JP2007048595A - Fuel cell cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は燃料電池コージェネレーションシステムに関する。 The present invention relates to a fuel cell cogeneration system.
従来より、燃料電池の排熱を利用して温水を生成し、生成された温水を一旦貯湯槽に貯留した後、熱負荷(例えば給湯設備など)に供給するようにした燃料電池コージェネレーションシステムが種々提案されている(例えば特許文献1参照)。これら燃料電池コージェネレーションシステムには、燃料電池の発電量が比較的少ないとき、あるいは燃料電池が運転していないときでも、熱負荷で要求される温度の温水を生成するため、貯湯槽に温水加熱用の電気ヒータが取り付けられる。 Conventionally, there has been a fuel cell cogeneration system that generates hot water using exhaust heat of a fuel cell, stores the generated hot water in a hot water storage tank, and then supplies it to a thermal load (for example, hot water supply equipment). Various proposals have been made (see, for example, Patent Document 1). These fuel cell cogeneration systems generate hot water at the temperature required by the heat load even when the amount of power generated by the fuel cell is relatively small or when the fuel cell is not operating. An electric heater is attached.
ところで、温水が供給される熱負荷は、一般に複数個、例えば風呂の追焚き用の給湯設備や床暖房用の給湯設備などがある。そのため、熱負荷で要求される温水の温度は熱負荷の種類によって相違することとなり、電気ヒータは、貯湯槽の温水を、各熱負荷で要求される温度の内の最も高い温度に合わせて加熱していた。その結果、電気ヒータで消費される電力(エネルギ)が増加するという不都合が生じる。 By the way, there are generally a plurality of heat loads to which hot water is supplied, for example, a hot water supply facility for bathing or a hot water supply facility for floor heating. Therefore, the temperature of the hot water required by the heat load differs depending on the type of the heat load, and the electric heater heats the hot water in the hot water tank according to the highest temperature required for each heat load. Was. As a result, there arises a disadvantage that the electric power (energy) consumed by the electric heater increases.
そこで、例えば特許文献2に記載される技術にあっては、温水を2個の貯湯槽に貯留する、即ち、高温の温水を貯留する第1の貯湯槽と低温の温水を貯留する第2の貯湯槽を備えるように構成し、高温の温水を要求する熱負荷には第1の貯湯槽から、低温の温水を要求する熱負荷には第2の貯湯槽から温水を供給するようにしている。
しかしながら、特許文献2記載の技術にあっては、2個の貯湯槽を備える構成であるため、2個の貯湯槽を燃料電池あるいは熱負荷にそれぞれ接続する配管(給湯管)が必要となり、構成が複雑になるという不具合が生じる。 However, since the technique disclosed in Patent Document 2 is configured to include two hot water storage tanks, pipes (hot water supply pipes) for connecting the two hot water storage tanks to the fuel cell or the thermal load are required. The problem that becomes complicated occurs.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、簡易な構成でありながら、燃料電池の排熱を利用して生成された温水を複数個の熱負荷に供給することができると共に、熱負荷で要求される温度まで温水を昇温させるときの消費エネルギを低減できるようにした燃料電池コージェネレーションシステムを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-described problems and to supply hot water generated by utilizing the exhaust heat of the fuel cell to a plurality of heat loads while having a simple configuration, An object of the present invention is to provide a fuel cell cogeneration system capable of reducing energy consumption when warm water is heated to a temperature required by the above.
上記の目的を解決するために、請求項1にあっては、空気と燃料を供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池の排熱を利用して温水を生成する給湯ユニットとを備えた燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、前記温水が貯留される貯湯槽と、前記貯湯槽に接続され、前記貯留された温水を複数個の熱負荷にそれぞれ供給する複数本の給湯管と、前記複数本の給湯管の付近にそれぞれ配置される複数個の加熱手段と、および前記複数本の給湯管内の温水の温度が、供給すべき熱負荷で要求される温度となるように前記複数個の加熱手段の動作を制御する制御手段とを備えるように構成した。 In order to solve the above-described object, the present invention includes a fuel cell that generates power by being supplied with air and fuel, and a hot water supply unit that generates hot water using exhaust heat of the fuel cell. In the fuel cell cogeneration system, the hot water storage tank in which the hot water is stored, a plurality of hot water supply pipes connected to the hot water storage tank and respectively supplying the stored hot water to a plurality of thermal loads, A plurality of heating means respectively disposed in the vicinity of the hot water supply pipes and the plurality of heating means so that the temperature of the hot water in the plurality of hot water supply pipes is a temperature required by the heat load to be supplied. And a control means for controlling the operation.
請求項2にあっては、前記加熱手段が、電気ヒータからなるように構成した。 According to a second aspect of the present invention, the heating means is constituted by an electric heater.
請求項1に係る燃料電池コージェネレーションシステムにあっては、燃料電池の排熱を利用して生成された温水が貯留される貯湯槽と、貯湯槽に接続され、貯留された温水を複数個の熱負荷にそれぞれ供給する複数本の給湯管と、複数本の給湯管の付近にそれぞれ配置される複数個の加熱手段とを備え、複数本の給湯管内の温水の温度が、供給すべき熱負荷で要求される温度となるように複数個の加熱手段の動作を制御する、即ち、各給湯管の付近に設けられた対応する加熱手段によって複数本の給湯管内の温水を熱負荷で要求される温度となるまで加熱するように構成したので、簡易な構成でありながら、燃料電池の排熱を利用して生成された温水を複数個の熱負荷に供給することができる。また加熱手段は対応する熱負荷で要求される温度となるまで給湯管内の温水を加熱するだけで足る、即ち、従来技術の如く、貯湯槽の温水を、各熱負荷で要求される温度の内の最も高い温度に合わせて加熱することがないため、温水を昇温させるときの消費エネルギを低減できる。さらに、複数本の給湯管の付近にそれぞれ加熱手段を配置するようにしたので、複数本の給湯管内の温水の温度を個々に調整でき、よって温水の温度を熱負荷で要求される温度まで正確に昇温させることができる。 In the fuel cell cogeneration system according to claim 1, a hot water tank that stores hot water generated by using the exhaust heat of the fuel cell, and a hot water tank that is connected to the hot water tank and stores the stored hot water are a plurality of A plurality of hot water supply pipes respectively supplied to the heat load and a plurality of heating means respectively disposed in the vicinity of the plurality of hot water supply pipes, the temperature of the hot water in the plurality of hot water supply pipes being the heat load to be supplied The operation of the plurality of heating means is controlled so that the required temperature is obtained, that is, the hot water in the plurality of hot water pipes is required by a thermal load by the corresponding heating means provided in the vicinity of each hot water pipe. Since it heated so that it might become temperature, it was a simple structure, but the hot water produced | generated using the exhaust heat of a fuel cell can be supplied to several heat load. Further, the heating means only needs to heat the hot water in the hot water supply pipe until the temperature required by the corresponding heat load is reached. That is, as in the prior art, the hot water in the hot water storage tank is heated within the temperature required by each heat load. Therefore, the energy consumed when the temperature of the hot water is raised can be reduced. Furthermore, since the heating means is arranged in the vicinity of the plurality of hot water supply pipes, the temperature of the hot water in the plurality of hot water supply pipes can be individually adjusted, so that the temperature of the hot water can be accurately adjusted to the temperature required by the heat load. The temperature can be increased.
請求項2に係る燃料電池コージェネレーションシステムにあっては、加熱手段が、電気ヒータからなるように構成したので、上記した効果に加え、より一層簡易な構成で、給湯管内の温水を、供給すべき熱負荷で要求される温度まで昇温させることができる。 In the fuel cell cogeneration system according to claim 2, since the heating means is configured to be an electric heater, in addition to the above-described effects, hot water in the hot water supply pipe is supplied with a simpler configuration. The temperature can be raised to the temperature required by the power load.
以下、添付図面に即してこの発明に係る燃料電池コージェネレーションシステムの最良の実施の形態について説明する。 The best mode of the fuel cell cogeneration system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係る燃料電池コージェネレーションシステムの構成を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel cell cogeneration system according to a first embodiment of the present invention.
図1において、符号10は燃料電池コージェネレーションシステムを示す。燃料電池コージェネレーションシステム10は、家庭などに設置される定置型のシステムであり、空気(カソードガス)と燃料(アノードガス)を供給されて発電する燃料電池(スタック)12と、燃料電池12の排熱を利用して温水を生成する給湯ユニット14とを備える。
In FIG. 1,
燃料電池12は、電解質膜(固体高分子膜)と、それを挟持するカソード極(空気極)とアノード極(燃料極)と、各電極の外側に配置されるセパレータ(いずれも図示せず)とから構成される単電池を複数個積層(スタック)して形成された、公知の固体高分子型燃料電池である。
The
燃料電池12のカソード極には、空気を吸引するエアブロワ16がカソードガス管18を介して接続される。エアブロワ16で吸引された空気は、カソードガス(反応空気)として、カソードガス管18を介して燃料電池12のカソード極に供給される。さらに、燃料電池12のカソード極には、燃料電池12から排出されるカソードガス(以下「カソードオフガス」という)を大気へ排出するカソードオフガス管20が接続される。
An
燃料電池12のアノード極には、アノード極に供給すべき燃料が流れるアノードガス管24と、燃料電池12から排出されるアノードガス(以下「アノードオフガス」という)をアノードガス管24に還流させるカソードオフガス管26が接続される。アノードガス管24であって、アノードガスの流れにおいて上流側には、都市ガスなどの燃料の供給源(図示せず)が接続される。
The anode electrode of the
尚、上記したカソードガス管18には、カソードガスを加湿する加湿器などが接続されると共に、アノードガス管24には、脱硫器、改質器、一酸化炭素変成器なども接続されるが、それらは本願の要旨と直接の関係を有しないので、いずれも図示および説明を省略する。
The
燃料電池12は、燃料電池12が発生した電力を出力する出力端子30を備え、出力端子30には、燃料電池12が発生した電力(直流電流)を所定の周波数の交流電流に変換するインバータ32が接続される。またインバータ32には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下「ECU」という)34と、電気負荷(例えば、照明器具などの交流電気機器)36とが接続される。尚、ECU34には、電源(例えば商用電源)が接続され、燃料電池12の発電量が比較的少ないとき、あるいは燃料電池12が運転していないとき、交流電流が供給される。
The
燃料電池12には、冷却水を循環させて燃料電池12を冷却する第1の冷却系40aが接続される。第1の冷却系40aは、冷却水が内部を流れる第1の冷却水管42aを備えると共に、第1の冷却水管42aの途中には、冷却水を燃料電池12に圧送する第1の冷却水ポンプ44aと、第1の熱交換器46aが配置される。第1の冷却水管42aの冷却水は、第1の冷却水ポンプ44aに圧送されることにより、燃料電池12、第1の熱交換器46aを流れ、再度第1の冷却水ポンプ44aへと流れて循環させられる。
Connected to the
第1の熱交換器46aには、前記した給湯ユニット14が接続される。給湯ユニット14は、燃料電池12を冷却することで昇温させられた第1の冷却系42aの冷却水を、第1の熱交換器46aに冷却水を循環させて冷却する第2の冷却系40bと、第2の冷却系40bに第2の熱交換器46bを介して接続されると共に、第1の熱交換器46aで昇温させられた第2の冷却系40bの冷却水から温水を生成し、その温水を熱負荷(後述)に供給する給湯系50とからなる。
The aforementioned hot water supply unit 14 is connected to the
第2の冷却系40bは、冷却水が内部を流れる第2の冷却水管42bを備える。第2の冷却水管42bには、前記した第1および第2の熱交換器46a,46bと、熱負荷に接続される第3の熱交換器46cと、冷却水を第1から第3の熱交換器46a,46b,46cに圧送する第2の冷却水ポンプ44bが配置される。第2の冷却水管42bの冷却水は、第2の冷却水ポンプ44bに圧送されることにより、第1の熱交換器46a、第2の熱交換器46b、第3の熱交換器46cを流れ、再度第2の冷却水ポンプ44bへと流れて循環させられる。
The second cooling system 40b includes a second cooling water pipe 42b through which cooling water flows. The second cooling water pipe 42b includes the first and
給湯系50は、温水が貯留される貯湯槽52と、貯湯槽52と第2の熱交換器46bの間を接続する第1および第2の温水管54a,54bと、貯湯槽52に接続され、貯留された温水を熱負荷56に供給する給湯管58とを備える。
The hot
第1の温水管54aには、温水を圧送する温水ポンプ60が配置される。温水は、温水ポンプ60に圧送されることにより、第1の温水管54a、第2の熱交換器46b、第2の温水管54b、貯湯槽52、第1の温水管54aの順で循環させられる。また、第1の温水管54aには給水管64が接続され、貯湯槽52の貯湯量が減少したとき、水が第1の温水管54aに供給(補給)される。
A warm water pump 60 that pumps warm water is disposed in the first warm water pipe 54a. The hot water is circulated in the order of the first hot water pipe 54a, the
給湯管58は、貯湯槽52の温水を、例えば台所の給湯栓などの熱負荷(以下「第1の熱負荷」という)56aに供給する第1の給湯管58aと、第1の給湯管58aから分岐され、温水を、例えば風呂の追焚き用の給湯設備(以下「第2の熱負荷」という)56bに供給する第2の給湯管58bと、第1の給湯管58aから分岐され、温水を、例えば床暖房用の給湯設備(以下「第3の熱負荷」という)56cに供給する第3の給湯管58cとからなる。
The hot water supply pipe 58 includes a first hot water supply pipe 58a and a first hot water supply pipe 58a for supplying the hot water in the hot
第1の給湯管58aの付近には、第1の給湯管58a内の温水を加熱する第1の電気ヒータ(加熱手段)66aが配置される。また、第1の給湯管58aであって、第1の電気ヒータ66aと第1の熱負荷56aとの間には、第1の温水温度センサと70aが配置される。第1の温水温度センサ70aは、第1の給湯管58a内の温水の温度T1に応じた信号を出力する。
Near the first hot water supply pipe 58a, a first electric heater (heating means) 66a for heating the hot water in the first hot water supply pipe 58a is disposed. The first hot water supply pipe 58a is arranged between the first electric heater 66a and the first
第2の給湯管58bの付近には、第2の給湯管58b内の温水を加熱する第2の電気ヒータ(加熱手段)66bが配置される。また、第2の給湯管58bであって、温水の流れにおいて第2の電気ヒータ66bの下流側には、第2の温水温度センサ70bが配置される。第2の温水温度センサ70bは、第2の給湯管58b内の温水の温度T2に応じた信号を出力する。
In the vicinity of the second hot
第2の給湯管58bであって、第2の温水温度センサ70bの下流側には、第4の熱交換器46dが配置される。第4の熱交換器46dには、第2の熱負荷56bの温水管56b1が接続され、第2の給湯管58b内の温水と温水管56b1内の温水とで熱の授受が行われる。尚、温水管56b1には、温水を第4の熱交換器46dに圧送して温水管56b1内を循環させる第2の熱負荷用温水ポンプ56b2が配置される。
A
第3の給湯管58cの付近には、第3の給湯管58c内の温水を加熱する第3の電気ヒータ(加熱手段)66cが配置される。第3の給湯管58cの途中、具体的には、温水の流れにおいて第3の電気ヒータ66cの下流側には、第3の給湯管58c内の温水の温度T3に応じた信号を出力する第3の温水温度センサ70cが配置される。
Near the third hot
第3の給湯管58cであって、第3の温水温度センサ70cの下流側には、第5の熱交換器46eが配置される。第5の熱交換器46eには、第3の熱負荷56cの温水管56c1が接続される。即ち、第3の給湯管58c内の温水と温水管56c1内の温水は、第5の熱交換器46eにおいて熱の授受が行われる。また、温水管56c1には、温水を第5の熱交換器46eおよび第3の熱交換器46cに圧送して温水管56c1内を循環させる第3の熱負荷用温水ポンプ56c2が配置される。
A
尚、第1から第3の電気ヒータ66a,66b,66cは、ニクロム線などの発熱線と、それを被覆する絶縁材および保護管などからなり、図示しない電源から電流が発熱線に通電されたときに発熱する電熱器である。
The first to third
このように、複数本の給湯管、具体的には、第1から第3の給湯管58a,58b,58c)は、貯湯槽52に接続され、貯留された温水を複数個の熱負荷(第1から第3の熱負荷56a,56b,56c)にそれぞれ供給すると共に、それら複数本の給湯管58a,58b,58cの付近にそれぞれ複数個の電気ヒータ(第1から第3の電気ヒータ66a、66b,66c)が配置される。
As described above, the plurality of hot water supply pipes, specifically, the first to third hot
尚、第2、第3の給湯管58b,58cは最下流側の端部で合流し、第4の給湯管58dに接続される。第4の給湯管58dは、前記した第1の温水管54aに接続される。
The second and third hot
図に示すように、ECU34は、上記したエアブロワ16、第1、第2の冷却水ポンプ44a,44b、温水ポンプ60、および第1から第3の電気ヒータ66a,66b,66cと信号線72を介して接続され、それらの動作を制御する。さらにECU34は、第1から第3の温水温度センサ70a,70b,70cに信号線74を介して接続され、それらのセンサから出力された信号が入力される。尚、第2の熱負荷56bと第2の熱負荷用温水ポンプ56b2、第3の熱負荷56cと第3の熱負荷用温水ポンプ56c2は、それぞれ信号線76,78を介して接続され、第2、第3の熱負荷56b,56cが使用されるとき、各熱負荷用温水ポンプ56b2,56c2は駆動される。
As shown in the figure, the
次いで、燃料電池コージェネレーションシステム10の動作について概説する。
Next, the operation of the fuel
燃料電池コージェネレーションシステム10の始動指示がなされると(より詳しくは、オペレータによって始動スイッチ(図示せず)がオンされると)、燃料が燃料供給源からアノードガス管24に供給される。燃料は、アノードガス管24に配置された図示しない改質器などによって水素を含有した改質ガスに改質された後、燃料電池12のアノード極にアノードガスとして供給される。燃料電池12にアノードガスが供給されると、次いでエアブロワ16が駆動させられ、燃料電池12の発電が開始される。
When an instruction to start the fuel
具体的に説明すると、エアブロワ16で吸引されたカソードガス(空気)は、燃料電池12のカソード極にカソードガス管18を介して供給される。燃料電池12のカソード極に供給されたカソードガスは、アノード極に供給されたアノードガスと電気化学反応を生じる。カソード極およびアノード極で生じる電極反応は、具体的には下記の通りである。
アノード極:H2→2H++2e−
カソード極:1/2O2+2H++2e−→H2O
従って、全体の反応は下記となる。
全体:H2+1/2O2→H2O
More specifically, the cathode gas (air) sucked by the
Anode electrode: H 2 → 2H + + 2e −
Cathode electrode: 1 / 2O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O
Therefore, the overall reaction is:
Overall: H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O
上記の反応によって燃料電池12が発生した電力は、出力端子30から取り出され、インバータ32によって所定の周波数の交流電流に変換された後、その一部がECU34やエアブロワ16などの補機類の電源として使用されると共に、残部が電気負荷36に供給される。
The electric power generated by the
燃料電池12から排出されたカソードオフガスは、カソードオフガス管20を介して大気中に排出される。また、燃料電池12から排出されたアノードオフガス(未反応ガス)は、アノードオフガス管26からアノードガス管24に還流され、再度燃料電池12に供給される。
The cathode offgas discharged from the
第1の冷却水管42aの冷却水は、第1の冷却水ポンプ44aによって燃料電池12へ圧送されると共に、燃料電池12の内部を通過して燃料電池12を冷却する。燃料電池12を冷却することによって昇温させられた冷却水は、その一部が第1の熱交換器46aに供給され、そこで第2の冷却水管42bの冷却水と熱の授受が行われる一方、残部は図示しないラジエータを通過して大気に放熱させられる。
The cooling water in the first cooling water pipe 42 a is pumped to the
第1の熱交換器46aで昇温させられた第2の冷却水管42bの冷却水は、第2の冷却水ポンプ44bによって第2の熱交換器46bに供給される。そこで、第2の冷却水管42bの冷却水と給湯系50の温水と熱の授受が行われる、別言すれば、給湯系50の水が昇温させられて温水が生成される。即ち、燃料電池12の排熱が第1および第2の冷却系40a,40bを介して第2の熱交換器46bに供給され、そこで温水が生成される。
The cooling water in the second cooling water pipe 42b that has been raised in temperature by the
第2の冷却水管42bの冷却水は、第2の熱交換器46bを通過した後、第3の熱交換器46cに供給される。第2の冷却水管42bの冷却水は、第3の熱交換器46cにおいて温水管56c1の温水と熱の授受が行われ、温水管56c1の温水の温度を上昇させる。即ち、燃料電池12の排熱が第1および第2の冷却系40a,40bを介して第3の熱交換器46cに供給され、そこで温水管56c1の温水が昇温させられる。
The cooling water in the second cooling water pipe 42b passes through the
第2の熱交換器46bで生成された温水は、温水ポンプ60によって貯湯槽52に第2の温水管54bを介して供給されて貯留される。また、貯留された温水は、温水ポンプ60によって循環させられるため、第1の温水管54aを介して第2の熱交換器46bに再度供給されて昇温させられる。
The hot water generated in the
貯湯槽52の温水は、第1の熱負荷56aが使用されるとき、第1の給湯管58aを介して第1の熱負荷56aに供給される。また、貯湯槽52の温水は、温水ポンプ60によって第2の給湯管58bを介して第4の熱交換器46dに供給される。第4の熱交換器46dでは、第2の給湯管58bの温水と温水管56b1の温水と熱の授受が行われ、温水管56b1の温水は昇温させられる。
When the
貯湯槽52の温水はさらに、温水ポンプ60によって第3の給湯管58cを介して第5の熱交換器46eに供給される。そこで、第3の給湯管58cの温水と温水管56c1と熱の交換が行われ、温水管56c1の温水の温度は上昇させられる。従って、温水管56c1の温水は、第5の熱交換器46eと前記した第3の熱交換器46cの両方で昇温させられることとなる。
The hot water in the hot
第4および第5の熱交換器46d,46eを通過した第2および第3の給湯管58b,58cの温水は、第4の給湯管58cに流入し、温水ポンプ60によって再度貯湯槽52に還流される。
The hot water in the second and third hot
上述したように、第1から第3の熱負荷56a,56b,56cには、貯湯槽52に貯留された温水が供給される。しかしながら、燃料電池12の発電量が比較的少ないとき(即ち、燃料電池12の発熱量が比較的少ないとき)、あるいは燃料電池12が運転していないときは、貯湯槽52に貯留された温水の温度が低下し、各熱負荷56a,56b,56cで要求される温度の温水を供給できないおそれがある。そのため、貯湯槽に電気ヒータを設けることが考えられるが、そのように構成すると、熱負荷によって要求される温水の温度が異なる場合、貯湯槽の温水の温度を、各熱負荷で要求される温度の内の最も高い温度となるように加熱することとなり、電気ヒータで消費される電力が増加する。そこで、この発明に係る燃料電池コージェネレーションシステム10にあっては、第1から第3の給湯管58a,58b,58cの付近に、それぞれ第1から第3の電気ヒータ66a,66b,66cを設けるようにした。
As described above, the hot water stored in the
図2は、ECU34で実行される、第1から第3の電気ヒータ66a,66b,66cの動作の制御に関する処理を表すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing processing related to control of operations of the first to third
先ずS10において、第1の温水温度センサ70aの出力を読み込み、第1の給湯管58a内の温水の温度T1を検出する。次いでS12に進み、検出された第1の給湯管58a内の温水の温度T1が第1の所定値、正確には第1の熱負荷56aで要求される温度(例えば、約36[℃])を超えているか否か判断する。
First, in S10, the output of the first hot water temperature sensor 70a is read, and the temperature T1 of the hot water in the first hot water supply pipe 58a is detected. Next, the process proceeds to S12, in which the detected temperature T1 of the hot water in the first hot water supply pipe 58a is the first predetermined value, more precisely the temperature required by the first
S12で肯定されるとき、即ち、第1の給湯管58a内の温水が、第1の熱負荷56aで要求される温度を超えているときはS14に進み、第1の電気ヒータ66aを非通電とし、第1の給湯管58a内の温水を加熱しない。一方、S12で否定されるときはS16に進み、第1の電気ヒータ66aを通電して第1の給湯管58a内の温水を加熱し、温水の温度T1が前記第1の所定値となるようにする。
When the result in S12 is affirmative, that is, when the hot water in the first hot water supply pipe 58a exceeds the temperature required by the
次いで、S18に進み、第2の温水温度センサ70bの出力を読み込み、第2の給湯管58b内の温水の温度T2を検出し、S20に進み、S18で検出された温水の温度T2が第2の所定値、より詳しくは、第2の熱負荷56bで要求される温度(例えば、約40[℃])を超えているか否か判断する。
Next, the process proceeds to S18, the output of the second hot
S20で肯定されるとき、具体的には、第2の給湯管58b内の温水が、第2の熱負荷56bで要求される温度を超えているときはS22に進み、第2の電気ヒータ66bを非通電とし、第2の給湯管58b内の温水を加熱しない。S20で否定されるときはS24に進み、第2の電気ヒータ66bを通電する。即ち、第2の給湯管58b内の温水を第2の電気ヒータ66bによって加熱し、温水の温度T2が前記第2の所定値となるようにする。
When the result in S20 is affirmative, specifically, when the hot water in the second hot
次いで、S26に進み、第3の温度センサ70cの出力を読み込み、第3の給湯管58c内の温水の温度T3を検出する。次いでS28に進み、検出された温水の温度T3が第3の所定値、正確には第3の熱負荷56cで要求される温度(例えば、約65[℃])を超えているか否か判断する。
Next, in S26, the output of the
S28で肯定されるときはS30に進み、第3の電気ヒータ66cを非通電とし、第3の給湯管58c内の温水を加熱しない。一方、S28で否定されるとき、換言すれば、第3の給湯管58c内の温水が、第3の熱負荷56bで要求される温度を超えていないときはS32に進み、第3の電気ヒータ66cを通電して第3の給湯管58c内の温水を加熱し、温水の温度T3が前記した第3の所定値となるようにする。
When the result in S28 is affirmative, the process proceeds to S30, the third
このように、この第1実施例に係る燃料電池コージェネレーションシステム10にあっては、空気と燃料を供給されて発電する燃料電池12と、燃料電池12の排熱を利用して温水を生成する給湯ユニット14と、温水が貯留される貯湯槽52と、貯湯槽52に接続され、貯留された温水を複数個の熱負荷(第1から第3の熱負荷56a,56b,56c)にそれぞれ供給する複数本の給湯管、具体的には、第1から第3の給湯管58a,58b,58cと、第1から第3の給湯管58a,58b,58cの付近にそれぞれ配置される複数個の加熱手段(即ち、第1から第3の電気ヒータ66a,66b,66c)と、および第1から第3の給湯管58a,58b,58c内の温水の温度T1,T2,T3が、供給すべき熱負荷で要求される温度(第1から第3の所定値)となるように第1から第3の電気ヒータ66a,66b,66cの動作を制御する制御手段(ECU34)とを備える、即ち、各給湯管58a,58b,58cの付近に設けられた対応する電気ヒータ66a,66b,66cによって第1から第3の給湯管58a,58b,58c内の温水を熱負荷で要求される温度となるまで加熱するように構成した。
As described above, in the fuel
これにより、簡易な構成でありながら、燃料電池12の排熱を利用して生成された温水を、要求される温水の温度が異なる複数個の熱負荷56a,56b,56cに供給することができる。また各電気ヒータ66a,66b,66cは、対応する熱負荷で要求される温度となるまで給湯管58a,58b,58c内の温水を加熱するだけで足る、即ち、貯湯槽に設けられた電気ヒータのように、貯湯槽の温水を、各熱負荷で要求される温度の内の最も高い温度に合わせて加熱することがないため、温水を昇温させるときの消費電力(エネルギ)を低減できる。さらに、第1から第3の給湯管58a,58b,58cの付近にそれぞれ電気ヒータ66a,66b,66cを配置するようにしたので、各給湯管58a,58b,58c内の温水の温度を個々に調整でき、よって温水の温度を熱負荷で要求される温度まで正確に昇温させることができる。
Thereby, although it is a simple structure, the warm water produced | generated using the exhaust heat of the
また、各給湯管58a,58b,58cの付近にそれぞれ配置される加熱手段が、電気ヒータ66a,66b,66cからなるように構成したので、より一層簡易な構成で、給湯管58a,58b,58c内の温水を、供給すべき熱負荷で要求される温水の温度まで加熱する(昇温させる)ことができる。
In addition, since the heating means disposed in the vicinity of each hot
尚、上記において、各熱負荷56a,56b,56cで要求される温水の温度など具体的に示したが、それらの数値は例示であって限定されるものではない。また、熱負荷を3個備えるように構成したが、2個あるいは4個以上であってもよい。
In addition, in the above, although the temperature of the hot water requested | required by each
また、加熱手段が電気ヒータからなるように構成したが、それに加えて、第3の熱交換器46cのような燃料電池12の排熱が供給される熱交換器を各給湯管58a,58b,58cの付近にそれぞれ配置し、各給湯管58a,58b,58c内の温水をさらに加熱するように構成してもよい。
Further, although the heating means is constituted by an electric heater, in addition to that, a heat exchanger such as the
また、燃料電池12を固体高分子型としたが、それに限られるものではなく、他の形式であってもよい。
In addition, although the
また、燃料として都市ガスを使用するように構成したが、LPガス、灯油、メタノール、ナフサ、バイオマス、ガソリンなどであってもよい。 Moreover, although it comprised so that city gas might be used as a fuel, LP gas, kerosene, methanol, naphtha, biomass, gasoline, etc. may be sufficient.
10 燃料電池コージェネレーションシステム、12 燃料電池、14 給湯ユニット、34 電子制御ユニット(ECU。制御手段)、52 貯湯槽、56a 第1の熱負荷(熱負荷)、56b 第2の熱負荷(熱負荷)、56c 第3の熱負荷(熱負荷)、58a 第1の給湯管(給湯管)、58b 第2の給湯管(給湯管)、58c 第3の給湯管(給湯管)、66a 第1の電気ヒータ(加熱手段)、66b 第2の電気ヒータ(加熱手段)、66c 第3の電気ヒータ(加熱手段)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
2. The fuel cell cogeneration system according to claim 1, wherein the heating means is constituted by an electric heater.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005231835A JP2007048595A (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Fuel cell cogeneration system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005231835A JP2007048595A (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Fuel cell cogeneration system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007048595A true JP2007048595A (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37851254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005231835A Withdrawn JP2007048595A (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Fuel cell cogeneration system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007048595A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011021829A (en) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Aisin Seiki Co Ltd | Cogeneration system |
-
2005
- 2005-08-10 JP JP2005231835A patent/JP2007048595A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011021829A (en) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Aisin Seiki Co Ltd | Cogeneration system |
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