无发电需求(工序S1)。这里，根据电负载是否超过预定值来判断是否有发电需求。另外，形成由未图示的操作部输入发电指令的结构，根据是否输入了该发电指令，来判断是否有发电需求。

首先，说明有发电需求的情况。

这时，燃料电池系统转变成发电运转模式，进行燃料电池的起动·气体流通(工序S2)。

具体来说，首先，切换阀6切换到旁路7一侧。然后，从原料供给装置2将例如甲烷、民用燃气、丙烷等烃或能用改性器1加热汽化的液体燃料(乙醇、甲醇等低沸点醇燃料)等原料供给到改性器1，用加热装置3加热，通过和水的改性反应生成富氢的改性气体。可是，由于起动时改性器1的温度低，由此导致不能充分生成富氢气体，所以从改性器1输出的改性气体，形成原料(气体)多氢少的组成。该改性气体，经过旁路7在排氢通路8中流动，作为加热装置3的燃料气体被消耗。观察计算改性器1的预定部位(例如反应部)的温度(工序S3)，当到达预定温度值(例如能进行改性反应的温度)时，经预定时间后将切换阀6切换到燃料电池4一侧，开始发电运转(工序S4)。另外，也可以通过监测该性气体中的氢浓度来判断改性器1的开始状态。

另一方面，将用作氧化剂气体的空气由氧化剂气体供给装置9供给到燃料电池4的氧极4b。在燃料电池4内，供给到氢极4a的氢与供给到氧极4b的空气中的氧气发生反应实现发电。在燃料电池4的氢极4a，大部分氢因反应而被消耗，反应中未使用的排出氢(排出气)从排氢通路8排出。这些排出氢中的水分，在氢通路冷凝器8a中被冷凝，然后用氢通路冷凝水箱8b分离冷凝水，再将这些排出氢供给到加热装置3，用作改性反应的加热用燃料。

在燃料电池4的氧极4b，氢和空气中的氧反应生成水，这些水变成水蒸气后通过排氧化剂气体通路10与空气一起排出。含有这些水蒸气(水分)的空气，其中的水分在氧化剂气体通路10a中被冷凝，在氧化剂气体通路冷凝水箱10b中，冷凝水被分离。回收到上述氧化剂气体通路冷凝水箱10b和氢通路冷凝水箱8b中的水，通过改性水泵12a供给到改性器1，用作改性反应所必需的水。

燃料电池4产生的电功率，用输出功率控制装置17控制，供给到家庭等的电负载。另一方面，燃料电池4发电反应时产生的热量，通过冷却水泵13a在冷却水循环通路13内形成水循环，传递给热交换器14，在此处与热水储水循环通路15内的水进行热交换。这些经过热交换的热量，通过由热水储水泵15a进行水循环，最后到达热水储水箱16，在这里作为温水贮存。该温水被用于家用等热水供给、暖气等用途。这样，就能有效利用燃料电池4所产生的热量。另外，也可以将热交换器14设在热水储水箱16内。

下面，说明没有发电需求的情况。

此时，燃料电池系统转变成第1防冻运转模式，监测预定部位的温度(工序S5)。这样，当该温度超过预定温度时，燃料电池系统维持在停止状态(工序S6)，当该温度在预定温度以下时，进行气体流通(工序S7)。

具体为，当燃料电池4没有发电需求时，当温度检测装置18检测出的温度超过阈值(阈值是指有可能通过防冻运转避免冻结的温度)时，例如超过0℃时，燃料电池系统维持停止状态(工序S6)。另一方面，当温度检测装置18检测出的温度在阈值以下时，切换阀6被切换至燃料电池4一侧，由原料供给装置2供给的原料按照改性器1、氢供给通路5、燃料电池4、排氢通路8的氢通路冷凝器8a、氢通路冷凝水箱8b，及加热装置3的顺序流通，在加热装置3中燃烧(工序S7)。此时，由改性水供给装置12向改性器1供水，通过调整加热装置3的燃烧，在改性器1中将反应部的温度维持在反应所需温度以下。例如，反应需要大约400℃以上的温度，这时，温度就维持在大约300℃。因此，在改性器1中原料未被改性，被加热到该温度的原料由改性器1输出。并且，氧化剂气体供给装置9也处在停止状态，空气未供给到氧极4a。因此，燃料电池4不发电。

结果，在改性器1中通过加热装置3加热的原料，在燃料电池系统内按照氢供给通路5、燃料电池4、排氢通路8的氢通路冷凝器8a，氢通路冷凝水箱8b，及加热装置3的顺序流通，这样，就能防止各通路内的残留水的和氢通路冷凝水箱8b内的冻结。

并且，由于氢通路冷凝水箱8b通过连接部11在低于水面的位置上与氧化剂气体通路冷凝水箱10b相通，所以通过第1防冻运转模式，利用来自氢通路冷凝水箱8b内的水的热量，防止氧化剂气体通路冷凝水箱10b内的水的冻结。

并且，通过改性水泵12a将氧化剂气体通路冷凝水箱10b内的水供给到改性器1，这样，就可防止改性水供给装置12内的水的冻结。

并且，由于燃料电池4是采用第1防冻运转模式加热，通过使冷却水泵13a运转循环，防止冷却水循环通路13内的水发生冻结，同时，通过在热交换器14中将热量传递给热水储水循环通路15，可防止热水储水箱16内的水冻结。

这样，在第1防冻运转模式中，以燃料电池4不进行发电的最小能量(在本实施方式中为原料消耗量)可防止各通路内的水的冻结，并能控制系统的运转成本。

另外，在上述说明中，在第1防冻运转模式中，优选为停止氧化剂气体供给装置9完全不进行发电，但是也可进行少量的发电。这时，例如，在改性器1中，也可以将原料进行部分改性(改性为比发电运转模式情况下的氢浓度低的氢浓度)，其它方面与发电运转模式下的情况相同地使燃料电池系统运转。

(实施方式2)

图3是本发明实施方式2中的燃料电池系统的系统结构图。在图3中，对于与图1相同或相当的部分，赋予同一符号，并省略其说明。在本实施方式2中，温度检测装置20，安装在能够检测出外界气温的部位。其他方面则与实施方式1相同。

如实施方式1所述，为了防止各通路内的水冻结，尽管优选为检测水温最低部位的温度，但根据不同条件，水温最低的部位可能会有所不同，这时需要设置若干个温度检测装置20。这时，通过检测外界温度，用一个温度检测装置20就能确实地防冻，从而能降低成本。

(实施方式3)

图4是本发明实施方式3中的燃料电池系统的系统结构图。在图4中，对于与图1相同或相当的部分，赋予同一符号，并省略其说明。在本实施方式3中，在燃料电池系统内，与输出功率控制装置17通电连接的加热器21被设置在热水储水循环通路15内，该燃料电池系统具有第2防冻运转模式。其他方面则与实施方式1相同。

下面，就第2防冻运转模式的动作进行说明。当燃料电池4不需发电时，如果温度检测装置18检测出阈值以下(阈值是指有可能通过防冻运转避免冻结的温度)，例如，0℃以下的温度时，就第2防冻运转模式来说，原料由原料供给装置2供给到改性器1，同时，空气由氧化剂气体供给装置供给到燃料电池4，使改性器1中产生的改性气体和作为氧化剂的空气发生反应，用燃料电池4发电。并且，由该发电反应产生的热量，不仅对排水通路8、排氧化剂气体通路10等的各通路内进行加热，还通过冷却水循环通路13的热交换器14从热水储水循环通路15传递到热水储水箱16内，在此作为温水贮存。并且，燃料电池4产生的剩余电功率，通过输出功率装置17通电到加热器21来进行控制。

该第2防冻运转模式，尽管使燃料电池4进行发电，但是通过使产生的电功率不致白白浪费地作为热能贮存在热水储水箱16中，所以不需要用于将电功率暂时保存的蓄电池，因此能降低系统的运转成本。另外，将加热器21安装在热水储水箱16内也能得到同样的效果。

下面，就本实施方式3的防冻运转模式的变形例进行说明。在本变形例中，通过适当选择该第2防冻运转模式和第1防冻运转模式地使控制装置19控制燃料电池系统。如果形成这样的结构，就能更加有效地降低防冻运转的运转成本和原始成本。

图5表示本变形例的防冻运转模式内容的流程图。

参照图5，在本变形例中，根据燃料电池4的发电需求进行发电运转，且控制装置19如下进行控制。

首先，计算一天中预计所需的发电量(工序S11)。

然后，计算基于这一天的预计所需发电量进行发电运转时贮存在热水储水箱16内的预计产生温水热量Q1(工序S12)。

然后，计算一天内的预计使用温水热量Q2(工序S13)。

然后，将这一天的预计使用温水热量Q2和预计产生温水热量Q1进行比较(工序S14)。

然后，当预计使用温水热量Q2多于预计发生温水热量Q1时，当温度检测装置18检测出阈值以下的温度时，以第2防冻运转模式(工序S15，14)运转直到其差(Q2-Q1)的热量被贮存，然后，再以第1防冻运转模式(工序S16)运转。

通过本变形例，当贮存在热水储水箱16内的热量不足时，通过发电将进行防冻运转产生的能量全部转变成热量，其它时候，则以不发电时所需的最小限度的能量进行防冻运转。因此，能更加有效地降低与防冻运转有关的运转成本及原始成本。

发明的效果

本发明能够基于以上说明的方式进行实施，在这样的燃料电池系统中，具有能降低与防冻运转有关的运转成本或原始成本的效果。

Claims (13)

1.一种燃料电池系统，其特征是：具有：

将原料改性成含氢的改性气体的改性器；

将所述原料供给到所述改性器的原料供给装置；

加热所述改性器的加热装置；

使由所述改性器供给的所述改性气体与氧化剂气体发生反应进行发电的燃料电池；和

检测预定部位温度的温度检测装置；

作为第1防冻运转模式，在所述燃料电池系统的停止状态，当所述温度检测装置检测出阈值以下的温度时，在所述改性器中，使经所述加热装置加热的原料在所述供给的改性气体流经燃料电池内部的通路和包括所述燃料电池发电反应中残余的改性气体在内的排出气被排出的通路中流动。

2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：当有发电需求时，所述燃料电池发电，而当没有所述发电需求时，当所述温度检测装置检测出所述阈值以下的温度时，转变到所述第1防冻运转模式。

3.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：所述改性气体的流通路径，具有将由所述燃料电池排出的所述排出气作为燃料导入所述加热装置的排氢通路，经过所述加热的所述原料按照所述改性器、所述燃料电池、所述排氢通路以及所述加热装置的顺序流动。

4.如权利要求3所述的燃料电池系统，其特征是：所述排氢通路具有将所述排出气中水分冷凝的氢通路冷凝器和贮存所述冷凝形成的水的氢通路冷凝水箱，所述经过加热的原料，还在所述氢通路冷凝器和所述氢通路冷凝水箱流动。

5.如权利要求4所述的燃料电池系统，其特征是：它还具有作为由燃料电池排出的包括所述发电反应残余的氧化剂气体在内的排氧化剂气体的通路的排氧化剂气体通路、将所述排氧化剂气体中的水分冷凝的氧化剂气体通路冷凝器、以及用于贮存所述冷凝形成的水的氧化剂气体通路冷凝水箱，所述氧化剂气体通路冷凝水箱和所述氢通路冷凝水箱在低于各自水面的位置相连。

6.如权利要求5所述的燃料电池系统，其特征是：它还具有将至少贮存在所述氢通路冷凝水箱和所述氧化剂气体通路冷凝水箱中一方的水供给到所述改性器的改性水供给装置，在所述第1防冻运转模式中，将所述贮存的水由所述改性水供给装置供给到所述改性器。

7.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：它还具有用于使所述燃料电池冷却用水进行循环的冷却水循环通路，在所述第1防冻运转模式中，所述水在所述冷却水循环通路中循环。

8.如权利要求7所述的燃料电池系统，其特征是：

还具有贮存用于从冷却所述燃料电池用的水中回收热量的水的热水储水箱，

具有能使所述冷却水循环通路中循环的水与所述热水储水箱中的水或从该热水储水箱出来后再返回到该热水储水箱的循环通路中循环的水进行热交换的结构。

9.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：在所述第1防冻运转模式中，利用所述加热装置，通过将所述改性器加热到不发生改性反应的温度，将所述经过加热的原料由所述改性器送出。

10.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：所述温度检测装置，安装在所述改性气体的流通路径能够传热的部位处存在的水的温度最低的位置。

11.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：所述温度检测装置，安装在可以检测出外部气体温度的部位。

12.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是：

所述燃料电池发电时伴随着发热，还具有：将通过所述燃料电池的发热产生的热量作为温水贮存的热水储水箱；和，通过所述燃料电池的发电产生的电功率对所述热水储水箱中的水或包括所述热水储水箱在内的循环通路内的水进行加热的加热器；

在有发电需求时，所述燃料电池发电，并且，作为第2防冻运转模式，在没有所述发电需求时，当所述温度检测装置检测出阈值以下的温度时，所述燃料电池进行发电，

根据一天中预计所需发电量进行发电运转时，贮存在所述热水储水箱内的预计产生温水热量与一天内预计使用温水热量相比，到储存了所述预计使用温水热量和所述预计产生温水热量之差的热量为止，以所述第2防冻运转模式运转，此后以所述第1防冻运转模式运转。

13.一种燃料电池系统，其特征是：具有：

发电中伴随发热的燃料电池；

将由所述燃料电池的发热产生的热量作为温水贮存的热水储水箱；

由所述燃料电池发电产生的电功率对所述热水储水箱中的水或包括所述热水储水箱在内的循环通路内的水进行加热的加热器；

用于检测预定部位温度的温度检测装置；

当有发电需求时，所述燃料电池发电，并且，作为第2防冻运转模式，当没有所述发电需求时，所述温度检测装置检测出阈值以下的温度时，所述燃料电池进行发电。

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