CN1577932A - 燃料电池的发电及废热供暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃料电池发电及废热供暖系统具有：燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使燃料电池和内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置。控制装置判定燃料电池起动时检测出的热利用部分的残存热量，是否超过作为使燃料电池外温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量；根据该判定结果，决定通过热交换将热利用部分的残存热量传递给内部热输送媒体，使燃料电池升温的第一升温动作；和利用内部热输送媒体加热器，加热内部热输送媒体，使燃料电池升温的第二升温动作的分配；利用该第一升温动作或该第二升温动作，使燃料电池升温至运转温度。

Description

燃料电池的发电及废热供暖系统
技术领域
本发明涉及燃料电池的发电及废热供暖系统。
背景技术
现有的燃料电池发电及废热供暖系统如下所示(参照专利文献1)。
图16是表示现有的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图。
在图16中，该燃料发电及废热供暖系统具有：利用燃料气体和氧化剂气体进行发电的燃料电池1；将原料燃料变成改质水蒸气和一氧化碳，产生燃料气体的燃料处理装置2；对供给至燃料电池1的燃料气体进行加湿的燃料侧加湿器5；将氧化剂的空气供给至燃料电池1的空气供给装置6；和对供给空气进行加湿的氧化侧加湿器7。
另外，该燃料电池发电及废热供暖系统还具有将不冻液等送至燃料电池1，进行燃料电池1的温度调整的冷却管路8；使冷却水循环的泵9；和使燃料电池1产生的热与外部热输送媒体(自来水等)进行热交换的热交换器12。这样，将热交换后的外部热输送媒体进行的燃料电池的废热，贮藏在回收的贮热水箱等热利用装置16中，而且利用废热输送控制装置17将燃料电池起动时，向着与废热回收时相反的方向输送外部热输送媒体，将热利用装置16所回收的废热，通过热交换装置12，废热输送至燃料电池1。
专利文献1：特开2002～042841号公报(第3～6页，第一图)。
然而，如上述现有的燃料电池发电及废热供暖系统那样，作为用于起动时给燃料电池1加温的热，使用贮存在热利用装置中的热水的方法，在缩短起动时间及能量利用效率这点上最为适合。
但是，由于利用者通常是与热利用装置的残余热水量没有关系地利用供给的热水，这样，在热利用装置中的残余热水量少的情况下，通过供给热水的利用，在热利用装置中没有残余热水，出现所谓热水中断。特别在热利用装置中热水中断的情况下，为了确保供给热水在内部没有安装后备的供给热水装置等的热利用装置中，当热水中断时，不能利用供给的热水，非常不方便。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是要提供一种可防止热水中断，并可提高便利性的燃料电池发电及废热供暖系统。
解决问题所用的方法
为了解决上述问题，本发明的燃料发电及废热供暖系统，它具有：燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使上述燃料电池和上述内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热上述内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过上述热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使上述冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测上述热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置，上述控制装置判定上述燃料电池起动时，上述检测出的上述热利用部分的残存热量，是否为作为使上述燃料电池升温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量以上，根据该判定结果，决定通过热交换将上述热利用部分的残存热量传递给上述内部热输送媒体，使上述燃料电池升温的第一升温动作，和利用上述内部热输送媒体加热器，加热上述内部热输送媒体，使上述燃料电池升温的第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或该第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述控制装置，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述燃料电池发电及废热供暖系统具有检测贮存在上述热利用部分中的外部热输送媒体的温度的装置；上述控制装置，在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，判定上述检测出的外部热输送媒体的温度是否在上述运转温度以上，根据该判别定结果，决定上述第一升温动作和上述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述控制装置，在上述外部热输送媒体的温度在上述运转温度以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述外部热输送媒体的温度不足上述运转温度的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述的燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测上述燃料电池的外部气温的装置；上述控制装置，在上述外部热输送媒体的温度在上述运转温度的以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述外部热输送媒体的温度不足上述运转温度的情况下，判定上述外部热输送媒体的温度是否在上述检测出的外部的气温以上，根据该判定结果，决定上述第一升温动作和上述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述控制装置，在上述外部热输送媒体的温度在上述检测出的外部气温以上的情况下，将上述第一升温动作和上述第二升温动作组合，使上述燃料电池升温达到上述运转温度，而在上述外部热输送媒体的温度不足上述检测出的外部气温的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述阈值热量由上述燃料电池升温热量和规定的热量构成，上述控制装置，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
上述规定的热量是在从上述燃料电池起动时的该起动时刻经过规定时间的起动时间带中，假定为利用者利用的起动时间带的利用热量。
上述的燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测贮存在上述热利用部分中的外部热输送媒体所利用的利用热量的装置；取得时刻的装置；和具有与上述取得的时刻一起，存储上述检测出的利用热量的存储装置，上述控制装置根据与上述时刻一起存储的上述利用热量，算出上述起动时间带的利用热量。
上述控制装置取得经过规定期间的平均值，算出上述起动时间带的利用热量。
上述规定的热量由固定量和修正量组成，上述控制装置根据上述算出的起动时间带的利用热量，改变上述修正量。
上述燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测上述燃料电池的外部气温的装置，上述控制装置根据上述检测出的外部气温，改变上述规定的热量。
上述燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测上述利用的外部热输送媒体的温度的装置，上述控制装置根据上述检测出的被利用的外部热输送媒体的温度在规定值以下的频度，改变上述规定的热量。
上述外部热输送媒体为水，并且上述热利用部分为贮热水槽。
上述贮热水槽为层叠沸腾类型的结构。
上述控制装置，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，只利用上述第一升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，只利用上述第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。
附图说明
图1为表示本发明的实施例1的燃料电池发电及废热供暖系统的结构的方框图；
图2为表示图1的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；
图3为表示实施例1的变形例1的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；
图4为表示实施例1的变形例2的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；
图5为表示一天中残存热量随时间变化的图形；
图6为表示一天中利用者利用的热量随时间变化的图形；
图7为表示实施例1的变形例3的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；
图8为表示本发明的实施例2的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图；
图9为表示图8的燃料电池发电及废热供暖系统升温装置选择动作的流程图；
图10为表示相对于外界气温变化，起动时间带中利用热量的变化的图形；
图11为表示实施例2的变形例1的燃料电池发电及废热供暖系统升温装置选择动作的流程图；
图12为表示各个月的平均起动时间带中利用热量随时间变化的图形；
图13为表示本发明的实施例3的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图；
图14为表示图13的燃料电池发电及废热供暖系统升温选择动作的流程图；
图15为表示本发明的实施例4的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图；
图16为表示现有的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图。
符号说明：1燃料电池；2燃料处理装置；3改质器；4变换器；5燃料测加温器；6空气供给装置；7氧化气体测加温器；8冷却水管路；9冷却水泵；12热交换器；13流量调整阀；14流量调整阀；15a，15b管路；16热利用部分(贮热水池)；17循环方向切换装置(废热输送控制装置)；18第一热交换温度传感器；19第二热交换温度传感器；20贮水泵；21第一流路切换阀；22第二流路切换阀；23输出侧分支接头；24吸入侧分支接头；31，32，33管路；100冷却水加热器；101A～101C第一～第三水槽温度传感器；102流量计(利用热量检测装置)；103计时部分；104存储部分；105计算部分；106外界气温传感器；107供给热水温度传感器；201控制装置；202通风管温度传感器。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的优选实施例。
(实施例1)
图1为表示本发明的实施例1的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图。
在图1中，燃料电池发电及废热供暖系统的结构大致分为硬件结构和控制系统结构。
首先，说明硬件结构。该燃料电池发电及废热供暖系统具有：利用燃料气体和氧化剂气体进行发电的燃料电池1；由原料和水生成燃料气体，将该燃料气体供给燃料电池1的燃料处理装置2，在中途给供给至燃料电池1的燃料气体加湿的燃料侧加湿器5；将作为氧化剂的空气供给至燃料电池1的空气供给装置6；和在中途给供给至该燃料电池1的空气加湿的氧化剂侧加湿器7。燃料处理装置2具有将原料进行水蒸气改质，生成燃料气体的改质器3；和转换该生成的燃料气体的变换器4。
另外，该燃料电池发电及废热供暖系统还具有冷却燃料电池1的冷却系统，和利用由该冷却系统回收的废热的废热利用系统。
该冷却系统具有两端与燃料电池1的冷却水流路1a的入口和出口连接、作为内部热输送媒体的冷却水(这里为不冻液)流通的冷却水管路8；安装在冷却水管路8中途、使冷却水循环的冷却水泵9；和设在冷却水管路8的中途，使冷却水保持的热与外部热输送媒体(这里为贮藏的热水(自来水))交换的热交换器12。热交换器12的二个热交换用流路中的一个，与冷却水管路8连接。
另外，设置管路31，使位于管路8的热交换器12的两侧的部分连接；并在该管路31的中途，安装加热冷却水的冷却水加热器100和流量调整阀13。另外，在该管路8和管路31的连接部分与热交换器12之间的部分上，设置管路8的流量调整阀14。冷却水加热器100可用电阻加热方式的加热器构成，也可由与电力系统连接的电源(图中没有示出)供给的电流进行发热构成。
上述废热利用系统具有作为热利用部分的贮热水槽16；一对管路15a，15b；循环方向切换装置17。作为贮热水槽16的利用方式，可采用层叠沸腾方式。具体地是，将贮热水槽16作成筒状，其中心轴在垂直方向延伸。贮热水槽16的上端和热交换器12的一对热交换用流路的另一端之间，用管路15a连接。另外，贮热水槽16的下端和热交换器12的一对热交换用流路的另一侧的另一端之间，用管路15b连接。还在管路15b的中途，安装循环方向切换装置17。
循环方向切换装置17具有：作为外部热输送媒体循环装置的贮水泵20；分别与贮水泵20的输出口和吸入口连接的输出侧分支接头23和吸入侧分支接头24；与管路15b的热交换器12侧的部分，输出侧分支接头23和吸入侧公支接头24连接的第一流路切换阀21；和与管路15b的贮热水槽16的部分，吸入侧分支接头24和输出侧分支接头23连接的第二流路切换阀22。利用这个结构，循环方向切换装置17通过切换第一流路切换阀21，使管路15b的热交换器侧的部分与吸入侧分支接头24连接；通过切换第二流路切换阀22，使管路15b的贮热水槽16的部分与输出侧的分支接头24连接，可以从贮热水槽16的上端取出贮存水，沿着送往贮热水槽16的下端的方向(箭头B的方向)循环。另外，可通过切换第一流路切换阀21，使管路15b的热交换器侧的部分与输出侧分支接头23连接，通过切换第二流路切换阀22，使管路15b的贮热水槽16侧的部分，与吸入侧分支接头24连接，可从贮热水槽16的下端取出贮存水，沿送入贮热水槽16的上端的方向(箭头A方向)循环。
另外，废热利用系统具有：用于供给自来水，与贮热水槽16的下端连接的管路32；和与贮热水槽16的上端连接的，用于将贮存水供给至利用者的管路33。这样，从管路32送入贮热水槽16中的自来水，由燃料电池1排出的热变成温水，可将该温水从管路33取出，供给至利用者。
其次，说明控制系统的结构。燃料电池发电及废热供暖系统具有：控制装置201；作为残存热量检测装置的第一～第三水槽温度传感器101A～101C；作为利用热量检测装置的流量计102；检测燃料电池1的通风管的温度的通风管温度传感器202；第一热交换温度传感器18和第二热交换温度传感器19。控制装置201由计算装置构成，它具有计算部分105，存储部分104和计时部分103。作为该计算装置使用微机，计算部分105由CPU，存储部分104由ROM，RAM等半导体存储器分别构成。
第一～第三温度传感器101A～101C由热敏电阻或热电偶构成，可以检测贮热水槽16的垂直方向的温度分布。第一～第三温度传感器101A～101C分别位于贮热水槽16的上部16a，中部16b和下部16c的各个表面的中心。
第一～第三温度传感器101A～101C的输出(温度检测信号)分别输入至控制装置201的计算部分105中。
通风管温度传感器202由热敏电阻或热电偶构成，配置在燃料电池1的通风管上。通风管温度传感器202的输出(温度检测信号)输入至控制装置201的计算部分105中。
流量计102配置在将贮存水供给至利用者的管路33上，其输出(流量检测信号)输入至控制装置201的计算部分105中。
第一和第二热交换温度传感器18，19分别由热敏电阻构成。第一热交换温度传感器18配置在管路15a与热交换器12的连接部分附近；而第二热交换温度传感器19则配置在管路15b与热交换器12的连接部分附近。第一和第二热交换温度传感器18，19的输出(温度检测信号)，输入至控制装置201的计算部分105中。
另一方面，该计算部分105控制冷却水加热器100的接通断开和循环方向切换装置17的动作。
另外，图中没有示出，燃料电池发电及废热供暖系统的所需要的传感器的输出，输入至该计算部分105中；同时，燃料电池发电及废热供暖系统的所要的结构元件，由该计算部分105控制。这样，计算部分105根据各个输入进行计算和处理，并根据这个将控制信号输出给各个结构元件，这样来控制包含后述的升温装置选择控制的燃料电池发电及废热供暖系统的动作。
其次，说明以上这样构成的燃料电池发电及废热供暖系统的动作。如上所述，该动作由控制装置201的控制进行。控制装置201本身常时(正确地说，是设置燃料电池发电及废热供暖系统以后的常时)动作。
首先，说明一般的动作。作为燃料电池发电及废热供暖系统的动作模式，有起动模式，运转模式和停止模式。在起动模式中，通过规定动作使燃料电池发电及废热供暖系统圆滑而安全地上升，在运转模式中，进行发电，而在停止模式中，由规定的动作使燃料电池发电及废热供暖系统圆滑而安全地停止。
具体地是，在图1中，在运转模式下，将原料气体和水供给至改质器3，生成由富含氢的改质气体构成的燃料气体。该燃料气体供给至变换器4，利用转移反应，提高氢气的浓度，其次供给至燃料侧加湿器5，利用它加湿，接着供给至电池1的燃料极(图中没有示出)。
另一方面，由空气供给装置6将作为氧化气体的空气供给至氧化侧加湿器7，进行加湿，其次，供给至燃料电池1的空气极(图中没有示出)。该氧化气体利用它与燃料极的燃料反应，产生电和热。
在反应中未使用的燃料和氧化气体，排出至燃料电池1的外部。产生的电，由图中没有示出的输出部分供给负荷等。
另一方面，在冷却系统和废热利用系统中，在运转模式下，流量调整阀13全闭，同时，流量调整阀14全开，冷却水泵9使冷却水通过燃料电池1的内部流路1a，管路8和热交换器12循环。这样，燃料电池1产生的热(废热)由冷却水回收，同时，使燃料电池1冷却。回收的热在热交换器12中传到贮存水中。
另外，在循环方向切换装置17中，切换第一流路切换阀21，使管路15b的热交换器侧的部分与输出侧分支接头23连接；同时，切换第二流路切换阀22，使管路15b的贮热水槽16侧的部分与吸入侧分支接头24连接，贮存的水，通过贮水泵20，沿着箭头A的方向(即从贮热水槽16的下端取出，送入贮热水槽16的上端的方向)循环。这样，在热交换器12中，热从冷却水传递给贮存的水(回收)，同时，冷却水被贮存的水冷却。这样，传递了热的贮存水，利用本身升温，层叠贮存在水槽16中，使温度从下向上升高。这样贮存的贮存水，通过管路33和龙头等供水末端，被利用者适时地利用(消费)。再从管路32向贮热水槽16供给普通的水，以补充消费的贮存水。
下面，利用图1和图2，说明具有本发明的特征的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作。图2为表示图1的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图。
参见图1和图2可看出，在升温装置选择动作中，控制装置201的计算部分105计算贮热水槽16的残存热量Q(步骤S1)。具体地如下进行。
在图1和图2中，贮热水槽16的上部16a，中部16b和下部16c的温度分别从第一～～第三水槽温度传感器101A～101C输入至计算部分105中。计算部分105如下这样算出贮热水槽16的残存热量Q。首先。将贮热水槽16的上部16a的体积和从第一水槽温度传感器101A输入的贮热水槽16的上部16a的温度的积，乘以规定系数，从而算出贮热水槽16的上部16a的残存热量。再将贮热水槽16的中部16b的体积和从第二水槽温度传感器101B输入的贮热水槽16的中部16b的温度的积，乘以规定系数，这样算出贮热水槽16的中部的残存热量。再将贮热水槽16的下部16c的体积和从第三水槽温度传感器101C输入的贮热水槽16的下部16c的温度的积，乘以规定系数，这样算出贮热水槽16的下部16c的残存热量。将贮热水槽16的各个部分的残存热量合计起来，得到贮热水槽16的残存热量Q。贮热水槽16的各个部分16a～16c的体积用实验测定。
其次，计算部分105计算将燃料电池1升温至运转温度所必要的热量(以下称为燃料电池升温热量)QF(步骤S2)。具体地是，通风管的温度检测信号从通风管温度传感器202输入至计算部分105中，计算部分105变换该温度检测信号，得到通风管的温度。另一方面，将燃料电池1的运转温度和通风管的热容量存储在控制装置201的存储部分104中，计算部分105从存储部分104中读出它们，将燃料电池1的运转温度和输入的通风管温度之差，乘以通风管的热容量，这样算出燃料电池的升温热量QF。在简化计算的情况下，可不考虑通风管的温度，将燃料电池升温热量QF作为固定值，存储在存储部分104中，适当读出它们也可以。
其次，计算部分105判定燃料电池1是否处于起动时(步骤S3)。如上所述，控制装置105常时动作(接通)，要停止起动，则要除去燃料电池发电及废热供暖系统的控制装置201部分。因此，所谓“燃料电池1的起动时”是指从控制装置201，将用于开始起动模式的控制信号输出至燃料电池1的时刻。但是，步骤S3的判定对象的“时刻”，不必限定在“起动时刻”，根据设计，可以选择起动模式中的适当时刻。
在不是起动时刻的情况下回到步骤S1。另一方面，在为起动时刻的情况下，判定贮热水槽16的残存热量Q是否在燃料电池的升温热量QF以上(阈值热量，以下称为升温装置选择阈值QLT)(步骤S4)。
另外，在贮热水槽16的残存热量Q在燃料电池升温QF以上的情况下，由该残存热量Q使燃料电池1升温(步骤S5)，而当贮热水槽16的残存表面热量Q不足燃料电池的升温QF时，由冷却水加热器100使燃料电池1升温(步骤S6)。
以下，具体地说明这些升温动作。首先，在利用贮热水槽16的残存热量Q使燃料电池1升温的情况下，全部打开冷却系统的流量调整阀14，全部关闭流量调整阀13，而且冷却水泵9动作。另外，在循环方向切换装置17中，切换第一流路切换阀21，使管路15b的热交换器侧的部分与吸入侧分支接头24连接；同时切换第二流路切换阀22，使管路15b的贮热水槽16侧的部分与输出侧分支接头23连接；而且贮水泵20工作。这样，贮存水由贮水泵20沿着箭头B的方向(即从贮热水槽16的上端取出，送至贮热水槽16的下端的方向)循环，在热交换器中，贮存在贮热水槽16中的热，从贮存水传给冷却水。传递有热的冷却水，在燃料电池1的内部流路1a中流动，利用该热使燃料电池1升温。
另一方面，当利用冷却水加热器100使燃料电池1升温时，冷却系统的流量调整阀14全闭，流量调整阀13全开，而且冷却水泵9工作。另一方面，在循环方向切换装置17中，贮水泵20停止。这样，由冷却水加热器100加热的冷却水，在燃料电池1的内部流路1a中流动，燃料电池1升温。
如上所述，在本实施例中，由于只有在贮热水槽16的残存热量Q在燃料电池1升温所必要的热量QF以上的情况下，才不用冷却水加热器100，而用贮热水槽16的残存热量Q使燃料电池1升温，因此可以防止因燃料电池1升温引起的热水中断。
[变形例1]
其次，说明本实施例的变形例1。
图3为表示本变形例的燃料电池发电及废热供暖系统升温装置选择动作的流程图。
在本变形例中，由控制装置201的控制进行的升温装置选择动作与图2的升温装置选择动作不同，其他与图1和图2的结构相同。具体地是，如图1和图3所示，在控制装置201的计算部分105在步骤S2中计算燃料电池升温热量QF后，取得贮存水温度TW和燃料电池运转温度TO。即：计算部分105使用规定的变换式，将从第一水槽温度传感器101A输入的贮热水槽16的上部的温度检测信号变换成温度，利用该温度作为贮存水的温度TW。另外，在控制装置201的存储部分104中预先存储燃料电池1的运转温度TO，计算部分105从存储部分104读出该燃料电池的运转温度TO，而取得该温度。
另外，在计算部分105判定在步骤S4中，残存热量Q在燃料电池升温热量QF以上时，然后判定贮存水温度TW是否在燃料电池运转温度TO以上(步骤S12)。当贮存水温度TW在燃料电池运转温度TO以上时，利用残存热量Q使燃料电池1升温；当贮存水的温度TW小于燃料电池的运转温度TO时，利用冷却水100使燃料电池1升温。其他与图2的外温装置选择动作相同。
这样，可以可靠地将燃料电池1升温至规定的运转温度TO。
[变形例2]
下面说明本实施例的变形例2。
图4为表示本变形例的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图，图5为表示残存热量一天中随时间变化的图形，图6为利用者利用的热量一天中随时间变化的一个例子的图形。
在本变形例中，控制装置201的控制进行的升温装置的选择动作与图2的升温装置选择动作不同，其他与图1和图2的结构相同。具体地说，如图1和图4所示，控制装置201的计算部分105，利用已述的方法，在步骤S1中算出残存热量Q，再将算出的残存热量Q，与从计时部分103输入的时刻一起，存储在存储部分104中。该残存热量Q，作为一天的残存热量，以一天为单位存储。该数据从现在起保存规定的日数，经过规定日数时，顺次消去(改写)。
其次，计算部分105在步骤S2中计算燃料电池升温热量QF，然后，在步骤S13中，计算利用热量E。即：通过管路33利用的贮存水(以下称为供给热水)的流量，逐次从流量计102输入至控制装置201的计算部分105中。另外，将从第一水槽温度传感器101A来的贮热水槽16上部16a的温度逐次输入至计算部分105中。计算部分105将从流量计102输入的供给热水的流量和从第一水槽温度传感器101A输入的贮热水槽16的上部16a的温度的积，乘以规定系数，算出利用者利用的热量E。将这个利用热量E，与从计时部分103输入的时刻一起，存储在存储部分104中。该利用热量E作为一天中利用者利用的热量，以一天为单位存储。该数据从现在起保存规定的日数，经过规定的日数时，顺次消去(改写)。
其次，计算部分105判定燃料电池发电及废热供暖系统起动否(步骤S3)，重复步骤S1，2，13，3，至起动为止。当起动时，判定贮热水槽16的残存热量Q是否在燃料电池升温热量QF，和利用热量E中的起动时间带内的利用热量ESA的合计值以上(步骤S4)。
当残存热量Q在燃料电池升温热量QF和起动时间带内的利用热量ESA的合计值以上时，利用残存热量Q使燃料电池1升温(步骤S5)；而当残存热量Q不足燃料电池升温热量QF与起动时间带内利用热量ESA的合计值时，利用冷却水加热器100使燃料电池1升温(步骤S5)。
其次，详细说明步骤S4的升温选择判定。通过重复步骤S1，2，13，4～6的动作S，计算部分105将一天内利用热量随时间的变化和一日内残存热量随时间的变化存储在存储部分104中。
该利用热量E(这里，实质上意味着供给热水利用量)，如图6实线所示，在1日内随时间变化。在图6中，在午前6点和白天12点，从傍晚至夜晚的18点～24点的时间带中有热利用，特别是在18点～24点的时间带中利用热量ES1多。在这种情况下，如图5中实线所示，贮热水槽16的残存热量Q随时间变化，一天结束时(24点)最终成为Q1的热量。
在本变形例中，设定为使燃料电池发电及废热供暖系统自动地起动和停止。早晨6点(时刻t1)起动，夜里24点停止。另外，在本变形例中，成为升温装置选择的判定基准的利用热量E，由考虑利用者的生活方式来决定。具体地是，以在起动时间带(期间tA(时间t1～t2))的利用热量ES2作为判定基准的热量(以下称为起动时间带的利用热量ESA)。在本说明书中，所谓“起动时间带”是指从“燃料电池发电及废热供暖系统起动，至与其同时或以后开始的热利用至超过规定时间停止的时间带”。作为该规定时间，在本变形例中，使用60分钟。但是，在热利用的频度因利用者利用热的形式或利用者的多少而不同，因此，“起动时间带”不是仅限于该规定时间(60分)。例如，在热利用频度多或利用者人数多的情况下，必需延长规定时间；相反，在热利用频度少或利用者人数少的情况下，必需缩短规定时间。这样，可规定与使用情况一致的“起动时间带”。
因此，在某日的残存热量Q和利用热量E随时间的变化，如图5和图6中的实线所示的情况下，计算部分105在步骤S4中判定，在次日起动时(时刻T1)，作为残存热量的Q的Q1是否是作为起动时间带利用热量ESA的利用热量ES2和燃料电池升温热量QF的合计值以上。这里假设该残存热量Q1比利用热量ES2和燃料电池升温热量QF的合计值小。在这种情况下，计算部分105判定残存热量Q不足燃料电池升温热量QF和起动时间带的利用热量ESA的合计值，利用冷却水加热器100使燃料电池1升温(步骤S6)。这样，当燃料电池1起动时，在根据生活方式估计有利用热量(ES2)的情况下，可防止热水中断。另外，在图5中，时间tA中的残存热量Q的减少量QL1相当于利用热量ES2和燃料电池升温热量QF的合计值。
另一方面，在如图6中的点划线所示那样，上述某日的18点～24点的时间带中的利用热量ES3较少的情况下，则如图5点划线所示，贮热水槽16的残存热量Q最终成为Q2。这里假设该残存热量Q2比利用热量ES3和燃料电池升温热量QF的合计值大。在这种情况下，次日早上起动时，计算部分105在步骤4中，判定残存热量Q在燃料电池升温热量QF和起动时间带的利用热量ESA的合计值以上，因此，利用残存热量Q起动燃料电池1。这样，燃料电池的发电及废热供暖系统可确保期间tA的利用热量ES2，并使燃料电池1升温。结果，在期间tA，会产生与基于供给热水的利用热量ES2和燃料电池升温热量QF的合计值相当的残存热量Q的减少QL2，在供给热水结束时，在t2不会有热水中断。
这样，利用本变形例，根据运转时在贮热水槽16中贮存的残存热量Q，当燃料电池1起动时，不会产生利用者的供给热水利用的不足，并可以有效地利用回收的废热。
在上述说明中，使用前日的起动时间带tA的利用热量ES2作为起动时间带的利用热量ESA，当结构简单时，也可以将起动时间带的利用热量ESA作为固定值。
[变形例3]
下面说明本实施例的变形例3。在变形例2中，考虑利用者的生活方式，设定判定升温装置选择的阈值QLT，具体地是使用前日的起动时间带tA中的利用热量ES2作为起动时间带的利用热量ESA。但是，由于单个的利用热量ES2因日子不同而变动，特别是在当日与前日之间变动大的情况下，会有不能适当地防止热水中断的情况。本变形例可解决这个问题。
图7为表示本变形例的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图。
本变形例与变形例2有以下几点不同。即：如图7所示，在步骤S3中，当判定为非起动时，计算部分105算出起动时间带的利用热量ESA(这里是作为起动时间带的期间tA的利用热量ES2)的每个规定期间的平均值ESAA，将该算出的起动时间带的利用热量ESA的平均值(以下称为平均起动时间带的利用热量)ESAA存储在存储部分104中。作为上述规定期间，可以使用1星期，1个月或季节等。在每个比上述规定期间长的期间中，更新该平均起动时间带的利用热量ESAA。
另外，在步骤S4中，判定残存热量Q是否在燃料电池升温热量QF和平均起动时间带的利用热量ESAA的合计值以上。其他与变形例2相同。
采用这样的本变形例，由于在升温装置选择阈值OLT中，使用平均值ESAA作为所考虑的起动时间带的利用热量ESA，因此，升温装置选择阈值QLT的变化小，在当日和前日之间的变动大的情况下，可以减少热水的中断。
(实施例2)
在实施例1的变形例2和3中，考虑利用者的生活方式，来设定升温装置选择阈值QLT，但利用者的生活方式，受季节变化的影响而变动。例如，一般早晨供给热水和暖房等利用的热量，在外界气温越低时，越增加。本发明的实施例2表示通过估计季节变化引起的起动时间带的利用热量的变化，来设定升温装置选择阈值QLT的例子。
图8为表示本发明的实施例2的燃料电池发电及废热供暖系统的结构的方框图。在图8中，与图1相同或相当的部分用相同的符号表示，省略其说明。
本实施例中，将检测外界气温的外界气温传感器106配置在适当地方，将该外界气温传感器106的温度检测信号输入至控制装置201的计算部分105中。计算部分105考虑该检测的外界气温，选择升温装置。作为外界气温传感器106，使用热敏电阻等温度传感器。此外的各点与实施例1(图1和图2的结构)相同。
其次，说明以上这样构成的燃料电池发电及废热供暖系统的动作。图9为表示图8的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图。在图9中，与图4相同或相当的步骤用相同的符号表示，省略其说明。
在图8和图9中，本实施例中，计算部分105在步骤S2中计算燃料电池升温热量QF后，在步骤S15中，计算外界气温的修正量QH。另外，在步骤S4中，判定残存热量Q是否在燃料电池升温热量QF和基准起动时间带的利用热量QA和该修正量QH的合计值以上。其他与实施例1的图1和图2的结构相同。
以下，详细说明与实施例1的不同点。
图10为表示相对于外界气温TA变化的起动时间带的利用热量ESA的变化(以下称为外界气温～起动时间带利用热量特性)的图形。
一般，起动时间带tA的利用热量，随着外界气温降低而增大。在本实施例中，预先将外界气温～起动时间带的利用热量特性存储在控制装置201的存储部分104中。该外界气温～起动时间带利用热量特性用实验和模拟等方法求出。图10为表示该外界气温～起动时间带热量特性的一个例子。利用该外界气温～起动时间带热量特性，将设定升温装置选择阈值QLT用的基准起动时间带的利用热量QA存储在存储部分104中。该基准的起动时间带利用热量QA可以设定为任意值，这里，在该外界气温～起动时间带利用热量特性中，设定为与标准的外界气温对应的起动时间带的利用热量。
在步骤S15中，计算部分105将从外界气温传感器106输入的外界气温检测信号变换为温度，取得外界气温TA，又从存储部分104读出外界气温～起动时间带利用热量特性和基准的起动时间带利用热量QA。另外，取得与外界气温～起动时间带利用热量特性上的外界气温TA(图10中为TA1)对应的起动时间带利用热量ESA(图10中为ESA1)与基准的起动时间带利用热量QA之差ΔESA作为修正量QH。
在步骤S4中，当残存热量Q在燃料电池升温热量QF和基准起动时间带利用热量QA及该修正量QH的合计值以上时，即：
Q≥QF+QA+QH＝QLT
时，利用残存热量Q使燃料电池升温(步骤S5)。
另一方面，当残存热量Q不足燃料电池升温热量QF、基准的起动时间带利用热量QA和该修正量QH的合计时，即：
Q＜QF+QA+QH＝QLT
时，利用冷却水加热器100使燃料电池升温(步骤S6)。
如上所述，根据本实施例，即使季节变化使起动时间带tA的利用热量变化，由于自动地跟踪修正升温装置选择阈值QLT，因此燃料电池起动时不会造成热水中断，可以提供很方便而节能量的发电及废热供暖系统。
如上述说明中，利用实验等方法求出外界气温～起动时间带利用热量特性，起动时间带利用热量ESA与实施例1同样求出，将该起动时间带利用热量ESA和用外界气温传感器106检测的外界气温TA存储积蓄在存储部分104中。计算部分105用回归分析等方法，统计处理该积蓄的起动时间带利用热量ESA和外界气温TA，得到外界气温～起动时间带利用热量特性。
[变形例1]
其次，说明本实施例的变形例1。
在本变形例中，在图8中省略检测外界气温的外界气温传感器106。计算部分105计算按月的平均起动时间带利用热量。根据该按月的平均起动时间带利用热量，选择升温装置，结果可以考虑外界气温来选择升温装置。此外各点与图8和图9的结构相同。
以下详细说明与图8和图9结构的不同点。
图11为表示本变形例的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作流程图。图12为表示本变形例的燃料电池发电及废热供暖系统的按月平均起动时间带的利用热量随时间变化的图形。
在图8和图11中，在本变形例中，计算部分105在步骤S2中计算燃料电池升温热量QF后，在步骤S13中，与实施例1的变形例2同样，计算利用热量E。
然后，在步骤S15中，计算外界气温的修正量QH。在步骤S3中判定为非起动的情况下，以后在步骤S14′中，作成按月的起动时间带利用热量变化曲线。其他与图9的升温装置选择动作相同。
具体地是，在步骤S14′中，计算部分105在步骤S13中计算的利用热量E中，在按每月合计计算起动时间带利用热量ESA后，将其值用月的天数除，算出每月的平均起动时间带利用热量(以下称为按月的平均起动时间带利用热量)ESAA，将它与该月一起(有关联)存储在存储部分104中。例如，保存从现在起至过去的1年时间的该数据，经过一年，就顺序消去(写上新的数据)。另外，如图12所示，计算部分105在时间轴～按月平均起动时间带利用热量ESAA轴平面上，用直线连接过去1年中的各月平均时间带利用热量ESAA的图(图之间用直线插补)，作成一年间的按月平均起动时间带的利用热量ESAA随时间变化的曲线(以下称为按月起动时间带的利用热量变化曲线)，将它存储在存储部分104中。
另一方面，利用该按月的起动时间带利用热量变化曲线，将设定升温装置选择阈值QLT用的基准起动时间带的利用热量QA存储在存储部分104中。该基准起动时间带利用热量QA可以设定为任意的值，在该按月的起动时间带利用热量变化曲线中，设定标准的按月起动时间带的利用热量。
另外，在步骤S15中，计算部分105从计时部分103取得现在时刻，再从存储部分104读出按月的起动时间带利用热量变化曲线和基准起动时间带利用热量QA。取得与按月起动时间带利用热量变化曲线上的现在时刻t(图12中的t3)对应的按月平均起动时间带的利用热量ESAA(图12中的ESAA1)和基准起动时间带利用热量QA之差ΔESAA作为修正量QH。
在步骤S4中，当残存热量Q在燃料电池升温热量QF和基准起动时间带利用热量QA及该修正量QH的合计值以上时，即：
Q≥QF+QA+QH＝QLT
时，利用残存热量Q使燃料电池升温(步骤S5)。
另一方面，当残存热量Q不足燃料电池升温热量QF、基准起动时间带利用热量QA和该修正量QH的合计值时，即
Q＜QF+QA+QH＝QLT
时，利用冷却水加热器100使燃料电池升温(步骤S6)。
这样，利用本变形例，即使由于季节变化使起动时间带的利用热量变化，由于可以自动地跟踪修正升温装置选择阈值QLT，因此燃料电池起动时，不会使热水中断，可以提供很方便而且节省能量的发电及废热供暖系统。而且可以省略外界气温传感器106。
在上述说明中，利用实时计算求出按月的起动时间带利用热量随时间变化的曲线，但在结构简单的情况下，可以预先用实验等方法求出该变化曲线，存储在存储部分104中。
如上所述，可以根据外界气温～起动时间带利用热量特性和按月起动时间带利用热量随时间变化的曲线中的任何一个，求出修正量QH，也可以根据两者求出。在这种情况下，可以根据外界气温～起动时间带利用热量特性和按月的起动时间带利用热量随时间变化的曲线，分别求出修正量QH′，QH″，通过按规定比率加权计算该修正量QH′，QH″，可求出修正量QH。
(实施例3)
图13为表示本发明的实施例3的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图。在图13中，与图8相同或相当的部分用相同的符号表示，省略其说明。
如图13所示，在本实施例中，检测供给热水温度的供给热水温度传感器107配置在供给利用贮热水槽16中的贮存水的管路33上。该供给热水温度传感器107的输出，输入至控制装置201的计算部分105中。计算部分105考虑该检测的供给热水的温度，选择升温装置。其他与实施例2相同。
其次，说明以上结构的燃料电池发电及废热供暖系统的动作。
图14为表示图13的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图。
在图14中，与图9相同或相当的步骤用相同的符号表示，省略其说明。
如图14所示，在本实施例中，计算部分105在步骤S15中，计算外界气温的修正量QH后，在步骤S16中，计算考虑热水中断的修正系数Kh。具体地是，将温度检测信号从供给热水传感器107输入至计算部分105中，计算部分105变换该温度检测信号，取得供给热水温度。另一方面，将供给热水的温度的规定阈值预先存储在存储部分104中。该阈值设定为自来水的通常温度。计算部分105从存储部分104读出该阈值，与上述取得的供给热水温度比较。当供给热水温度在阈值以下时，则判定发生热水中断。当发生热水中断时，供给热水的温度降低至自来水的温度。
另外，在步骤S16中，根据计算的修正量QH算出累计的修正系数Kh。该修正系数Kh为1.0以上的值，根据每隔一定时间(例如一天)发生的热水中断次数相应地增加。
在步骤S4中，计算部分105判定残存热量Q是否在燃料电池升温热量QF、基准的起动时间带利用热量QA、修正量QH和修正系数Kh的积的合计值以上。
当残存热量Q为燃料电池升温热量QF、基准起动时间带利用热量QA、修正量QH和修正系数Kh的积的合计值以上时，即：
Q≥QF+QA+QH·Kh＝QLT
时，利用残存热量Q使燃料电池升温(步骤S5)。
另一方面，当残存热量Q不足燃料电池升温热量QF，基准起动时间带利用热量QA、与修正量QH和修正系数Kh的积的合计值时，即：
Q＜QF+QA+QH·Kh＝QLT
时，利用冷却水加热器100使燃料电池升温(步骤S6)
这样，利用本实施例，在万一由于利用者的利用热量增加，发生热水中断的情况下，由于可以即刻进行对应的处理(自动增加升温装置选择阈值QLT，控制跟踪实际情况地对发电及废热供暖系统进行控制)，不会产生燃料电池1起动时的热利用再次不足，可以提供非常方便，而节省能量的发电及废热供暖系统。
在实施例2的变形例1中，与上述相同，可以应用上述结构，在这种情况下，将在上述步骤S16中求出的修正系数Kh，与在实施例2的变形例1中计算的修正量QH相乘，在步骤S4中，判定残存热量Q是否在燃料电池升温热量QF，基准起动时间带利用热量QA，与修正量QH和修正系数Kh的积的合计值以上。
(实施例4)
本发明的实施例4是实施例1的变形例1的进一步变形。本实施例的燃料电池发电及废热供暖系统的硬件，与图8所示的实施例2的燃料电池发电及废热供暖系统相同。即：在实施例的变形例1的燃料电池发电及废热供暖系统的硬件结构中(图1)，附加外界气温传感器106。控制装置201的计算部分105考虑外界气温和贮存水的温度，选择升温装置。其他与实施例1的变形例1相同。
以下具体地说明。
图15为表示本发明的实施例4的发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图。在图15中，与图3相同的步骤用相同的符号表示，省略其说明。
如图8和图15所示，在本实施例中，在步骤S11中，计算部分105取得贮存水温度TW和燃料电池运转温度TO后，在步骤S17中，计算部分105变换从外界气温传感器106输入的温度检测信号，取得外界气温。
在步骤S3中，计算部分105判定残存热量Q是否在燃料电池升温热量QF以上。当残存热量Q不足燃料电池升温热量QF时，用冷却水加热器100时使燃料电池1升温。当残存热量Q在燃料电池升温热量QF以上时，进入步骤S12。
在步骤S12中，计算部分105判定贮存水温度TW是否在燃料电池运转温度TO以上。当贮存水温度TW为燃料电池运转温度TO以上时，利用残存热量Q使燃料电池1升温(步骤S5)，当贮存水温度TW不足燃料电池运转温度TO时，进入步骤S18。
在步骤S18中，计算部分105判定贮存水温度TW是否在外界气温TA以上。当贮存水温度TW不足外界气温TA时，用冷却水加热器100使燃料电池1升温。另一方面，当贮存水温度TW为外界气温TA以上时，用残存热量Q和冷却水加热器100二者(组合)使燃料电池1升温。在这种情况下，计算部分105首先利用残存热量Q使燃料电池1升温，然后在通风管温度传感器202检测的通风管温度接近贮存水温度TW的时刻，停止用残存热量Q使燃料电池1升温。以后，利用冷却水加热器100使燃料电池1升温。
(实施例5)
本发明的实施例5是在实施例1～3中，如下这样改变燃料电池1的升温动作。
即：在实施例1～3的升温装置选择动作的步骤S5中，并用利用残存热量Q使燃料电池1升温，和利用冷却水加热器100使燃料电池1升温，以前者为主后者为辅(前者所占的比例比后者所占的比例大)。另外，在步骤S6中，并用利用冷却水加热器100使燃料电池1升温，和利用残存热量Q使燃料电池1升温，以前者为主，后者为辅(前者所占比例比后者所占比例大)。在这种情况下，利用残存热量Q使燃料电池1升温动作，和利用冷却水加热器100使燃料电池1升温动作的比率(分配)，由时间分配或冷却水流量分配决定。
在图1，8，13中，在按时间分配决定用残存热量Q使燃料电池1升温，和利用冷却水加热器100使燃料电池1升温的比率情况下，可以切换利用残存热量Q使燃料电池1升温和利用冷却水加热器100使燃料电池1升温，达到两者的时间所决定的比率。
另一方面，在由冷却水的流量分配决定利用残存热量Q使燃料电池1升温和利用冷却水加热器100使燃料电池1升温的比率的情况下，可同时开放流量调整阀13和流量调整阀14，调整二者的阀的开度，使通过二者的冷却水的流量的比率成为该决定的比率。另外，冷却水泵9和冷却水加热器10工作，同时，贮水泵20工作，控制循环方向切换装置17，使贮存的水按B方向循环。
这种结构可以得到与实施例1～3大致相同的效果。但是，在实施例1～3中，只利用残存热量起动燃料电池1时，在并用冷却水加热器100时燃料电池发电及废热供暖系统的能量效率低。另一方面，在实施例1～3中，当只利用冷却水加热器100起动燃料电池1时，在并用残存热量Q的情况下，利用者在起动时间带tA中可利用的热量(这里为供给热水量)减少。
另外，在实施例1～5中，以在垂直方向设置间隔，将多个温度传感器贴在贮热水槽16的表面上构成残存热量检测装置101；但如图1，8，13所示，也可以用分别配置在热交换器12的出口和入口(在按箭头A方向使贮存水流动时)的热交换器出口温度传感器18和热交换器入口温度传感器19，及配置在废热回收管路15a，15b上的图中没有示出的流量计构成的该残存热量检测装置。在计算部分105中，可从热交换器出口温度传感器18和热交换器入口温度传感器19的温度差，与用流量计检测的、在废热回收管路15a，15b的流动的贮存水的流量的积，计算废热回收热量，也可从该废热回收热量中减去利用热量E，计算残余的热量。
另外，在实施例1～5中，表示在供给热水地利用回收的废热的情况，在暖房或干燥等时利用该回收的废热的情况下，同样可采用本发明来得到同样的效果。
另外，在实施例1～5中，贮热水槽16是层叠沸腾式的，但也可以利用层叠沸腾式以外的形式构成贮热水槽。
另外，在实施例1～5中，分别利用不冻液作为内部热输送媒体，水作为外部热输送媒体，但也可以使用它们以外的热输送媒体。
在实施例1～5中，利用一个控制装置201控制燃料电池发电及废热供暖系统全体的动作和升温装置选择动作，但也可以和燃料电池发电及废热供暖系统的多个所需要的构成元件对应，配置多个控制装置，使该多个控制装置共同工作，控制各个构成元件和燃料电池发电及废热供暖系统全体的动作。因此，在本说明书中，所谓控制装置是指单独的控制装置和由共同工作的多个控制装置组成的控制装置组两者。
另外，在实施例1～5中，控制装置201利用由内部存储器构成的存储部分104作为存储装置，但利用信息记录媒体、和安装该信息记录媒体并将信息写入其中和读出的信息记录媒体驱动装置作为存储装置也可以。
产业上利用的可能性
本发明的燃料电池发电及废热供暖系统可作为能防止热水中断，提高方便性的燃料电池发电及废热供暖系统等使用。

Claims (16)

1.一种燃料电池发电及废热供暖系统，它具有：
燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使所述燃料电池和所述内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热所述内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过所述热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使所述冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测所述热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置，
所述控制装置判定所述燃料电池起动时，所述检测出的所述热利用部分的残存热量，是否为作为使所述燃料电池升温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量以上，根据该判定结果，决定通过热交换将所述热利用部分的残存热量传递给所述内部热输送媒体，使所述燃料电池升温的第一升温动作，和利用所述内部热输送媒体加热器，加热所述内部热输送媒体，使所述燃料电池升温的第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或该第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
2.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，所述控制装置，在所述残存热量在所述阈值热量以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述残存热量不足所述阈值热量的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
3.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
具有检测贮存在所述热利用部分中的外部热输送媒体的温度的装置；
所述控制装置，在所述残存热量不足所述阈值热量的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，在所述残存热量在所述阈值热量以上的情况下，判定所述检测出的外部热输送媒体的温度是否在所述运转温度以上，根据该判别定结果，决定所述第一升温动作和所述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
4.如权利要求3所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述控制装置，在所述外部热输送媒体的温度在所述运转温度以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述外部热输送媒体的温度不足所述运转温度的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
5.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
具有检测所述燃料电池的外部气温的装置；
所述控制装置，在所述外部热输送媒体的温度在所述运转温度的以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述外部热输送媒体的温度不足所述运转温度的情况下，判定所述外部热输送媒体的温度是否在所述检测出的外部的气温以上，根据该判定结果，决定所述第一升温动作和所述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
6.如权利要求5所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述控制装置，在所述外部热输送媒体的温度在所述检测出的外部气温以上的情况下，将所述第一升温动作和所述第二升温动作组合，使所述燃料电池升温达到所述运转温度，而在所述外部热输送媒体的温度不足所述检测出的外部气温的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
7.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述阈值热量由所述燃料电池升温热量和规定的热量构成，所述控制装置，在所述残存热量在所述阈值热量以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述残存热量不足所述阈值热量的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
8.如权利要求7所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述规定的热量是在从所述燃料电池起动时的该起动时刻经过规定时间的起动时间带中，假定为利用者所利用的起动时间带的利用热量。
9.如权利要求8所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
具有检测贮存在所述热利用部分中的外部热输送媒体所利用的利用热量的装置；取得时刻的装置；
和具有与所述取得的时刻一起，存储所述检测出的利用热量的存储装置，
所述控制装置根据与所述时刻一起存储的所述利用热量，算出所述起动时间带的利用热量。
10.如权利要求9所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述控制装置取得经过规定期间的平均值，算出所述起动时间带的利用热量。
11.如权利要求9所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述规定的热量由固定量和修正量组成，
所述控制装置根据所述算出的起动时间带的利用热量，改变所述修正量。
12.如权利要求7所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
具有检测所述燃料电池的外部气温的装置，
所述控制装置根据所述检测出的外部气温，改变所述规定的热量。
13.如权利要求7所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
具有检测所述利用的外部热输送媒体的温度的装置，
所述控制装置根据所述检测出的利用的外部热输送媒体的温度在规定值以下的频度，改变所述规定的热量。
14.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述外部热输送媒体为水，并且所述热利用部分为贮热水槽。
15.如权利要求14所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述贮热水槽为层叠沸腾类型的结构。
16.如权利要求2所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，
所述控制装置，在所述残存热量在所述阈值热量以上的情况下，只利用所述第一升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述残存热量不足所述阈值热量的情况下，只利用所述第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。
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