JP2003282106A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凍結防止運転に係わるランニングコストを低
減した燃料電池発電システムを提供する。 【解決手段】 燃料電池４と、燃料電池４の冷却を行う
冷却水循環経路１３と、反応生成水および排気ガス中の
水分を回収する水回収経路９と、水回収経路９と冷却水
循環経路１３との間を循環させる相互循環経路１７と、
冷却水循環経路１３、水回収経路９、相互循環経路１７
のいずれかに設けられた加熱手段１４と、凍結防止温度
検出手段２０と、制御装置２１とを備え、凍結防止温度
検出手段２０が閾値以下の温度を検出した時、凍結防止
運転として、冷却水循環経路１３および相互循環経路１
７をそれぞれ循環動作させるとともに加熱手段１４を作
動し冷却水循環経路１３、水回収経路９、相互循環経路
１７内の水の凍結を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
の水経路の凍結防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料電池システムは、特開平１１
−２１４０２５に示すように、図７のような構成をして
いた。すなわち水素供給手段５１から供給される水素と
空気供給手段５２から供給される空気中の酸素とを反応
させて発電する燃料電池５３と、燃料電池５３に水を循
環させる水循環手段５４と、燃料電池５３の発電出力を
制御する出力制御装置５５と、外部の温度を検出する温
度センサ５６および制御装置５７とを備えていた。水循
環手段５４は、メインタンク５８と、メインタンク５８
内の水をポンプ５９によって燃料電池５３の水素極５３
ａに供給する給水路６０と、燃料電池５３の水素極５３
ａおよび空気極５３ｂからの排水をメインタンク５８に
回収する排水路６１とから構成されている。

【０００３】この従来の燃料電池システムは固体高分子
形の燃料電池５３を使っているため、燃料電池５３が発
電反応を行う場合、燃料電池５３の水素極５３ａを常に
加湿する必要があり、そのためにメインタンク５８より
水素極５３ａに水を供給している。燃料電池５３の発電
反応で生成された空気極５３ｂの水と水素極５３ａで余
った水は排水路６１から回収され、燃料電池５３とメイ
ンタンク５８との間を循環することになる。また、燃料
電池５３で発生した電力は、出力制御装置５５で制御さ
れた後電力負荷へ供給されるものである。

【０００４】つぎに、この従来の燃料電池システムの凍
結防止運転の動作について説明する。温度センサ５６が
閾値以下の温度を検知した場合、制御装置５７によって
燃料電池５３へ水素供給手段５１と空気供給手段５２か
らそれぞれ水素と空気が供給され、燃料電池５３は発電
を行う。同時に、メインタンク５８内の水は水素極５３
ａに供給され、水素極５３ａで余った水と燃料電池５３
の発電反応で生成された空気極５３ｂの水は排水路６１
から回収され、燃料電池５３とメインタンク５８との間
を循環する。この時、燃料電池５３の発電反応では熱も
発生するため、この熱によって水循環手段５４であるメ
インタンク５８、給水路６０、排水路６１中の水は凍結
を未然に防止することができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池システムでは、凍結を防止するために電力負荷
からの要求がなくても燃料電池の発電運転を行う必要が
あり、発生した電力は結局は無駄に捨ててしまう結果と
なり、ランニングコストを増大させるという課題があっ
た。特に固体高分子形の燃料電池の場合、発電運転時の
発熱エネルギーと発電エネルギーとの比率はほぼ１：１
に近いため、凍結を防止するために最低限必要な発熱エ
ネルギーの倍以上のエネルギーを投入する必要があっ
た。

【０００６】本発明は、上記従来の課題を考慮し、凍結
防止運転に係わるランニングコストを低減した燃料電池
システムを提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃
料電池の冷却を行う冷却水循環経路と、反応生成水およ
び排気ガス中の水分を回収する水回収経路と、前記水回
収経路と前記冷却水循環経路との間を循環させる相互循
環経路と、前記冷却水循環経路、前記水回収経路、前記
相互循環経路のいずれかに設けられた加熱手段と、温度
検出手段とを備え、前記温度検出手段が閾値以下の温度
になった際、凍結防止運転として、前記冷却水循環経路
内の水および前記相互循環経路内の水をそれぞれ循環さ
せ、かつ前記加熱手段を作動することを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記加熱手段が、冷却水
循環経路内に設けられ、システム起動時に燃料電池の温
度を昇温させる昇温装置と兼用すると有効である。

【０００９】また、本発明は、前記加熱手段が、冷却水
循環経路内に設けられ、燃料電池の排熱回収を行う熱交
換装置と兼用すると有効である。

【００１０】また、本発明は、前記燃料電池システム
が、さらに、回収された排熱を温水として蓄える貯湯タ
ンクと、前記貯湯タンクから取り出された水が前記熱交
換器を経由して貯湯タンクに戻るための貯湯循環経路
と、前記貯湯循環経路内の水を循環させるための貯湯循
環装置とを備え、前記凍結防止運転において、前記貯湯
循環装置を作動させることを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、燃料電池の排熱回収にお
いては、貯湯タンクの下部から水を取り出し、前記熱交
換装置で、加熱された水を貯湯タンクの上部に戻し、凍
結防止運転においては、貯湯タンクの上部から水を取り
出し、前記熱交換装置で放熱した水を貯湯タンクの下部
に戻すと有効である。

【００１２】また、本発明は、前記燃料電池システム
が、さらに、貯湯タンク下部に貯湯タンク水温検出器
と、前記熱交換器から前記貯湯タンク下部に至るまでの
前記貯湯循環経路に貯湯循環水温検出器とを備え、凍結
防止運転において、貯湯循環水温検出器で検出される水
温が貯湯タンク水温検出器で検出される水温以下になる
ように、貯湯循環装置の循環流量を制御すると有効であ
る。

【００１３】また、本発明は、前記燃料電池システム
が、さらに、前記貯湯タンク内に設けられた風呂熱交換
器と、浴槽内から取り出された水が前記熱交換器を経由
して戻るための風呂循環経路と、風呂循環経路内の水を
循環させるための風呂循環装置とを備え、前記凍結防止
運転において、前記風呂循環装置を作動させることを特
徴とする。

【００１４】また、本発明は、前記燃料電池システム
が、さらに、前記貯湯タンク上部に貯湯タンク湯温検出
器と、前記風呂循環経路の前記浴槽近傍に風呂水温検出
器とを備え、前記凍結防止運転において、前記貯湯タン
ク湯温検出器で検出された水温が前記風呂水温検出器で
検出された水温より低い際に、前記風呂循環装置を作動
させると有効である。

【００１５】また、本発明は、凍結防止運転として、温
度検出手段が第一の閾値以下の温度を検出した時に加熱
手段を作動し、温度検出手段が第二の閾値以下で第一の
閾値以上の温度を検出した時、加熱手段を作動せずに冷
却水循環経路および相互循環経路の循環動作のみを行う
ように制御装置で制御すると有効である。

【００１６】また、本発明は、温度検出手段が各経路内
の水温が最も低くなる位置に取付けられると有効であ
る。

【００１７】また、本発明は、温度検出手段が外気温を
検出する位置に取付けられると有効である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にもとづいて説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における燃料電池システムのシステム構成図であ
る。１は、原料供給手段２から供給される原料をバーナ
３の熱による改質反応で水素リッチガスに変換させる改
質器である。４は、改質器１で発生し水素供給経路５を
介して供給される水素リッチガスと酸化剤ガスとしての
空気とを反応させて発電する燃料電池であり、水素極４
ａと空気極４ｂとを有している。６は、燃料電池４の水
素極４ａとバーナ３とを接続する排水素経路である。

【００２０】燃料電池４の空気極４ｂには、空気供給手
段７と、凝縮器８および水回収経路９が接続されてい
る。水回収経路９には、排空気経路１０が接続されると
ともに、改質水供給装置１１を備えた改質水供給経路１
２を介して改質器１に接続されている。

【００２１】１３は、燃料電池４で発生する熱を冷却す
る冷却水循環経路で、加熱手段１４を備え、燃料電池４
と熱交換装置１５との間を冷却水ポンプ１６によって冷
却水が循環する構成となっている。１７は、水回収経路
９と冷却水循環経路１３との間を連通し、ポンプ１８に
よって双方の経路の水を循環させる相互循環経路で、本
実施の形態では水浄化器１９を備えている。

【００２２】２０は温度検出手段、２１は制御装置であ
る。なお、この温度検出手段２０は、経路内の水の凍結
を防止のために温度を検知する場所として有効であれ
ば、燃料電池システム内外を問わず、いずれの箇所であ
っても構わないが、凍結の始まりを確実に検知するため
に、温度検出手段２０は、各経路内の残留水温が最も低
くなる位置に設けるのが好ましい。本実施の形態では、
水回収経路９内の下方の水温を検知できる位置に取付け
られている。

【００２３】つぎに、本実施の形態１における動作を説
明する。発電運転を行う場合、原料供給手段２より炭化
水素などの原料を改質器１に供給し、バーナ３で加熱さ
れ水との改質反応によって水素リッチガスを発生させ、
水素供給経路５を介して燃料電池４の水素極４ａに供給
する。一方、燃料電池４の空気極４ｂには空気供給手段
７から酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃料電池
４内では、水素極４ａに供給された水素と空気極４ｂに
供給された空気中の酸素とを反応させ発電を行うもので
ある。燃料電池４の水素極４ａで大半の水素は反応に消
費されるが、反応に使われなかった排水素は排水素経路
６からバーナ３に供給され、改質反応の加熱燃料として
利用される。

【００２４】燃料電池４の空気極４ｂで発生した水素と
酸素との反応生成水は、水蒸気となって空気とともに排
出され、凝縮器８で水分を凝縮し水回収経路９に回収さ
れる。水分を分離された空気は、排空気経路１０から外
部へ排出され、水回収経路９で回収された水は、改質水
供給経路１２の改質水供給装置１１によって改質器１へ
供給し改質反応の原料として使われる。

【００２５】燃料電池４で発生した電力は家庭などの電
力負荷へ供給される。一方、燃料電池４の発電反応で発
生する熱は、冷却水ポンプ１６による冷却水循環経路１
３内の水の循環で熱交換装置１５に伝えられ、家庭の給
湯、暖房などの熱源として供給されるものである。

【００２６】つぎに、本実施の形態１における凍結防止
運転の動作について説明する。燃料電池４の発電要求が
ない時に、温度検出手段２０が閾値以下（閾値は、凍結
防止運転により凍結回避可能な温度）、例えば０℃以下
の温度を検出した場合、凍結防止運転として燃料電池４
の発電をせずに、冷却水循環経路１３の冷却水ポンプ１
６および相互循環経路１７のポンプ１８をそれぞれ循環
動作させるとともに、加熱手段１４を作動し発生した熱
を冷却水循環経路１３、相互循環経路１７、水回収経路
９に伝え、各経路内の水の凍結を防止するように制御装
置２１で制御するものである。なお、改質水供給経路１
２内の水は改質水供給装置１１の作動がない時には落差
によって水回収経路９へ落とすなどの措置により凍結を
防止することが可能である。また、本実施の形態１では
相互循環経路１７に水浄化器１９を備えており、相互循
環経路１７の循環動作を利用して、相互循環経路１７は
もとより冷却水循環経路１３や水回収経路９の水の浄化
も行うことが可能である。

【００２７】このように、本実施の形態１の凍結防止運
転では、燃料電池４の発電を行わずに、１個の加熱手段
１４で全ての経路内の水を循環加熱することにより、最
小限のエネルギーで経路内の水の凍結を防止することが
でき、システムのランニングコストを抑えることができ
るものである。

【００２８】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における燃料電池システムのシステム構成図であ
る。実施の形態１と同様のものについては、同一符号を
付与し、その説明を省略する。２２は、加熱手段１４を
兼用した昇温装置で、タンク２３の中にヒータ２４を備
えつけている。

【００２９】昇温装置２２は、システム起動時に冷却水
経路１３内の水をヒータ２４の通電によって加熱し、燃
料電池４が反応を行うために必要な温度まで昇温させる
もので、凍結防止運転を行う場合もこのヒータ２４の通
電によって、実施の形態１における加熱手段１４として
の役割を果たすものである。すなわち、加熱手段１４を
昇温装置２２と兼用することにより、凍結防止のために
新たに部品を追加することなく、イニシャルコストを安
価にすることができるものである。

【００３０】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３における燃料電池システムのシステム構成図であ
る。実施の形態１と同様のものについては、同一符号を
付与し、その説明を省略する。１５は、加熱手段１４を
兼用した熱交換装置である。

【００３１】熱交換装置１５は、燃料電池４の発電反応
で発生する熱を家庭の給湯、暖房などに利用するため
に、冷却水循環経路１３の熱を別経路へ伝え排熱回収を
行うものであり、凍結防止運転を行う場合は、逆に別経
路より冷却水循環経路１３へ熱を伝えることによって、
実施の形態１における加熱手段１４としての役割を果た
すものである。すなわち、加熱手段１４を熱交換装置１
５と兼用することにより、凍結防止のために新たに部品
を追加することなく、イニシャルコストを安価にするこ
とができるものである。

【００３２】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４における燃料電池システムのシステム構成図であ
る。実施の形態３と同様のものについては、同一符号を
付与し、その説明を省略する。３１は、熱交換装置１５
に接続され、貯湯タンク３２と貯湯循環装置３３を備え
た貯湯循環経路である。

【００３３】また、本実施の形態４では、貯湯循環経路
３１の一方は貯湯タンク３２の下部に、もう一方は貯湯
タンク３２の上部に接続されている。

【００３４】また、本実施の形態４では、貯湯タンク３
２下部に貯湯タンク水温検出器３４を、貯湯循環経路３
１の貯湯タンク３２下部との接続近傍に貯湯循環水温検
出器３５を設けている。

【００３５】本実施の形態４は、実施の形態３における
燃料電池４発生熱の給湯、暖房利用のための別経路を、
貯湯循環経路３１として具体的に示したものである。す
なわち、燃料電池４の発電反応で発生する熱は、冷却水
ポンプ１６による冷却水循環経路１３内の水の循環で熱
交換装置１５を介して貯湯循環経路３１に伝えられる。
貯湯循環経路３１では、貯湯タンク３２の下部の水を貯
湯循環装置３３によって熱交換装置１５に引き込み、加
熱した後に貯湯タンク３２の上部に戻すもので、貯湯タ
ンク３２内では熱い温水が上部から徐々に蓄えられる。
この蓄えられた温水は家庭などで給湯、暖房などに利用
されるものである。

【００３６】つぎに、本実施の形態４における凍結防止
運転の動作について説明する。燃料電池４の発電要求が
ない時に、温度検出手段２０が閾値以下（閾値は、凍結
防止運転により凍結回避可能な温度）、例えば０℃以下
の温度を検出した場合、まず貯湯循環装置３３によって
貯湯循環経路３１内の水を排熱回収を行う場合と逆方向
に循環させ、貯湯タンク３２上部の熱い温水を熱交換装
置１５に引き込み放熱した後に貯湯タンク３２下部に戻
す。つぎに冷却水循環経路１３の冷却水ポンプ１６およ
び相互循環経路１７のポンプ１８をそれぞれ循環動作さ
せ、熱交換装置１５から受けた熱を冷却水循環経路１
３、相互循環経路１７、水回収経路９に伝え、各経路内
の水の凍結を防止するように制御装置２１で制御するも
のである。

【００３７】このように、本実施の形態４の凍結防止運
転では、燃料電池４の発電を行わずに、貯湯タンク３２
に既に蓄えられている温水の熱を利用することにより、
システムのランニングコストを抑えることができるもの
である。

【００３８】また、貯湯タンク３２に蓄えられている温
水の熱を利用して凍結防止運転を行う場合には、貯湯タ
ンク３２内の温水の使用量を極力少なくすることが望ま
しい。そこで、本実施の形態４では、貯湯循環水温検出
器３５で検出される水温が貯湯タンク水温検出器３４で
検出される水温と同等もしくは同等以下になるように貯
湯循環装置３３の循環流量を絞り、貯湯タンク３２内の
温水の使用量を最小限に抑えることができるものであ
る。

【００３９】（実施の形態５）図５は、本発明の実施の
形態５における燃料電池システムのシステム構成図であ
る。実施の形態４と同様のものについては、同一符号を
付与し、その説明を省略する。４１は、貯湯タンク３２
に設けられた風呂熱交換器で、風呂循環装置４２を備え
た風呂循環経路４３を介して浴槽４４に接続されてい
る。

【００４０】また、本実施の形態５では、貯湯タンク３
２上部に貯湯タンク湯温検出器４５を、風呂循環経路４
３の浴槽４４近傍に風呂水温検出器４６を設けている。

【００４１】つぎに、本実施の形態５における動作を説
明する。燃料電池４の発電反応で発生する熱は、冷却水
ポンプ１６による冷却水循環経路１３内の水の循環で熱
交換装置１５を介して貯湯循環経路３１に伝えられる。
貯湯循環経路３１では、貯湯タンク３２の下部の水を貯
湯循環装置３３によって熱交換装置１５に引き込み、加
熱した後に貯湯タンク３２の上部に戻すもので、貯湯タ
ンク３２内では熱い温水が上部から徐々に蓄えられる。
浴槽４４内の水を加熱する時には、風呂循環装置４２を
作動し風呂循環経路４３内の水を循環させ、貯湯タンク
３２に蓄えられた温水の熱を風呂熱交換器４１で熱交換
し、風呂循環経路４３を介して浴槽４４内の水へ伝える
ものである。

【００４２】つぎに、本実施の形態５における凍結防止
運転の動作について説明する。燃料電池４の発電要求が
なく風呂を使用していない時に、温度検出手段２０が閾
値以下（閾値は、凍結防止運転により凍結回避可能な温
度）、例えば０℃以下の温度を検出した場合、まず貯湯
循環装置３３によって貯湯循環経路３１内の水を排熱回
収を行う場合と逆方向に循環させ、貯湯タンク３２上部
の熱い温水を熱交換装置１５に引き込み放熱した後に貯
湯タンク３２下部に戻す。この時、貯湯タンク湯温検出
器４５で検出された水温が風呂水温検出器４６で検出さ
れた水温より低い場合には、風呂循環装置４３を作動さ
せ浴槽４４内の残り湯の熱を風呂熱交換器４１を介して
貯湯タンク３２に伝えることにより加熱する。つぎに冷
却水循環経路１３の冷却水ポンプ１６および相互循環経
路１７のポンプ１８をそれぞれ循環動作させ、熱交換装
置１５から受けた熱を冷却水循環経路１３、相互循環経
路１７、水回収経路９に伝え、各経路内の水の凍結を防
止するように制御装置２１で制御するものである。

【００４３】このように、本実施の形態５の凍結防止運
転では、燃料電池４の発電を行わずに、浴槽４４の残り
湯の熱を貯湯タンク３２を介して伝達することにより、
システムのランニングコストを抑えることができるもの
である。

【００４４】（実施の形態６）図６は、本発明の実施の
形態６における燃料電池システムのシステム構成図であ
る。実施の形態１と同様のものについては、同一符号を
付与し、その説明を省略する。２０は、外気温を検出す
る位置に取付けられた温度検出手段である。

【００４５】経路内の水の凍結を防止するためには、最
も水温が低くなる部分の温度を検知すれば良いが、条件
によっては最も水温が低くなる部分が異なる場合がある
ため、複数の温度検出手段２０を設ける必要がある。そ
こで本実施の形態では、外気温を検出することによっ
て、１個の温度検出手段２０で確実に凍結を防止するこ
とができ、コストを安価にすることができるものであ
る。

【００４６】（実施の形態７）本発明の実施の形態７に
おける燃料電池システムを図１を用いて説明する。実施
の形態１と同様のものについては、その説明を省略す
る。

【００４７】凍結防止運転を行う場合、制御装置２１は
二つの閾値を持ち、温度検出手段２０が第一の閾値以下
の温度、例えばー５℃以下の温度を検出した場合、冷却
水循環経路１３の冷却水ポンプ１６および相互循環経路
１７のポンプ１８をそれぞれ循環動作させるとともに、
加熱手段１４を作動し発生した熱を冷却水循環経路１
３、相互循環経路１７、水回収経路９に伝え、各経路内
の水の凍結を防止する。温度検出手段２０が第二の閾値
以下で第一の閾値以上の温度、例えば０℃以下でー５℃
以上の温度を検出した場合は、加熱手段１４を作動せず
に冷却水循環経路１３および相互循環経路１７の循環動
作のみを行うように制御装置２１で制御されたものであ
る。

【００４８】これは、水温が氷点下になっても例えば０
℃〜―５℃程度であれば、加熱を行わなくても水の循環
のみで凍結を防止することが可能なためである。すなわ
ち、この制御方法により、比較的温度が高い場合の凍結
防止運転として加熱エネルギーを必要としないため、さ
らにシステムのランニングコストを抑えることができる
ものである。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、燃料電池の発電を行わずに最
小限のエネルギーで経路内の水の凍結を防止することが
でき、システムのランニングコストを抑えるという効果
を奏するものである。

【００５０】また、本発明は、凍結防止のために新たに
部品を追加することなく、イニシャルコストを安価にす
ることができるものである。

【００５１】また、本発明は、貯湯タンクに蓄えられて
いる温水の熱を利用することにより、システムのランニ
ングコストを抑えることができるとともに、貯湯タンク
内の温水の使用量を最小限に抑えることができるもので
ある。

【００５２】また、本発明は、浴槽の残り湯の熱を貯湯
タンクを介して伝達することにより、システムのランニ
ングコストを抑えることができるものである。

【００５３】また、本発明は、１個の温度検出手段で確
実に凍結を防止することができ、コストを安価にすると
いう効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における、燃料電池シス
テムのシステム構成図

【図２】本発明の実施の形態２における、燃料電池シス
テムのシステム構成図

【図３】本発明の実施の形態３における、燃料電池シス
テムのシステム構成図

【図４】本発明の実施の形態４における、燃料電池シス
テムのシステム構成図

【図５】本発明の実施の形態５における、燃料電池シス
テムのシステム構成図

【図６】本発明の実施の形態６における、燃料電池シス
テムのシステム構成図

【図７】従来の燃料電池システムのシステム構成図

【符号の説明】

４ 燃料電池 ９ 水回収経路 １３ 冷却水循環経路 １４ 加熱手段 １５ 熱交換装置 １７ 相互循環経路 ２０ 温度検出手段 ２１ 制御装置 ２２ 昇温装置 ３１ 貯湯循環経路 ３２ 貯湯タンク ３３ 貯湯循環装置 ３４ 貯湯タンク水温検出器 ３５ 貯湯循環水温検出器 ４１ 風呂熱交換器 ４２ 風呂循環装置 ４３ 風呂循環経路 ４４ 浴槽 ４５ 貯湯タンク湯温検出器 ４６ 風呂水温検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾関 正高 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 AA06 BA01 CC06 DD06 KK46 KK48 MM01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料電池と、前記燃料電池の冷却を行う
   冷却水循環経路と、反応生成水および排気ガス中の水分
   を回収する水回収経路と、前記水回収経路と前記冷却水
   循環経路との間を循環させる相互循環経路と、前記冷却
   水循環経路、前記水回収経路、前記相互循環経路のいず
   れかに設けられた加熱手段と、温度検出手段とを備え、
   前記温度検出手段が閾値以下の温度を検出した際、凍結
   防止運転として、前記冷却水循環経路内の水および前記
   相互循環経路内の水をそれぞれ循環させ、かつ前記加熱
   手段を作動する燃料電池システム。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は、前記冷却水循環経路内
   に設けられ、システム起動時に前記燃料電池の温度を昇
   温させる昇温装置と兼用した請求項１記載の燃料電池シ
   ステム。
3. 【請求項３】 前記加熱手段は、前記冷却水循環経路内
   に設けられ、前記燃料電池の排熱回収を行う熱交換装置
   と兼用した請求項１記載の燃料電池システム。
4. 【請求項４】 さらに、回収された排熱を温水として蓄
   える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから取り出された水
   が前記熱交換器を経由して貯湯タンクに戻るための貯湯
   循環経路と、前記貯湯循環経路内の水を循環させるため
   の貯湯循環装置とを備え、前記凍結防止運転において、
   前記貯湯循環装置を作動させる請求項３記載の燃料電池
   システム。
5. 【請求項５】 前記燃料電池の排熱回収においては、前
   記貯湯タンクの下部から水を取り出し、前記熱交換装置
   で加熱された水を前記貯湯タンクの上部に戻し、前記凍
   結防止運転においては、前記貯湯タンクの上部から水を
   取り出し、前記熱交換装置で、放熱した水を前記貯湯タ
   ンクの下部に戻す請求項４記載の燃料電池システム。
6. 【請求項６】 さらに、前記貯湯タンク下部に貯湯タン
   ク水温検出器と、前記熱交換器から前記貯湯タンク下部
   に至るまでの前記貯湯循環経路に貯湯循環水温検出器と
   を備え、前記凍結防止運転において、前記貯湯循環水温
   検出器で検出される水温が前記貯湯タンク水温検出器で
   検出される水温以下になるように、前記貯湯循環装置の
   循環流量を制御する請求項５記載の燃料電池システム。
7. 【請求項７】 さらに、前記貯湯タンク内に設けられた
   風呂熱交換器と、浴槽内から取り出された水が前記熱交
   換器を経由して戻るための風呂循環経路と、風呂循環経
   路内の水を循環させるための風呂循環装置とを備え、前
   記凍結防止運転において、前記風呂循環装置を作動させ
   る請求項４記載の燃料電池システム。
8. 【請求項８】 前記貯湯タンク上部に貯湯タンク湯温検
   出器と、前記風呂循環経路の前記浴槽近傍に風呂水温検
   出器とを備え、前記凍結防止運転において、前記貯湯タ
   ンク湯温検出器で検出された水温が前記風呂水温検出器
   で検出された水温より低い際に、前記風呂循環装置を作
   動させる請求項７記載の燃料電池システム。
9. 【請求項９】 前記凍結防止運転として、前記温度検出
   手段が第一の閾値以下の温度を検出した時に前記加熱手
   段を作動し、前記温度検出手段が第二の閾値以下で第一
   の閾値以上の温度を検出した時、前記加熱手段を作動せ
   ずに前記冷却水循環経路および前記相互循環経路の循環
   動作のみを行うように制御する請求項１〜８のいずれか
   に記載の燃料電池システム。
10. 【請求項１０】 前記温度検出手段は各経路内の水温が
    最も低くなる位置に取付けられた請求項１〜９のいずれ
    かに記載の燃料電池システム。
11. 【請求項１１】 前記温度検出手段は外気温を検出する
    位置に取付けられた請求項１〜９のいずれかに記載の燃
    料電発電システム。