JP2005353292A - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005353292A JP2005353292A JP2004169560A JP2004169560A JP2005353292A JP 2005353292 A JP2005353292 A JP 2005353292A JP 2004169560 A JP2004169560 A JP 2004169560A JP 2004169560 A JP2004169560 A JP 2004169560A JP 2005353292 A JP2005353292 A JP 2005353292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- hot water
- gas
- cell unit
- power consumption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 209
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 111
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 184
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 abstract description 10
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は燃料電池システムに関し、特に所定時間ガスが流れ続けたときに警報を発するメータを通過した商用ガスを燃料ガスに改質して導入する燃料電池を備える燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a fuel cell system including a fuel cell that reforms and introduces commercial gas that has passed through a meter that issues an alarm when gas continues to flow for a predetermined time.
近年の環境保全に対する関心が高まる中、地球温暖化の原因となる二酸化炭素や窒素酸化物等の有害ガスの排出量を大幅に削減することができる燃料電池を備えた発電システムである燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、一般的に、改質器において原料燃料を改質して水素に富む燃料ガスを生成し、生成された燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとの電気化学的反応により発電するシステムである。原料燃料は、都市ガス、LPG、消化ガス、メタノール、GTL(Gas to Liquid)や灯油などの種種の原料燃料を使用することができるが、特に分散型電源として家庭に燃料電池システムが設置されるときは、入手容易性の観点から都市ガス等の商用ガスが用いられる。 A fuel cell system that is a power generation system equipped with a fuel cell that can significantly reduce emissions of harmful gases such as carbon dioxide and nitrogen oxides, which cause global warming, in recent years, with increasing interest in environmental conservation. Is attracting attention. In general, a fuel cell system reforms a raw material fuel in a reformer to generate a fuel gas rich in hydrogen, and generates electric power by an electrochemical reaction between the generated fuel gas and an oxidant gas containing oxygen. System. As the raw material fuel, various raw material fuels such as city gas, LPG, digestion gas, methanol, GTL (Gas to Liquid) and kerosene can be used. In particular, a fuel cell system is installed at home as a distributed power source. Sometimes, commercial gas such as city gas is used from the viewpoint of availability.
ところで、商用ガスの供給を受けるときは、安全性の観点から所定時間ガスが流れ続けたときに警報を発したり自動的にガスの流れを遮断するメータを介してガスの供給を受ける場合があり、特に家庭で商用ガスの供給を受ける場合は顕著である。このような保護機能を持つメータは一般にマイコンメータと呼ばれている。マイコンメータは、例えば、ゴム管が外れたときのようにガスが不自然に大量に流れた場合や風呂のつけ放しのように必要以上にガスの使用時間が長い場合のように一定時間以上所定の流量のガスが流れたときに自動的にガスの流れを遮断し、さらに、ゴム管にヒビがありガスが漏れて微小量のガスが所定時間(例えば30日以上)流れ続けた場合のようなときには警報を発するという機能を持つメータである。 By the way, when receiving supply of commercial gas, from the viewpoint of safety, there is a case where the supply of gas is received through a meter that issues an alarm or automatically shuts off the gas flow when the gas continues to flow for a predetermined time. This is particularly noticeable when supplying commercial gas at home. A meter having such a protection function is generally called a microcomputer meter. For example, the microcomputer meter can be used for a certain period of time, such as when the gas flows unnaturally in large quantities, such as when the rubber tube is removed, or when the gas usage time is longer than necessary, such as leaving the bath. The gas flow is automatically shut off when a gas of the flow rate of flows, and furthermore, there is a crack in the rubber tube, the gas leaks, and a minute amount of gas continues to flow for a predetermined time (for example, 30 days or more). It is a meter that has a function to issue an alarm when it is not.
燃料電池も燃料ガスの原料燃料として商用ガスを用いる場合はマイコンメータを通過したガスを改質器に導入することがあり、特に家庭においてはマイコンメータを介してガスの供給を受けることが一般的である。 When using commercial gas as a raw material fuel for fuel cells, the gas that has passed through the microcomputer meter may be introduced into the reformer. In general, the gas is supplied via the microcomputer meter at home. It is.
しかしながら、一定の電力負荷が絶えずある場合は、燃料電池を常に運転させるために燃料電池の運転に合わせて改質器に商用ガスを導入していると、所定時間(例えば30日以上)ガスが流れ続けたときに、それが正常な運転であってもマイコンメータはガス漏れがあったと誤認して警報を発する場合がある。警報が発せられるとユーザーが警報を止めなければならないという煩わしさがあり、また、警報を止めるためには所定時間(例えば3分以上)マイコンメータがパルスを検出しない状態、すなわちガスの流れが無い状態にしなければならない。警報を止めるために改質器に導入するガスの流れを遮断すると燃料ガスの生成が停止され、燃料ガスの供給が絶たれた燃料電池も停止してしまう。一旦燃料電池の運転が停止してしまうと定常運転の状態に戻るまでに時間がかかる。これが電力負荷が大きい時間帯に行なわれると多くの電力を外部から購入しなければならず、燃料電池システムを導入したメリットを充分に活かすことができない、すなわち運用効率の低下を招くことになる。一方、安全性の観点からマイコンメータの保護機能を無効にすることは難しい。 However, when there is a constant power load constantly, if commercial gas is introduced into the reformer in accordance with the operation of the fuel cell in order to always operate the fuel cell, the gas will be consumed for a predetermined time (for example, 30 days or more). When it continues to flow, even if it is in normal operation, the microcomputer meter may mistakenly recognize that there is a gas leak and issue an alarm. When an alarm is issued, there is annoyance that the user must stop the alarm, and in order to stop the alarm, the microcomputer meter does not detect a pulse for a predetermined time (for example, 3 minutes or more), that is, there is no gas flow. Must be in a state. If the flow of gas introduced into the reformer to stop the alarm is interrupted, the production of fuel gas is stopped, and the fuel cell from which the supply of fuel gas is cut off is also stopped. Once the operation of the fuel cell is stopped, it takes time to return to the steady operation state. If this is performed during a time period when the power load is large, a large amount of power must be purchased from the outside, and the merit of introducing the fuel cell system cannot be fully utilized, that is, the operation efficiency is lowered. On the other hand, it is difficult to disable the protection function of the microcomputer meter from the viewpoint of safety.
本発明は上述の課題に鑑み、マイコンメータの保護機能を無効にすることなく、マイコンメータによる警報の発生を回避して、燃料電池システムの運用効率の低下を抑制することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a fuel cell system capable of avoiding an alarm from being generated by the microcomputer meter and suppressing a decrease in operation efficiency of the fuel cell system without invalidating the protection function of the microcomputer meter. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために請求項1に記載の燃料電池システムは、例えば図1に示すように、所定時間ガスが流れ続けたときに警報を発するメータ2を通過した商用ガスGを導入し該商用ガスGを改質して水素に富む燃料ガスhを生成する改質装置31と、燃料ガスhを導入し電気化学的反応により負荷側に供給する電力を発電すると共に熱を発生する燃料電池32とを有する燃料電池ユニット3と;負荷側で使用された消費電力を計測する消費電力計測手段39と;燃料電池ユニット3の起動及び停止を制御する制御装置9であって、消費電力計測手段39で計測された消費電力のスケジュールに基づいて、燃料電池ユニット3の運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、燃料電池ユニット3を第2の所定時間の間停止状態に保持する制御装置9とを備える。
In order to achieve the above object, the fuel cell system according to
このように構成すると、消費電力計測手段で計測された消費電力のスケジュールに基づいて、燃料電池の運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、燃料電池を第2の所定時間の間停止状態に保持するので、メータが警報を発することを回避する燃料電池システムを構築することができる。 If comprised in this way, based on the schedule of the power consumption measured by the power consumption measuring means, after starting the operation of the fuel cell and before the first predetermined time elapses, the fuel cell is set to the second predetermined time. Since the fuel cell system is kept stopped for a period of time, a fuel cell system that prevents the meter from issuing an alarm can be constructed.
なお、「商用ガス」とは、都市ガスやプロパンガスなどの対価を支払って外部から供給を受けるガスをいう。また、「負荷側」とは、電気や給湯などの熱を消費する部分をいい、「スケジュール」とは、一日のうちで負荷側が電気や熱を消費する時間帯をいう。また、「第1の所定時間」は、典型的には、ゴム管にヒビがあってガスが漏れたときのように、所定の流量のガスが一定時間以上流れたときにメータが警報を発するのに要する時間(例えば30日)である。また、「第2の所定時間」は、典型的には、第1の所定時間の計測を中断するために必要な時間(例えば60分)である。 The “commercial gas” refers to a gas that is supplied from outside by paying consideration such as city gas and propane gas. The “load side” refers to a portion that consumes heat such as electricity or hot water, and the “schedule” refers to a time period during which the load side consumes electricity or heat during the day. In addition, the “first predetermined time” typically indicates that the meter issues an alarm when a predetermined flow rate of gas flows for a predetermined time or more, such as when a gas leaks due to a crack in a rubber tube. This is the time required (for example, 30 days). Further, the “second predetermined time” is typically a time (for example, 60 minutes) necessary for interrupting the measurement of the first predetermined time.
また、請求項2に記載の燃料電池システムは、例えば図1に示すように、請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、制御装置9は、スケジュールから読み取った消費電力が、最小となる時間帯又は燃料電池ユニット3の最小出力以下となる時間帯であって、且つ消費電力計測手段39で計測された消費電力が所定の電力以下のときに燃料電池ユニット3を停止状態に保持する。
In addition, in the fuel cell system according to
このように構成すると、スケジュールから読み取った消費電力が、最小となる時間帯又は燃料電池ユニットの最小出力以下となる時間帯であって、且つ消費電力計測手段で計測された消費電力が所定の電力以下のときに燃料電池ユニットを停止状態に保持するので、電力負荷が最小又は燃料電池ユニットの最小出力以下のときに燃料電池の運転を停止してメータを通過するガスの流れを第2の所定時間の間遮断することとなり、電力負荷が大きいときにメータの警報が発せられることを回避する結果燃料電池の運転が停止することを回避することができ、運用効率の低下を最小限に留めた燃料電池システムとなる。なお、「所定の電力」とは、典型的には、スケジュールから読み取った消費電力の最小値又は燃料電池ユニットの最小出力に相当する電力であり、余裕係数を掛けた値も含む。 With this configuration, the power consumption read from the schedule is a minimum time zone or a time zone where the power consumption is less than the minimum output of the fuel cell unit, and the power consumption measured by the power consumption measuring means is a predetermined power. Since the fuel cell unit is held in the stopped state at the following times, the operation of the fuel cell is stopped when the power load is the minimum or the minimum output of the fuel cell unit and the flow of gas passing through the meter is set to the second predetermined value. As a result of shutting down for a period of time and avoiding the alarm of the meter being issued when the power load is large, it is possible to avoid the stop of the fuel cell operation and minimize the decrease in operational efficiency. It becomes a fuel cell system. The “predetermined power” is typically power corresponding to the minimum value of power consumption read from the schedule or the minimum output of the fuel cell unit, and includes a value multiplied by a margin coefficient.
また、請求項3に記載の燃料電池システムは、例えば図1に示すように、請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、燃料電池32で発生した熱を、温水を媒体として蓄える貯湯ユニット4と;貯湯ユニット4から負荷側に向けて導出される温水の流量を計測する温水流量計測手段49A、49Bと;温水流量計測手段49A、49Bで計測された温水の流量のスケジュールに基づいて、燃料電池ユニット3の運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、燃料電池ユニット3を第2の所定時間の間停止状態に保持する制御装置9とを備える。
Further, as shown in FIG. 1, for example, the fuel cell system according to claim 3 stores heat generated in the
このように構成すると、温水流量計測手段で計測された温水の流量のスケジュールに基づいて、燃料電池の運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、燃料電池を第2の所定時間の間停止状態に保持するので、メータが警報を発することを回避し、さらに運用効率の低下を抑制した燃料電池システムを構築することができる。 If comprised in this way, based on the schedule of the flow rate of the warm water measured by the warm water flow rate measuring means, the fuel cell is placed in the second period after the start of the fuel cell until the first predetermined time elapses. Since the fuel cell system is maintained in a stopped state for a predetermined time, it is possible to construct a fuel cell system that prevents the meter from issuing an alarm and further suppresses a decrease in operation efficiency.
また、請求項4に記載の燃料電池システムは、例えば図1に示すように、請求項3に記載の燃料電池システムにおいて、制御装置9は、スケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニット4にあるときに燃料電池ユニット3を停止状態に保持する
Further, in the fuel cell system according to
このように構成すると、スケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニットにあるときに燃料電池ユニットを停止状態に保持するので、負荷側で使用される熱量の蓄熱を燃料電池の排熱で賄うことができ、メータが警報を発することを回避すると共に運用効率の低下を抑制した燃料電池システムを構築することができる。なお、「スケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニットにあるとき」とは、典型的には、燃料電池ユニットを停止する際に貯湯ユニットが保有している有効に利用可能な熱量が燃料電池ユニット停止中に使用されることが予想される熱量より多いとき、又は燃料電池ユニットを停止する際に貯湯ユニットが保有している有効に利用可能な熱量と燃料電池ユニットの運転が再開されてから蓄熱されることが予想される熱量との合計の熱量が燃料電池ユニット停止中を含めた以後使用されることが予想される熱量より多いときである。 With this configuration, since the fuel cell unit is held in a stopped state when the amount of heat used on the load side read from the schedule is in the hot water storage unit, the heat stored in the amount of heat used on the load side is stored in the exhaust heat of the fuel cell. Thus, it is possible to construct a fuel cell system that prevents the meter from issuing an alarm and suppresses a decrease in operational efficiency. Note that “when the amount of heat used on the load side read from the schedule is in the hot water storage unit” typically means the amount of heat that can be used effectively by the hot water storage unit when the fuel cell unit is stopped. Is more than the amount of heat expected to be used while the fuel cell unit is stopped, or when the fuel cell unit is stopped, the amount of heat available to the hot water storage unit and the operation of the fuel cell unit resumes. This is when the total amount of heat with the amount of heat that is expected to be stored after the start is greater than the amount of heat that is expected to be used after the fuel cell unit is stopped.
また、請求項5に記載の燃料電池システムは、例えば図1に示すように、請求項3又は請求項4に記載の燃料電池システムにおいて、制御装置9は、スケジュールから読み取った温水の流量が最小となる時間帯に燃料電池ユニット3を停止状態に保持する。
Further, in the fuel cell system according to claim 5, for example, as shown in FIG. 1, in the fuel cell system according to
このように構成すると、スケジュールから読み取った温水の流量が最小となる時間帯に燃料電池ユニット3を停止状態に保持するので、電力負荷のみならず熱需要も最小のときに燃料電池の運転を停止してメータを通過するガスの流れを第2の所定時間の間遮断することにより、電力負荷及び熱需要の少なくとも一方が大きいときにメータの警報が発せられることを回避する結果燃料電池の運転が停止することを回避することができ、さらに運用効率の低下を最小限に留めた燃料電池システムとなる。なお、スケジュールから読み取った温水の流量の最小とは、唯一最小の流量ではなく、ゼロを含む最小値付近の一定の幅内にある流量も含む。
With this configuration, since the
本発明によれば、消費電力計測手段で計測された消費電力のスケジュールに基づいて、燃料電池の運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、燃料電池を第2の所定時間の間停止状態に保持するので、メータが警報を発することを回避する燃料電池システムを構築することができる。 According to the present invention, on the basis of the power consumption schedule measured by the power consumption measuring means, the fuel cell is connected to the second predetermined time after starting the operation of the fuel cell until the first predetermined time elapses. Since the fuel cell system is kept stopped for a period of time, a fuel cell system that prevents the meter from issuing an alarm can be constructed.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。なお、図中、破線は制御信号を表す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or equivalent devices are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the figure, a broken line represents a control signal.
図1を参照して本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る燃料電池システム1を説明するブロック図である。燃料電池システム1は、燃料電池ユニット3と貯湯ユニット4と消費電力計39と制御装置9と電力を蓄えるバッテリー61とを備えている。
The configuration of the fuel cell system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a
燃料電池ユニット3は、商用ガスGを導入して改質し水素に富む燃料ガスhを生成する改質装置31と、燃料ガスhと酸素を含有する酸化剤ガスaとを導入して電気化学的反応により発電し、水及び熱を発生する燃料電池32とを備えている。
The
改質装置31は、改質に必要な改質熱を得るための燃焼部31aを有する。また、改質装置31は、商用ガスGを導入するノズルと、改質剤sを導入するノズルと、改質反応により生成される燃料ガスhを導出するノズルとを有する。さらに、燃焼部31aに、燃料電池32から排出されるアノードオフガスpを導入するノズルを有する。改質装置31で生成された燃料ガスhを導出するノズルは、燃料電池32の燃料極32aと接続されている。商用ガスGを導入するノズルには配管53が接続されており、配管53にはガス流量計37と流量調整弁38とが配置されている。配管53は燃料電池ユニット3外の配管52に接続されており、配管52にはメータ2が配置されている。
The
ガス流量計37と制御装置9との間には信号ケーブルが敷設されている。ガス流量計37は、燃料電池ユニット3の改質装置31に導入されるガスGの流量を計測し、計測したガスGの流量を信号として制御装置9に送信することができるように構成されている。
A signal cable is laid between the
流量調整弁38は電動二方弁で、改質装置31に導入するガスGの流量を調整し、ガスGの流れを遮断できるように構成されている。流量調整弁38と制御装置9との間には信号ケーブルが敷設されている。流量調整弁38は制御装置9からの信号を受信して弁の開閉動作をすることにより、改質装置31へのガスGの導入を制御して燃料電池32の運転及び停止を制御することができるように構成されている。
The flow
メータ2は、一定時間以上所定の流量のガスが流れたときにガスGの流れを遮断し、所定時間ガスが流れ続けたときには警報を発する機能(安全装置)を持っており、マイコンメータと呼ばれることもある。メータ2は、例えば、ゴム管が外れたときのようにガスが不自然に大量に流れた場合や風呂のつけ放しのように必要以上にガスの使用時間が長い場合のように一定時間以上所定の流量のガスが流れたときに自動的にガスの流れを遮断し、さらに、ゴム管にヒビがありガスが漏れて微小量のガスが所定時間流れ続けた場合のようなときには警報を発するように構成されている。ここで、所定時間ガスが流れ続けたときに警報を発する場合における「所定時間」は、本実施の形態では30日であり、これが第1の所定時間に相当する。また、所定時間ガスが流れ続けていても流れる量が極めて少量であるときはメータ2が警報を発することを回避することができるが、この場合における「極めて少量」とは、一般的に10ml/min程度以下の量なので、実質的に30日(第1の所定時間)以内に一度ガスの流れを遮断する必要がある。また、メータ2は、30日以内に所定時間の間ガスの流れが無い場合にガス漏れがなく正常であると判断し30日の計測を中断して新たに30日の計測を開始するが、この場合の「所定時間」は、本実施の形態では60分であり、これが第2の所定時間に相当する。メータ2を通過したガスGは、改質装置31、補助加熱器42A、42B、及びシステム外のガスコンロ等のガス器具99などに供給される。
The
燃料電池32は、固体高分子形燃料電池であり、燃料極32aと空気極32bと冷却水流路32cとを有する。燃料極32aには、改質装置31で生成され導入される燃料ガスhを導入するノズルと、アノードオフガスpを排出するノズルが配置されている。空気極32bには、ブロワ88から送出される酸化剤ガスaを導入するノズルと、カソードオフガスqを排出するノズルが配置されている。冷却水流路32cには、循環ポンプ35により圧送される冷却流体としての冷却水cを導入するノズルと、冷却水cを導出するノズルが配置されている。
The
空気極32bに酸化剤ガスaを送るブロワ88と制御装置9との間には信号ケーブルが敷設されている。ブロワ88は制御装置9からの信号を受信して回転翼の回転数を調整し、燃料極32aに送られる燃料ガスhの流量に応じた流量の酸化剤ガスaを空気極32bに送るように構成されている。
A signal cable is laid between the
改質装置31及び燃料電池32を備える燃料電池ユニット3は、さらに燃料電池32で発電された直流電流を交流電流に変換するインバータ33、燃料電池32で発生した熱を貯湯ユニット4に蓄えるために熱交換する熱交換器34、冷却水流路32c及び熱交換器34に冷却水cを循環させる循環ポンプ35、熱交換器34及び貯湯ユニット4に排熱温水tを循環させる循環ポンプ36を備えている。
The
貯湯ユニット4は、燃料電池32からの排熱を温水として蓄える貯湯槽41と、貯湯槽41から導出されて主として給湯に使用される消費温水uを加熱することができる補助加熱器42Aと、主として暖房や浴槽の追い炊き用に循環される循環温水wを加熱することができる補助加熱器42Bと、消費温水uの流量を計測する消費温水流量計49Aと、循環温水wの流量を計測する循環温水流量計49Bとを備えている。
The hot
貯湯槽41は、上部には温度が上昇した排熱温水tを導入するノズルと給湯器具等の給湯負荷に向けて消費温水uを導出するノズルとが、下部には温度が下がった排熱温水tを熱交換器34に向けて導出するノズルが配置されている。また、貯湯槽41内の上部には電気で発熱する発熱体62が配置されている。
The hot
補助加熱器42Aは、貯湯槽41から導出される温度が高い消費温水uが流れる配管54に配置されている。補助加熱器42Aは、流量調整弁48Aを介して商用ガスGを導入し、導入したガスを燃焼させて配管54内を流れる消費温水uを加熱できるように構成されている。流量調整弁48Aは電動二方弁で、補助加熱器42Aに導入するガスGの流量を調整し、ガスGの流れを遮断できるように構成されている。流量調整弁48Aと制御装置9との間には信号ケーブルが敷設されている。流量調整弁48Aは制御装置9からの信号を受信して弁の開閉動作をすることにより、補助加熱器42AへのガスGの導入を制御して配管54内を流れる消費温水uの温度を制御することができるように構成されている。
The auxiliary heater 42 </ b> A is disposed in the
補助加熱器42Bは、循環温水wが流れる配管55に配置されている。補助加熱器42Bは、流量調整弁48Bを介して商用ガスGを導入し、導入したガスを燃焼させて配管55内を流れる循環温水wを加熱できるように構成されている。流量調整弁48Bは電動二方弁で、補助加熱器42Bに導入するガスGの流量を調整し、ガスGの流れを遮断できるように構成されている。流量調整弁48Bと制御装置9との間には信号ケーブルが敷設されている。流量調整弁48Bは制御装置9からの信号を受信して弁の開閉動作をすることにより、補助加熱器42BへのガスGの導入を制御して配管55内を流れる循環温水wの温度を制御することができるように構成されている。
The
補助加熱器42Aの上流側の配管54には温度検知器43が、下流側の配管54には温度検知器44がそれぞれ配置されている。補助加熱器42Bの上流側の配管55には温度検知器45が、下流側の配管55には温度検知器46がそれぞれ配置されている。各温度検知器43、44、45、46と制御装置9との間には信号ケーブルがそれぞれ敷設されている。温度検知器43、44は配管54内を流れる消費温水uの温度をそれぞれ検知し、検知した消費温水uの温度を信号として制御装置9にそれぞれ送信することができるように構成されている。温度検知器45、46は配管55内を流れる循環温水wの温度をそれぞれ検知し、検知した循環温水wの温度を信号として制御装置9にそれぞれ送信することができるように構成されている。
A
温度検知器44の下流側の配管54及び温度検知器46の下流側の配管55には消費温水流量計49A、循環温水流量計49Bがそれぞれ配置されている。消費温水流量計49Aは、貯湯槽41から導出される消費温水uの量、すなわち給湯負荷の量を計測できるように構成されている。循環温水流量計49Bは、暖房器具や風呂の追い炊き配管を流れる循環温水wの量、すなわち暖房負荷や追い炊き負荷(以下「温水負荷」という。)の量を計測できるように構成されている。消費温水流量計49A、循環温水流量計49Bと制御装置9との間には信号ケーブルがそれぞれ敷設されており、消費温水流量計49A、循環温水流量計49Bで計測される温水の流量の計測結果を随時信号としてそれぞれ制御装置9に送信することができるように構成されている。
A consumed hot
消費電力計39は、燃料電池32で発電されインバータ33で交流に変換された電気と商用電源から供給を受ける電気Eとを導入し、機器の動力や電灯などの電力負荷に電気を供給するように構成されている。消費電力計39は、電力負荷がどれくらいあったか、燃料電池ユニット3の発電量はどれくらいあったか、商用電源から電力の供給をどれくらい受けたかについて計測することができるように構成されている。消費電力計39と制御装置9との間には信号ケーブルが敷設されており、消費電力計39で計測される発電電流の量や電力負荷の計測結果を随時信号として制御装置9に送信することができるように構成されている。
The
制御装置9は、消費電力計39からの電力負荷計測信号を随時受信して、一日のうちのどの時間帯に電力負荷がどれくらいあったか、燃料電池ユニット3の発電量はどれくらいあったか、商用電源から電力の供給をどれくらい受けたかの計測結果を少なくとも30日分保持できるように構成されている。また、消費温水流量計49Aからの給湯負荷信号及び循環温水流量計49Bからの温水負荷計測信号を随時受信して、一日のうちのどの時間帯に給湯負荷信号及び温水負荷がどれくらいあったかの計測結果を少なくとも30日分保持できるように構成されている。制御装置9は、消費電力計39並びに消費温水流量計49A及び循環温水流量計49Bから受信したそれぞれの信号に基づいて、必要な燃料電池32での発電量及び必要な温水量を割り出し、必要に応じて流量調整弁38、48A、48Bに開度調節信号を送信し、必要に応じてブロワ88に回転数調整信号を送信して燃料電池システム1の運転・停止を制御できるように構成されている。
The
バッテリー61は、燃料電池ユニット3で発電された電力が電力負荷よりも多い場合に余剰電力を蓄えることができるように構成されている。また、バッテリー61は、燃料電池ユニット3で発電された電力が電力負荷よりも少ない場合又は電力負荷がバッテリー61の充電量で足りる場合には、放電して電力負荷の一部又は全部に充当することができるように構成されている。
The
なお、メータ2を通過した商用ガスGは、燃料電池システム1を構成する燃料電池ユニット3及び貯湯ユニット4以外である、燃料電池システム1外のコンロ等のガス器具99にも供給されている。
The commercial gas G that has passed through the
続いて図1を参照して燃料電池システム1の作用について説明する。
改質装置31では、改質用水である改質剤sとメータ2を通過した商用ガスGとが導入されて改質剤sと商用ガスGとの水蒸気改質反応により水素に富む燃料ガスhが生成される。水蒸気改質反応は吸熱反応であり、反応に必要な熱は燃焼部31aで燃焼用ガスが燃焼されることにより得られる。生成された燃料ガスhは燃料電池32の燃料極32aに送られる。
Next, the operation of the
In the
燃料電池32では、燃料極32aに導入された燃料ガスhとブロワ88により空気極32bに導入された酸化剤ガスaとの電気化学的反応により発電し、水と熱を発生する。反応に使われなかった燃料ガスh及び酸化剤ガスaは、それぞれアノードオフガスp、カソードオフガスqとして燃料電池32から排出される。アノードオフガスpは改質装置31の燃焼部31aに導かれ、水蒸気改質反応に必要な熱を得るために燃焼用ガスとして燃焼される。燃料電池32で発電した電流は直流電流であり、インバータ33にて交流電流に変換されて消費電力計39に送電される。水は空気極32bで発生し、発生した水が水蒸気の場合はカソードオフガスqと混合して排出され、水滴の場合は酸化剤ガスaの風圧によりカソードオフガスqと共に排出される。発生した熱は冷却水流路32cを流れる冷却水cにより冷却される。冷却水流路32cで受熱した冷却水cは循環ポンプ35により熱交換器34に圧送され、排熱温水tと熱交換される。
In the
排熱温水tは、貯湯ユニット4の貯湯槽41下部の温度が低い部分から採水されて循環ポンプ36により熱交換器34に圧送される。熱交換器34で冷却水cから受熱して温度が上昇した排熱温水tは、貯湯槽41上部に戻される。温度が上昇して貯湯槽41に戻った排熱温水tは、貯湯槽41の上部から消費温水uとして混合水栓などの給湯負荷に向けて導出される。貯湯槽41から導出される消費温水uの温度が給湯負荷が必要とする温度以上であれば補助加熱器42Aは起動しないが、貯湯槽41から導出される消費温水uの温度が給湯負荷が必要とする温度以下であれば流量調整弁48Aで流量調整されたガスGが補助加熱器42Aに供給されて補助加熱器42Aが起動し、消費温水uを所定の温度になるように加熱する。補助加熱器42Aの発停の判断は温度検知器43で検知される温度に基づいて行なわれ、流量調整弁48Aの開度調整は温度検知器44で検知される温度に基づいて行なわれる。給湯負荷に向けて導出される消費温水uの流量は消費温水流量計49Aで計測され、計測された流量は信号として随時制御装置9に送信される。
The waste heat hot water t is sampled from a portion at a lower temperature of the hot
一方、不図示の暖房器具や風呂の追い炊きなどが運転されると循環温水wが循環を開始し、暖房器具や風呂の追い炊きなどの運転が停止されると循環温水wの循環が停止する。循環温水wが循環している間は、流量調整弁48Bで流量調整されたガスGが補助加熱器42Bに供給されて補助加熱器42Bが起動し、循環温水wを所定の温度になるように加熱する。流量調整弁48Bの開度調整は、温度検知器46で検知される温度に基づいて行なわれる。流れる循環温水wの流量は消費温水流量計49Bで計測され、計測された流量は信号として随時制御装置9に送信される。
On the other hand, when a heating appliance (not shown) or a reheating bath is operated, the circulating hot water w starts to circulate, and when an operation such as a heating appliance or a reheating bath is stopped, the circulation of the circulating hot water w stops. . While the circulating hot water w is circulating, the gas G whose flow rate is adjusted by the flow
燃料電池ユニット3から消費電力計39に送電された電流は、不図示の電灯や電気機器などの電力負荷に向けて送電される。燃料電池ユニット3で発電された電力では要求される電力負荷に対して不足する場合は、不足分の電力を商用電源から供給を受け、燃料電池ユニット3で発電された電力と商用電源から供給を受けた電力Eとが合流して電力負荷に送電される。電力負荷に送電される電力は、消費電力計39で計測され、計測された電力は信号として随時制御装置9に送信される。
The current transmitted from the
上述のように商用ガスGから供給を受けメータ2を通過したガスGは、燃料電池ユニット3、貯湯ユニット4、燃料電池システム1外のガス器具99などに分配される。燃料電池ユニット3は電力負荷がある限り運転を続けようとし、燃料電池ユニット3の運転を継続するには改質装置31にガスGを導入し続ける必要があるが、メータ2をガスが連続して第2の所定時間(本実施の形態では60分)以上停止することなく第1の所定時間(本実施の形態では30日)以上流れ続けた場合はメータ2が警報を発し、警報を止めるにはガスの流れを遮断しなければならない。警報を止めるためにガスの流れを遮断しなければならない時間帯が電力負荷が多い時間帯であった場合は、燃料電池ユニット3の発電電力が使用できなくなり運用効率が低下する。また、燃料電池は一度停止すると起動して定常運転に戻るまでに相当の時間がかかるため、定常運転になるまでの時間に電力負荷の多い時間帯が来てしまうと効率のよい燃料電池システム1の運転ができなくなる。また、警報を止めるためにガスの流れを遮断しなければならない時間帯が給湯負荷や温水負荷が多い時間帯であったときは、補助加熱器42A、42Bに供給されるガスも遮断されてしまうため要求される温度まで消費温水u及び循環温水wの温度を上昇させることができなくなる。
As described above, the gas G supplied from the commercial gas G and passing through the
このような不都合を回避するため、燃料電池システム1は、燃料電池システム1の運転が開始されてから第1の所定時間(本実施の形態では30日)以内の間で、電力負荷が最小又は燃料電池ユニット3の最小出力以下で且つ給湯負荷及び温水負荷が最小と予想される時間帯でさらにスケジュールから読み取った負荷側で使用される予想熱量が貯湯ユニット4に現にある場合に自ら燃料電池ユニット3の運転を停止する(いわゆる学習制御)ことにより、電力負荷並びに給湯負荷及び温水負荷が多い時間帯にメータ2で発せられた警報を止めるためにガスの流れを遮断することに起因する燃料電池システム1の運用効率の低下を防ぐこととしている。なお、一般的に、電力負荷が最小の時間帯は人が活動していない時間帯であると考えられ、ガス器具99等の使用も無いと考えられる。以下、図2〜図4を参照して自ら燃料電池ユニット3の運転を停止するに至る流れについて説明する。なお、以下の説明で使用する構成の符号については、適宜図1を参照するものとする。
In order to avoid such an inconvenience, the
図2は、燃料電池ユニット3を運転開始後第1の所定時間が経過するまでの間に第2の所定時間の間停止する動作を説明するフローチャートである。
制御装置9は、消費電力計39、消費温水流量計49A、循環温水流量計49Bから受信した信号に基づきそれぞれ消費電力量、消費温水量、循環温水量を取得し、さらに消費電力計39で計測された燃料電池ユニット3の発電量から発熱量を算出して貯湯ユニット4に蓄えられる熱量を算出し、燃料電池ユニット3の運転開始から27日が経過するまでの各日の時間帯ごとに取得及び算出した結果を保持しておく(S201)。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of stopping the
The
一日の電力負荷の推移は電気が使用される場所(各家庭など)や日ごとに異なるのが一般的であることを考慮して、燃料電池ユニット3の起動から27日が経過するまでの電力負荷の推移を制御装置9に保持しておく。電力負荷の推移として、例えば図3に示すようなものが把握される。図3において、電気は一日中常に使用されているが、6時から9時までと17時から23時までの使用量は多くなっており、電気使用のピークは18時頃となっている。逆に、2時から6時までと10時から17時までの使用量が比較的少なくなっている。なお、燃料電池ユニット3の起動から定常運転に至るまでに必要な時間も把握しておく。
In consideration of the fact that the transition of the daily power load is generally different depending on the place where electricity is used (such as each household) and each day, 27 days have passed since the start of the
電力負荷の推移の把握と同様に、給湯負荷、温水負荷、蓄熱量の推移も制御装置9に保持しておく。給湯負荷の推移として、例えば図4に示すようなものが把握される。図4において、給湯は6時から8時までと17時から21時半まで使用され、22時から23時半までは断続的に使用されている。温水負荷の推移も、例示としての図示はしないが電力負荷や給湯負荷と同様に把握して制御装置9に保持しておく。また、蓄熱量の推移は給湯負荷及び温水負荷並びに電力負荷の推移から推測して制御装置9に保持しておく。
Similarly to grasping the transition of the electric power load, the transition of the hot water supply load, the hot water load, and the heat storage amount is also held in the
27日間の各日・各時間帯の消費電力量、消費温水量、循環温水量、蓄熱量の取得及び算出結果から、最も運用効率の低下が少なく燃料電池ユニット3を停止できる時間帯の候補を抽出する(S202)。最も運用効率の低下が少なく燃料電池ユニット3を停止できる時間帯は、典型的には、予想される電力負荷が最小又は燃料電池ユニット3の最小出力以下で且つ給湯負荷及び温水負荷が最小となる時間帯であって、且つメータ2が警報を発するまでの時間の計測を中断できる第2の所定時間(本実施の形態では60分)に燃料電池ユニット3の起動から定常運転に至るまでに必要な時間(例えば50分)を加えた110分以上ある時間帯で、さらにスケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニット4にある場合である。例えば図3及び図4に示した例においては、2時から6時までと10時から17時までである。
From the acquisition and calculation results of power consumption, hot water consumption, circulating hot water consumption, and heat storage amount for each day / time zone for 27 days, a candidate for a time zone in which the
ここで、燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間帯が複数あるときは、燃料電池ユニット3の再起動後の一定の時間帯に給湯負荷が少ないと予想される方の時間帯を選択する。上述のように燃料電池は一度停止すると起動して定常運転に戻るまでに相当の時間がかかるが、この間は燃料電池の排熱を利用することができない。すなわち、燃料電池ユニット3の再起動後に比較的多い給湯負荷が予想される時間帯に燃料電池ユニット3を停止すると、負荷は日によって変動することがあるので、読み取ったスケジュールから前倒しして給湯負荷が増加した場合は貯湯槽41に蓄えてある温水量では不足する場合があり、この場合は燃料電池システム1の運用効率が低下することとなる。一方、燃料電池ユニット3の再起動後に比較的少ない給湯負荷が予想される時間帯に燃料電池ユニット3を停止すれば、貯湯槽41に蓄えてある温水量が要求される給湯負荷に対して不足する事態が生じる可能性が低い。このような観点から、本実施の形態では2時〜6時を燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間とするのがよい。
Here, when there are a plurality of candidate time zones in which the
また、燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間帯が複数あるときにいずれの時間帯で停止するかの別の判断基準として、燃料電池ユニット3を停止する時間が短かい時間帯を選択してもよい。一般的に、燃料電池は低出力で運転すると高出力で運転するよりも効率が低い。また、燃料電池は、起動・停止の際に予熱等の発電に供されない燃料を消費するため起動・停止の回数は少ない方がよい。すなわち、電力負荷が少なく燃料電池ユニット3を運転すると低出力運転となる場合は、一度燃料電池ユニット3を停止したら電力負荷が増加するまで停止させておいた方がよい場合がある。一方、蓄熱槽41に蓄えられた温水は時間経過と共に放熱していくので燃料電池ユニット3の排熱が貯湯槽41に蓄熱されないと貯湯槽41内の蓄熱量が減少していく。したがって、蓄熱槽41内の放熱による損失を抑制する観点からは、燃料電池ユニット3を停止する時間は第2の所定時間を超えた後は短かい方がよい。このような観点からも、本実施の形態では2時〜6時を燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間とするのがよい。
In addition, as another criterion for determining which time zone to stop when there are a plurality of candidate time zones in which the
なお、燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間帯が複数あり、上記の利点が一つの時間帯に一致しない場合にいずれの燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間で燃料電池ユニット3を停止させるかは、燃料電池システム1の利用者があらかじめ制御装置9に設定しておくことで適宜選択することができる。
If there are a plurality of candidate time zones in which the
ここから再び燃料電池ユニット3の運転を停止するに至る流れの説明に戻る。28日目の燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間(例えば2時〜2時10分)になったとき、電力負荷が所定の電力(電力負荷が最小又は燃料電池ユニット3の最小出力)以下で且つ給湯負荷及び温水負荷が最小の状態で、さらにスケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニット4にあるか否かを判断する(S203)。電力負荷が所定の電力以下で且つ給湯負荷及び温水負荷が最小の状態で、さらにスケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニット4にあれば燃料電池ユニット3を停止するステップ(S205)に進み、なければ次のステップ(S204)に進む。
Returning to the description of the flow from here to the stop of the operation of the
29日目の燃料電池ユニット3を停止できる候補の時間(例えば2時〜2時10分)が来たか否か判断し(S204)、時間が来ていなければ時間が来るまで待ち、時間が来たら電力負荷が所定の電力以下で且つ給湯負荷及び温水負荷が最小の状態で、さらにスケジュールから読み取った負荷側で使用される熱量が貯湯ユニット4にあるか否かにかかわらず、燃料電池ユニット3を停止するステップ(S205)に進む。燃料電池ユニット3が停止したときの電力は、商用電源から供給を受ける。電力負荷が所定の電力以下で且つ給湯負荷及び温水負荷が最小の状態ではないときに燃料電池ユニット3を停止すると燃料電池システム1の運用効率が良いとはいえないが、電力負荷並びに給湯負荷及び温水負荷が大きい時間帯に自動的に停止するよりは燃料電池システム1の運用効率の低下が少なくて済む。
It is determined whether or not a candidate time (for example, 2:00 to 2:10) that can stop the
燃料電池ユニット3が停止すると、メータ2が警報を発するまでの時間の計測を中断できる時間である第2の所定時間(本実施の形態では60分)の計測が開始される(S206)。第2の所定時間の計測が開始された後は第2の所定時間が経過したか否かを判断するステップ(S207)に進む。第2の所定時間が経過していれば燃料電池ユニット3を再起動するステップ(S209)に進み、経過していなければ次のステップに進む。
When the
第2の所定時間が経過していなければ、補助加熱器42A又は42Bの使用があったか否かの判断(S208)をする。補助加熱器42A又は42Bの使用が無ければ第2の所定時間が経過したか否かを判断するステップ(S207)に戻り、補助加熱器42A又は42Bの使用があれば第2の所定時間を計測するステップ(S205)に戻って始めから第2の所定時間を計測し直す。
If the second predetermined time has not elapsed, it is determined whether or not the
計測を開始してから第2の所定時間以上が経過すると、燃料電池ユニット3が再起動される(S209)。燃料電池ユニット3が再起動すると、再び27日が経過するまでの各日の時間帯ごとに消費電力量、消費温水量、循環温水量、蓄熱量の取得及び算出結果を制御装置9に保持するステップ(S201)に戻る。以下、燃料電池ユニット3が第2の所定時間以上停止するまで上記の一連の動作を繰り返す。
When the second predetermined time or more has elapsed since the start of measurement, the
以上の説明では、改質方式は水蒸気改質方式として説明したが、部分酸化改質方式やオートサーマル改質方式であってもよい。部分酸化改質方式やオートサーマル改質方式を採用した場合は燃焼部31aが不要になり、燃料電池ユニット3をコンパクトにすることができる。
In the above description, the reforming method has been described as the steam reforming method, but it may be a partial oxidation reforming method or an autothermal reforming method. When the partial oxidation reforming method or the autothermal reforming method is adopted, the
以上の説明では第1の所定時間は30日、第2の所定時間は60分であるとして説明したが、これらに限定されないことはいうまでもない。 In the above description, the first predetermined time is 30 days and the second predetermined time is 60 minutes. However, it is needless to say that the first predetermined time is not limited to these.
以上の説明では、電力負荷並びに給湯負荷及び温水負荷に基づいて燃料電池ユニット3を停止する時間帯の候補を決定したが、電力負荷のみに基づいて、又は電力負荷と給湯負荷に基づいて燃料電池ユニット3を停止する時間帯の候補を決定してもよいことはいうまでもない。
In the above description, the candidate time zone for stopping the
以上の説明では27日以降に予備日を設けたが、停止までの期間を延ばす観点から、30日目の負荷が少ない時間に停止するように設定してもよい。 In the above description, the preliminary day is provided after the 27th day, but from the viewpoint of extending the period until the stop, it may be set to stop at a time when the load on the 30th day is small.
以上のように、本実施の形態に係る燃料電池システム1は、メータ2の保護機能を無効にすることなく、ガスの流れの停止を最小限に抑制し、ガスの流れを停止するときは燃料電池システム1の運用効率の低下を抑制することができる。
As described above, the
1 燃料電池システム
2 メータ
3 燃料電池ユニット
4 貯湯ユニット
9 制御装置
31 改質装置
32 燃料電池
39 消費電力計
49A 消費温水流量計
49B 循環温水流量計
G 商用ガス
h 燃料ガス
t 排熱温水
u 消費温水
w 循環温水
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記負荷側で使用された消費電力を計測する消費電力計測手段と;
前記燃料電池ユニットの起動及び停止を制御する制御装置であって、前記消費電力計測手段で計測された消費電力のスケジュールに基づいて、前記燃料電池ユニットの運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、前記燃料電池ユニットを第2の所定時間の間停止状態に保持する制御装置とを備える;
燃料電池システム。 A reformer that introduces a commercial gas that has passed through a meter that issues an alarm when the gas continues to flow for a predetermined time and reforms the commercial gas to produce a hydrogen-rich fuel gas, and introduces the fuel gas into an electrochemistry A fuel cell unit having a fuel cell that generates electric power to be supplied to the load side by a thermal reaction and generates heat;
Power consumption measuring means for measuring power consumption used on the load side;
A control device for controlling the start and stop of the fuel cell unit, wherein a first predetermined time after starting the operation of the fuel cell unit based on a schedule of power consumption measured by the power consumption measuring means A control device that holds the fuel cell unit in a stopped state for a second predetermined period of time until it has elapsed;
Fuel cell system.
請求項1に記載の燃料電池システム。 The control device is a time zone in which the power consumption read from the schedule is a minimum time period or a time period in which the power consumption is less than a minimum output of the fuel cell unit, and the power consumption measured by the power consumption measurement unit is Holding the fuel cell unit in a stopped state when it is below a predetermined power;
The fuel cell system according to claim 1.
前記貯湯ユニットから負荷側に向けて導出される温水の流量を計測する温水流量計測手段と;
前記温水流量計測手段で計測された温水の流量のスケジュールに基づいて、前記燃料電池ユニットの運転を開始した後第1の所定時間が経過するまでの間に、前記燃料電池ユニットを第2の所定時間の間停止状態に保持する制御装置とを備える;
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。 A hot water storage unit for storing heat generated in the fuel cell using hot water as a medium;
Hot water flow rate measuring means for measuring the flow rate of hot water derived from the hot water storage unit toward the load side;
Based on the schedule of the flow rate of hot water measured by the hot water flow rate measuring means, the fuel cell unit is moved to the second predetermined time after the start of the operation of the fuel cell unit until the first predetermined time elapses. A control device for holding in a stopped state for a period of time;
The fuel cell system according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の燃料電池システム。 The control device holds the fuel cell unit in a stopped state when the amount of heat used on the load side read from the schedule is in the hot water storage unit;
The fuel cell system according to claim 3.
請求項3又は請求項4に記載の燃料電池システム。
The control device holds the fuel cell unit in a stopped state in a time zone in which the flow rate of the hot water read from the schedule is minimized;
The fuel cell system according to claim 3 or 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004169560A JP4511878B2 (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004169560A JP4511878B2 (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Fuel cell system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005353292A true JP2005353292A (en) | 2005-12-22 |
JP4511878B2 JP4511878B2 (en) | 2010-07-28 |
Family
ID=35587600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004169560A Expired - Lifetime JP4511878B2 (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Fuel cell system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4511878B2 (en) |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011067923A1 (en) | 2009-12-01 | 2011-06-09 | パナソニック株式会社 | Power generation system |
JP2011175816A (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Toto Ltd | Fuel cell system |
JP2011210449A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
WO2013047841A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 京セラ株式会社 | Energy management system, gas meter, and energy management device |
JP2013213609A (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-17 | Rinnai Corp | Heating apparatus |
JP2014017161A (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Kyocera Corp | Power system, device and method |
JP2014183016A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Home Kk | Fuel cell power generation system |
JP2014211975A (en) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | トヨタホーム株式会社 | Fuel cell power generation system |
JP2016223690A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 大阪瓦斯株式会社 | Gas power generation system |
JP2017022078A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-26 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2017022079A (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018120720A (en) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018179310A (en) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018186011A (en) * | 2017-04-26 | 2018-11-22 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device and control method |
JP2018185084A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2020016344A (en) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 東京瓦斯株式会社 | Gas supply control device, and gas supply control program |
JP2020046090A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 東京瓦斯株式会社 | Heat-exchange controlling apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104596001B (en) * | 2014-12-29 | 2019-03-19 | 广东合即得能源科技有限公司 | Air-conditioning system and its control method based on methanol-water preparing hydrogen, generating power system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001356037A (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas meter |
JP2002190309A (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Osaka Gas Co Ltd | Operation control system for cogeneration unit |
JP2002281568A (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Mitsui Oil & Gas Co Ltd | Cogeneration system |
JP2003308864A (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Sekisui Chem Co Ltd | Fuel cell cogeneration system |
JP2005346986A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Ebara Ballard Corp | Fuel cell system |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004169560A patent/JP4511878B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001356037A (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas meter |
JP2002190309A (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Osaka Gas Co Ltd | Operation control system for cogeneration unit |
JP2002281568A (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Mitsui Oil & Gas Co Ltd | Cogeneration system |
JP2003308864A (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Sekisui Chem Co Ltd | Fuel cell cogeneration system |
JP2005346986A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Ebara Ballard Corp | Fuel cell system |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5178919B2 (en) * | 2009-12-01 | 2013-04-10 | パナソニック株式会社 | Power generation system |
WO2011067923A1 (en) | 2009-12-01 | 2011-06-09 | パナソニック株式会社 | Power generation system |
JP2011175816A (en) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Toto Ltd | Fuel cell system |
JP2011210449A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
US9678491B2 (en) | 2011-09-28 | 2017-06-13 | Kyocera Corporation | Energy management system, gas meter, and energy management apparatus |
WO2013047841A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 京セラ株式会社 | Energy management system, gas meter, and energy management device |
JP2013073859A (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Kyocera Corp | Energy management system, gas meter and energy management device |
JP2013213609A (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-17 | Rinnai Corp | Heating apparatus |
JP2014017161A (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Kyocera Corp | Power system, device and method |
JP2014183016A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Home Kk | Fuel cell power generation system |
JP2014211975A (en) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | トヨタホーム株式会社 | Fuel cell power generation system |
JP2016223690A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 大阪瓦斯株式会社 | Gas power generation system |
JP2017022078A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-26 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2017022079A (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018120720A (en) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018179310A (en) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018185084A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 大阪瓦斯株式会社 | Energy supply system |
JP2018186011A (en) * | 2017-04-26 | 2018-11-22 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device and control method |
JP2020016344A (en) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 東京瓦斯株式会社 | Gas supply control device, and gas supply control program |
JP7082915B2 (en) | 2018-07-23 | 2022-06-09 | 東京瓦斯株式会社 | Gas supply control device, gas supply control program |
JP2020046090A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 東京瓦斯株式会社 | Heat-exchange controlling apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4511878B2 (en) | 2010-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4511878B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5194425B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5008613B2 (en) | Fuel cell system | |
JP4399553B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2009281724A (en) | Cogeneration system | |
KR100742302B1 (en) | Fuel cell system and operating method | |
US20070275279A1 (en) | Fuel cell system | |
JP2019132477A (en) | Cogeneration system and operation method of the same | |
JP2011003483A (en) | Method of operating fuel cell system, and fuel cell system | |
JP2002042840A (en) | Fuel cell type cogeneration system | |
JP2005038676A (en) | Fuel cell cogeneration system | |
JP2012021751A (en) | Exhaust heat recovery device | |
JP2004164951A (en) | Fuel cell system | |
JP2002093446A (en) | Fuel cell cogeneration system and starting method for fuel cell cogeneration system | |
JP2001065975A (en) | Cogeneration system | |
JP2014089890A (en) | Fuel cell type power generator and cogeneration system | |
JP6124598B2 (en) | Cogeneration system and method of operating cogeneration system | |
KR101362445B1 (en) | Fuel cell system for using waste heat of fuel reformer and operating method of the same | |
JP2006004833A (en) | Front-end system of fuel cell and fuel cell system | |
JP5473823B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5646223B2 (en) | Fuel cell power generation system and operation method thereof | |
JP5317810B2 (en) | Water heater | |
JP6731833B2 (en) | Energy supply system | |
JP6682911B2 (en) | Cogeneration system | |
JP2020153656A (en) | Cogeneration system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060808 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090407 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090520 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20090917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100427 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100507 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4511878 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140514 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |