JP2010185650A - 燃料電池排熱利用熱供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】排熱を有効利用し、外部装置に接続された回路内での温水の凍結を防ぐとともに、温水循環ポンプの容量増に伴う水圧上昇による燃料電池の破損を防止可能な熱供給システムを提供する。
【解決手段】熱供給システム１０は、熱回収熱交換器１が設けられたコージェネレーションシステム６と、熱回収熱交換器１から熱を受け取った不凍液により外部装置７に熱を供給する熱供給熱交換器３と、流路切り替えバルブ１８１、１８２、１８４，１８７を開き流路切り替えバルブ１８３、１８５、１８６を閉じて融雪用熱供給熱交換器１４を迂回するバイパス経路を形成する制御装置１７を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料電池の発電により得られる排熱を、需要先に設置された温水式床暖房装置や温水式融雪装置といった複数の外部装置の熱源として回収・利用する熱供給システムに関する。

積雪寒冷地域において、除雪作業の負担を軽減させるべく、温水式融雪装置の開発が進められてきた。駐車場のような場所にはランニングコストの面から地面内に架橋ポリエチレンパイプを埋設し、その中に温水（不凍液）を流す温水式融雪装置が用いられ、熱源には地中熱や灯油ボイラが利用されてきた。しかし、地中熱の場合は供給熱量の増加が不可能なため、降雪量の増加等、気象条件が厳しくなると路面に雪が残るという問題が、灯油ボイラの場合は近年の原油価格の高騰から、温水式融雪装置を所有しているにもかかわらず運転を控える、といった問題が生じている。これを解決するために、より熱伝導率の高い路盤材の開発や、地中熱を熱源としたヒートポンプを組み合わせた温水式融雪装置の開発が行われているが、他の手段としてコージェネレーションシステムの一つである固体高分子型燃料電池の排熱を利用するタイプが提案されている。

従来、この燃料電池排熱を利用する温水式融雪装置は、７０〜８０℃という、融雪を行うには十分な温度ではあるが微量な、排熱回収後の燃料電池の冷却水をそのまま利用していた（例えば、特許文献１参照）。以下、その装置と動作について、図１０、１１を参照しながら説明する。

図１０において、燃料電池システム２０１には、温水が流出および流入するための冷却水配管２０３が接続され、屋根２０４を経由するように配置される。冷却水配管２０３の往路には冷却水配管２０３に温水を循環させるための循環ポンプ２５が設けられており、循環ポンプ２５の電源線２０５は燃料電池システム２０１に接続するよう配線されている。燃料電池システム２０１は燃料供給配管２０６により水素ボンベ２０７と連結されている。燃料電池システム２０１内のスタック２０８は通常７０〜８０℃程度の温度に保たれることが望ましいのだが、発電に伴い発熱するのでスタック２０８の温度を一定に保つため冷却水を循環させ、冷却水によりスタック２０８の熱を回収するようにしている。昇温された７５℃前後の温水はスタック２０８に流入する前で７０℃前後に落とす必要があり、これを屋根２０４の積雪の間で熱交換を行うことにより実現する。屋根２０４に積もった雪は屋根２０４に配設された冷却水配管２０３を流れる温水から熱を奪うことにより融かされ、冷却水配管２０３を流れる冷却水の温度は雪により熱を奪われ７０℃前後に下がりスタック２０８に流入する。

また、図１１において、燃料電池システム３０１にはプロパンボンベ３０７が燃料供給配管３０６で連結されており、燃料電池システム３０１と貯湯タンク３０２をつなぐ冷却水配管３０３には循環ポンプ３５が配設され、循環ポンプ３５の電源線３０５は燃料電池システム３０１に接続されている。貯湯タンク３０２には屋外用温水配管３０９が接続されており、屋外用温水配管３０９は屋根３０４を経由し貯湯タンク３０２に戻るよう配設され、貯湯タンク３０２の流出側には送水ポンプ３１０を設けた構成となっている。冷却水配管３０３は貯湯タンク３０２の内部を経由し再び燃料電池システム３０１に戻るという閉回路を形成している。貯湯タンク３０２には温水が貯えられており、この温水を送水ポンプ３１０により屋外用温水配管３０９へ循環させるようになっている。

プロパンボンベ３０７から供給されたプロパンガスは燃料電池システム３０１内部にて水素ガスへと改質され、スタック３０８へと供給される。発電に伴い発熱したスタック３０８は冷却水配管３０３を循環する冷却水により温度を一定に保たれ、スタック３０８から熱を回収する。そして、７５℃前後に昇温された冷却水は貯湯タンク３０２に貯えられた温水と熱交換して温度を下げ、７０℃前後の状態となって再びスタック３０８へ供給されることとなる。貯湯タンク３０２に貯えられた温水は送水ポンプ１３０により屋外用温水配管３０９を流れ、屋根３０４に積もった雪を融雪することに利用される。融雪により熱を奪われた温水は流出時に比べて温度を下げた状態となり貯湯タンク３０２に戻る。

特開２００１−２６２８６８（図１、４）

このような従来の燃料電池の排熱を利用した温水式融雪装置では、温水式融雪装置に供給される温水温度は７５℃と高温である。これは融雪を行うために必要とされている温水温度１０℃〜２０℃と比較すると５０℃以上の高温であり、温度という質の観点から考えると無駄な使い方をしていることになる。また、温水式融雪装置に供給する温水温度が高すぎる場合、例えば道路に温水式融雪装置を設置した場合は、霧が発生し交通障害を引き起こす可能性がある。

また、温水式融雪装置への温水を貯湯タンクから取り出している場合に給湯需要が発生し、貯湯タンク内の温水が使用されると、タンク内の温水温度が低下、すなわち、温水式融雪装置へ供給される温水温度が低下する。そのため、温水式融雪装置に供給される温水が凍結する可能性がある。

また、燃料電池と貯湯槽、温水式融雪装置が一つの回路となるため、融雪を行う面積を広く取りポンプ動力を増加させた場合、水圧が上昇し、電池本体へ悪影響を与える可能性がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、排熱を有効利用し、外部装置に接続された回路内での温水の凍結を防ぐとともに、温水循環ポンプの容量増に伴う水圧上昇による燃料電池の破損を防止可能な熱供給システムを提供することを目的としている。

本発明の熱供給システムは、上記目的を達成するために、燃料電池から排熱を回収する熱回収熱交換器と、この熱回収熱交換器において回収した排熱を吸収した不凍液が流れる配管回路と、前記不凍液により吸収された排熱を、外部装置に供給する熱供給手段と、前記配管回路に接続され前記熱供給手段を迂回可能なバイパス配管経路と、前記バイパス配管経路への前記不凍液の流れを切り替える流路切り替え手段と、前記外部装置に設置された信号入力装置が、前記外部装置への熱供給を行う必要がない状態を認識した際に前記流路切り替え手段を制御する、又は、前記不凍液を前記配管回路内に流さない制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴としている。
この発明において、熱供給手段は、熱回収熱交換器において回収した排熱を、外部装置が接続している配管回路を流れる不凍液に供給する役割を持つ。
すなわち、外部装置に熱を供給する外部不凍液が流れる外部配管回路を備える場合には、熱供給手段は、配管回路内の不凍液と、外部配管回路内の外部不凍液との間で熱交換を行う熱供給熱交換器を備えることが好ましい。また、熱供給手段は、配管回路内の不凍液を直接外部装置に供給する構成でも問題無い。

熱回収熱交換器は、隔壁式熱交換器を用いることにより異種の流体間での熱交換を行うことができる。また、温度効率が高く、コンパクトであることが好ましい。

熱供給熱交換器は温度効率が高く、コンパクトであることが好ましい。

膨張タンクは密閉式であることが好ましい。

不凍液が流通する配管回路には断熱対策を施すことが好ましい。また配管回路内を流通する不凍液の温度や流量の計測手段を備えており、制御装置と接続されていることが望ましい。

バイパス配管経路には断熱対策を施すことが好ましい。

制御装置には流路切り替え手段の状態や熱供給を行う外部装置からの入力信号の項目を表示、設定可能な出力装置を備えることが好ましい。外部装置からの入力信号とは、例えば外部装置として温水式床暖房装置を想定した場合は室温あるいは床温の温度であり、温水式融雪装置の場合は供給される不凍液の温度や路面温度、降雪量である。また、前記計測装置からの信号を受け取り、必要熱量を供給するよう、循環ポンプや流路切り替え手段を制御可能である制御装置を備えることが好ましい。

なお、熱源は燃料電池に限らず、ガスタービンやガスエンジン等のコージェネレーションシステムを用いても良い。

本発明によれば、熱回収熱交換器を用いることにより燃料電池の冷却水回路と温水式融雪装置などの外部装置に接続された温水循環回路を別回路とすることができる。したがって、冷却水経路と配管回路を別々に設けることができるため、燃料電池から直接熱を吸収した冷却水経路からは比較的多くの排熱を得ることができ、冷却水経路を介して燃料電池から熱を間接的に吸収した配管回路からは比較的少ない排熱を得ることができる。したがって、本発明では、外部装置の熱需要量に合わせて、冷却水経路又は配管回路に外部装置を設けるといった構成にすることで、外部装置ごとに適切な排熱を供給することができ排熱の有効利用が図れる。また、本発明では、外部装置に過剰の排熱が供給されてしまうことを防止できるため、上述のような外部装置周辺の雪が融けて霧が発生し交通障害を引き起こすといった不都合も防止することができる。
そして、本発明では、冷却水経路と配管回路を別々に設けることができるため、配管回路に不凍液を用いることができる。そのため、不凍液は凍らないので寒冷地においても外部装置に確実に排熱を供給することができる。
さらに、本発明では、冷却水経路を流れる水の需要が増加して、冷却水経路を流れる水の温度が減少した場合でも、冷却水経路と配管回路を別々に設けることができるため、配管回路を流れる不凍液の温度が下がることが無い。そのため、不凍液が凍結することを確実に防止することができる。
そして、本発明では、冷却水経路と配管回路を別々に設けることができるため、外部装置の設置面積が大きい場合でも、配管回路を拡張すればよく、冷却水経路を拡張する必要が無い。そのため、冷却水経路が比較的小さくて済み、冷却水経路に設置するポンプの動力も小さくて済むため、燃料電池に加わる圧力が小さくて済む。よって、燃料電池の破損を防止することができる。また、循環ポンプの容量増による水圧上昇により燃料電池に与える影響を無効にできるため、温水式床暖房装置や温水式融雪装置の施工面積を自由に設定できる。
さらに、本発明では、制御装置により信号入力装置が不凍液の流れをバイパス配管経路に切り替えたり、不凍液を配管回路内に流さない制御を行うため、熱需要のない外部装置にまで熱が供給されてしまうことがない。したがって、さらに、排熱の有効利用が図れる。

また、熱回収熱交換器から排熱を受け取った不凍液が循環する配管回路に、複数の熱供給手段を設置することで、温度レベルの高い外部装置へ熱供給を行ったのち、温度レベルの低い外部装置へ熱供給を行う、という排熱のカスケード利用を行うことが可能となることから、排熱の利用効率を高めることが可能となる。

また、外部装置に熱を供給する外部不凍液が流れる外部配管回路が設けられている場合では、熱供給手段は、配管回路内の不凍液と、外部不凍液との間で熱交換を行う熱供給熱交換器を備えるため、比較的小さな配管回路に複数の外部配管回路を接続して複数の外部装置に排熱を供給することができる。また、熱供給手段が配管回路内の不凍液を直接外部装置に供給する場合では、上記のような熱供給熱交換器や外部配管回路が不要となるため、熱供給システム全体の構成が簡単となる。

さらに、不凍液の温度が低下した際に、加熱手段が不凍液を加熱するので、外部装置に供給する熱量が不足するという不都合を防止することができる。
また、加熱手段は、例えば、外部装置へ供給する熱量が急激に必要になった際に、不凍液を加熱してもよい。そして、不凍液は、加熱手段により加熱されて膨張したり、外部装置に熱を供給して冷却されて収縮するが、膨張タンクがこのような膨張収縮による体積変化を吸収する。そのため、熱供給回路が配管などで構成されている場合、不凍液の体積変化により、配管が破壊されるという不都合を防止できる。

本発明における第１実施形態から第３実施形態までの熱供給システムの熱エネルギー移動を示すフロー図。 第１実施形態の熱供給システムを示す構成図。 第１実施形態における熱供給システムの融雪用熱供給熱交換器に不凍液を供給する状態を示す構成図。 第１実施形態における熱供給システムの床暖房用熱供給熱交換器に不凍液を供給しない状態を示す構成図。 第１実施形態における熱供給システムの床暖房用熱供給熱交換器および融雪用熱供給熱交換器に温水を供給しない状態を示す構成図。 第２実施形態の熱供給システムを示す構成図。 第２実施形態における熱供給システムの変形例を示す構成図。 第３実施形態の熱供給システムを示す構成図。 第３実施形態における熱供給システムの変形例を示す構成図。 従来の燃料電池排熱利用融雪装置における概略構成図。 従来の他の燃料電池排熱利用融雪装置における概略構成図。

図１は本発明における熱エネルギーの移動を示すフロー図である。図１に示すように、熱供給システム１０は、熱回収熱交換器１が設けられたコージェネレーションシステム６と、熱回収熱交換器１にて得られた熱を受け取り外部装置７に熱を供給する熱供給手段３と、を備える。外部装置７としては、温水式床暖房装置１１１および温水式融雪装置１１２とが設けられている
コージェネレーションシステム６として燃料電池システムを用いている。コージェネレーションシステム６は、燃料電池１０１にて発生した排熱を熱回収熱交換器１にて回収させ、残りの熱を貯湯タンク１０２に供給する。
燃料電池１０１は、発電に伴い熱を発生させる。熱供給システム１０は、この発生した熱を利用して温水を得、得られた温水を、熱回収熱交換器１を経由させて貯湯タンク１０２に送る。熱回収熱交換器１は、一次流体である温水から熱を回収し、熱交換により二次流体である不凍液に熱を供給する。そして、熱回収熱交換器１により、熱を受け取り温度が上昇した不凍液は、灯油ボイラ２へと流入する。灯油ボイラ２は、熱需要量に対して不足分の熱を不凍液に供給する。熱供給手段３は、灯油ボイラ２から不凍液を受け取り、膨張タンク４に流入する不凍液と熱交換させる。ここで、灯油ボイラ２を流れる不凍液は、直接膨張タンク４に流入しても良い。膨張タンク４は、不凍液を貯留する。膨張タンク４の下流側には、循環ポンプ５が接続されており、この循環ポンプ５は、外部装置７が接続されている不凍液が流通する回路へ不凍液を供給し、外部装置７にて熱供給を行った後、熱回収熱交換器１へと不凍液を戻す。
熱供給手段３は、熱回収熱交換器１において回収した排熱を、外部装置７が接続している配管回路を流れる不凍液に供給する役割を持つ。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図２〜図５を参照しながら説明する。熱供給システムは、熱源として燃料電池システムを用いており、外部装置として温水式の床暖房装置および融雪装置を用いる。また、第１実施形態では、熱供給手段が、配管回路内の不凍液と、床暖房循環回路３２および融雪循環回路３３内を流れる外部不凍液との間で熱交換を行う床暖房用熱供給熱交換器１１及び融雪用熱供給熱交換器１４を備えた構成を例示する。

図２は本発明の全体概略構成図であり、温水式床暖房装置１１１および温水式融雪装置１１２が共に稼動している状態を示す。
ここで、熱供給システム１０の制御装置１７は、流路切り替えバルブ１８１、１８２、１８４、１８６を開き、流路切り替えバルブ１８３、１８５、１８７を閉じる制御を行う。
燃料電池１０１では、発電の際に発生した排熱が冷却水により回収され、温水となり貯湯タンク１０２に溜められる。温水が燃料電池１０１から貯湯タンク１０２に供給される温水循環経路３０には、熱回収熱交換器１が設置されている。熱回収熱交換器１は、加熱媒体である一次流体の温水から被加熱媒体の二次流体である不凍液により排熱を回収させる。

また、熱回収熱交換器１は、不凍液が循環する配管回路としての不凍液循環経路３１に接続されている。熱回収熱交換器１は、熱回収により温度が上昇した不凍液を灯油ボイラ２へと流入させる。
そして、灯油ボイラ２は、設定温度まで不凍液を昇温させ、熱需要量に対して不足している熱量を供給する。そして、昇温された不凍液は、床暖房用熱供給熱交換器１１、融雪用熱供給熱交換器１４の順に不凍液を流れ、再び熱回収熱交換器１へと戻る。

床暖房用熱供給熱交換器１１は、不凍液循環経路３１および床暖房循環回路３２に接続されている。床暖房用熱供給熱交換器１１では、不凍液と外部不凍液とが熱交換を行い、熱交換により水温が上昇した外部不凍液は、温水式床暖房装置１１１へ流通する。床暖房用循環ポンプ１３は、床暖房用膨張タンク１２に貯留された外部不凍液を送り出し、家屋内に設置された温水式床暖房装置１１１に供給を行い、再び床暖房用熱供給熱交換器１１へ戻す。ここで、温水式床暖房装置１１１に供給された外部不凍液（温水）は、家屋内の室温を上昇させる一方、外部不凍液自体の温度が低下する。

温水式床暖房装置１１１に熱供給を行い、床暖房用熱供給熱交換器１１を通過した後の不凍液は、温水式融雪装置１１２に熱供給を行うのに十分な温度レベルにある。融雪用熱供給熱交換器１４は、不凍液循環経路３１および融雪循環回路３３に接続されている。融雪用熱供給熱交換器１４では不凍液と外部不凍液とが熱交換を行い、融雪用膨張タンク１５に外部不凍液を貯留させる。そして、融雪用循環ポンプ１６は、融雪用膨張タンク１５に貯留された外部不凍液を融雪循環回路３３に流通させて、温水式融雪装置１１２に熱供給を行い、再び融雪用熱供給熱交換器１４へ戻す。ここで、温水式融雪装置１１２に流通する外部不凍液は融雪用熱供給熱交換器１４にて熱を受け取った後、温水式融雪装置１１２の温度を上昇させる一方、外部不凍液自体の温度は低下する。

温水式床暖房装置１１１への熱供給は、室内や床表面に設置された温度センサ１９によりその温度や流量が制御される。例えば、熱供給が不要の場合は制御装置１７からの信号により流路切り替えバルブ１８１、１８２が閉じて、熱回収熱交換器１をバイパスし、燃料電池１０１の排熱をそのまま貯湯タンク１０２へと蓄えるよう自動制御を行う。

温水式融雪装置１１２への熱供給は屋外や路面表面に設置された温度センサ２０および降雪センサ２１により制御される。例えば、降雪量が基準値（任意に設定可能）以下になると制御装置１７による信号入力装置からの信号により流路切り替えバルブ１８６が閉じるとともに、流路切り替えバルブ１８７が開き、融雪用熱供給熱交換器１４をバイパスするよう自動制御を行う。

図３は温水式床暖房装置１１１が稼動し、温水式融雪装置１１２が稼動していない状態を示す。制御装置１７により信号入力装置から切り替え信号を受け取った流路切り替えバルブ１８１、１８２、１８４，１８７は開き、流路切り替えバルブ１８３、１８５、１８６は閉じる。これにより、融雪用熱供給熱交換器１４を迂回するバイパス配管経路が形成される。熱供給システム１０は、灯油ボイラ２経由で熱を受け取った不凍液により、床暖房用熱供給熱交換器１１にて温水式床暖房装置１１１が接続された床暖房循環回路３２に熱供給を行った後、熱回収熱交換器１へと戻す。

温水式床暖房装置１１１へ流通する不凍液は、床暖房用熱供給熱交換器１１にて不凍液と外部不凍液とが熱交換を行い、熱を受け取った後、床暖房用膨張タンク１２を経由し、床暖房用循環ポンプ１３によって送り出され、温水式床暖房装置１１１に熱供給を行い温度が低下した後、再び床暖房用熱供給熱交換器１１へ戻る。

図４は温水式融雪装置１１２が稼動し、温水式床暖房装置１１１が稼動していない状態を示す。制御装置１７により信号入力装置から切り替え信号を受け取った流路切り替えバルブ１８１、１８２、１８５，１８６は開き、流路切り替えバルブ１８３、１８４、１８７は閉じる。これにより、床暖房用熱供給熱交換器１１を迂回するバイパス配管経路が形成される。熱供給システム１０は、灯油ボイラ２経由で熱を受け取った不凍液により、融雪用熱供給熱交換器１４にて温水式融雪装置１１２が接続された融雪循環回路３３に熱供給を行った後、熱回収熱交換器１へと戻す。

温水式融雪装置１１２に流通する外部不凍液は融雪用熱供給熱交換器１４にて熱を受け取った後、融雪用膨張タンク１５を経由し、融雪用循環ポンプ１６によって送り出され、温水式融雪装置１１２に熱供給を行い温度が低下した後、再び融雪用熱供給熱交換器１４へ戻る。

温水式融雪装置１１２への熱供給は屋外や路面表面に設置された温度センサ２０および降雪センサ２１により制御される。例えば、降雪量が基準値（任意に設定可能）以下になると制御装置１７により信号入力装置からの信号により流路切り替えバルブ１８１、１８２が閉じ、熱回収熱交換器１をバイパスするよう自動制御を行う。

図５は温水式床暖房装置１１１および温水式融雪装置１１２が共に稼動していない状態を示す。暖房需要や融雪需要が発生していない場合にこの状態となる。制御装置１７により切り替え信号を受け取った流路切り替えバルブ１８１，１８２が閉じ、熱回収熱交換器１と灯油ボイラ２、床暖房用熱供給熱交換器１１および融雪用熱供給熱交換器１４が切り離され、熱回収熱交換器１において排熱回収を行われない状態となる。
その際、不凍液循環経路３１内を不凍液を流し続けていても構わないが、不凍液の流れを止めてもよい。又、長期に亘り暖房、融雪需要がない場合は、不凍液を本システム系外に出してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、第１実施形態にて説明した部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第１実施形態の熱供給システム１０では、熱供給手段として床暖房用熱供給熱交換器１１を備えた構成を例示した。
これに対して、第２実施形態では、図６に示すように、床暖房用熱供給熱交換器１１及び床暖房循環回路３２を設けることなく、不凍液循環経路３１に温水式床暖房装置１１１を直接設けた。これにより、熱供給手段は、不凍液循環経路３１の不凍液を温水式床暖房装置１１１に直接供給する。
また、例えば、温度センサ１９が基準値（任意に設定可能）以上であると検出した場合、信号入力装置は、流路切り替えバルブ１８４を閉じ、流路切り替えバルブ１８５を開く。これにより、不凍液循環経路３１の不凍液は、温水式床暖房装置１１１を迂回するように、流路切り替えバルブ１８５を有するバイパス配管経路を経由して、融雪用熱供給熱交換器１４に不凍液が流入するようになる。

さらに、例えば、温度センサ１９が基準値（任意に設定可能）未満であるが、基準値に近い値を検出した場合、信号入力装置は、流路切り替えバルブ１８４、１８５の開口状態を調整し、温水式床暖房装置１１１に送り込まれる不凍液の量が少なくなるように調整してもよい。この場合、流路切り替えバルブ１８５を有するバイパス配管経路にも不凍液が流れるようにしてもよい。
そして、第２実施形態では、図７に示すように、融雪循環回路３３において、融雪装置１１２の出入り口近傍に温度センサ２１Ａ、２１Ｂが設けられていてもよい。
温度センサ２１Ａは、融雪循環回路３３の温水式融雪装置１１２よりも上流側に設けられ、温度センサ２１Ｂは、融雪循環回路３３の温水式融雪装置１１２よりも下流側に設けられている。また、温度センサ２１Ａ、２１Ｂは、制御装置１７により制御可能な信号入力装置に接続されている。ここで、温度センサ２１Ａが検出した値と温度センサ２１Ｂが検出した値の差が、基準値以上である場合、流路切り替えバルブ１８６、１８７を調整して、融雪用熱供給熱交換器１４を流れる不凍液の量を増加させてもよい。一方、温度センサ２１Ａが検出した値と温度センサ２１Ｂが検出した値の差が、基準値未満である場合、流路切り替えバルブ１８６、１８７を調整して、融雪用熱供給熱交換器１４に流れる不凍液の量を減少させてもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。尚、以下の説明では、第１実施形態及び第２実施形態にて説明した部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第１実施形態及び第２実施形態の熱供給システム１０では、熱供給手段として融雪用熱供給熱交換器１４を備えた構成を例示した。
これに対して、第３実施形態では、図８に示すように、融雪用熱供給熱交換器１４及び融雪循環回路３３を設けることなく、不凍液循環経路３１に融雪装置１１２を直接設けた。
これにより、熱供給手段は、不凍液循環経路３１の不凍液を融雪装置１１２に直接供給する。
例えば、温度センサ２０又は降雪センサ２１が基準値（任意に設定可能）未満であると検出した場合、信号入力装置は、流路切り替えバルブ１８６を閉じ、流路切り替えバルブ１８７を開く。これにより、不凍液循環経路３１の不凍液は、融雪装置１１２を迂回するように、流路切り替えバルブ１８７が設けられたバイパス配管経路を経由して、不凍液循環経路３１に戻る。

さらに、例えば、温度センサ２０又は降雪センサ２１が基準値（任意に設定可能）以上であるが、基準値に近い値を検出した場合、信号入力装置は、流路切り替えバルブ１８６、１８７の開口状態を調整し、温水式融雪装置１１２に送り込まれる不凍液の量が少なくなるように調整してもよい。この場合、流路切り替えバルブ１８７を有するバイパス配管経路にも不凍液が流れるようにしてもよい。
また、図９に示すように、第３実施形態の熱供給システム１０では、第２実施形態の図７に示した構成と同様に、融雪循環回路３３において、融雪装置の出入り口近傍に温度センサ２１Ａ、２１Ｂを設けてもよい。

本発明は、燃料電池の発電に伴い発生する熱を、温水式床暖房装置や、温水式融雪装置の熱源として回収・利用する熱供給装置として有用である。また、燃料電池のほかに、マイクロガスタービンやガスエンジンといったコージェネレーションシステムにも適用できる。

１ 熱回収熱交換器
２ 灯油ボイラ
３ 熱供給熱交換器
４ 膨張タンク
５ 循環ポンプ
６ コージェネレーションシステム
７ 外部熱供給装置
１０ 熱供給システム
１１ 床暖房用熱供給熱交換器
１２ 床暖房用膨張タンク
１３ 床暖房用循環ポンプ
１４ 融雪用熱供給熱交換器
１５ 融雪用膨張タンク
１６ 融雪用循環ポンプ
１７ 制御装置
１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７ 流路切り替えバルブ
１９、２０ 温度センサ
２１ 降雪センサ
３２ 床暖房循環回路
３３ 融雪循環経路
１０１ 燃料電池
１０２ 貯湯タンク
１０３ 冷却水配管
１０４ 屋根
１０５ 循環ポンプ電源線
１０６ 燃料供給配管
１０７ プロパンボンベ
１０８ スタック
１０９ 屋外用温水配管
１１０ 送水ポンプ
１１１ 温水式床暖房装置
１１２ 温水式融雪装置

Claims (6)

1. 燃料電池から排熱を回収する熱回収熱交換器と、
   この熱回収熱交換器において回収した排熱を吸収した不凍液が流れる配管回路と、
   前記不凍液により吸収された排熱を、外部装置に供給する熱供給手段と、
   前記配管回路に接続され前記熱供給手段を迂回可能なバイパス配管経路と、
   前記バイパス配管経路への前記不凍液の流れを切り替える流路切り替え手段と、
   前記外部装置に設置された信号入力装置が、前記外部装置への熱供給を行う必要がない状態を認識した際に前記流路切り替え手段を制御する、又は、前記不凍液を前記配管回路内に流さない制御を行う制御装置と、
   を備えた熱供給システム。
2. 前記外部装置に熱を供給する外部不凍液が流れる外部配管回路を備え、
   前記熱供給手段は、前記配管回路内の不凍液と、前記外部配管回路内の外部不凍液との間で熱交換を行う熱供給熱交換器を備える
   請求項１に記載の熱供給システム。
3. 前記熱供給手段は、前記配管回路内の不凍液を直接前記外部装置に供給する
   請求項１又は２に記載の熱供給システム。
4. 前記不凍液を加熱する加熱手段と、
   前記不凍液の膨張収縮による体積変化を吸収する膨張タンクと、
   を備えた、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の熱供給システム。
5. 前記熱供給熱交換器は、熱需要量の異なる複数の前記外部装置にそれぞれ熱供給可能に複数設けられた、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の熱供給システム。
6. 前記複数の外部装置は、温水式床暖房装置と、温水式融雪装置と、を有し、
   前記流路切り替え手段は、電動制御のバルブを有し、
   前記信号入力装置は、前記温水式床暖房装置に設置される温度センサと、前記温水式融雪装置に設置される降雪センサを備えた、
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の熱供給システム。

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