JP2014072163A

JP2014072163A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2014072163A
Application number: JP2012220022A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kihara; 雅人木原; Masayuki Fukuyasu; 真之福安
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-04-21
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: JP6101925B2

Abstract

【課題】燃料電池システムの燃料電池ユニットの寿命で動作停止した際に、動作停止の理由を明確にユーザーにつたえつつ、かつ継続して従来どおりの給湯機能を表示、操作できないという課題があった。
【解決手段】燃料電池ユニット１２は、累積発電時間、累積発電量および累積通電時間の少なくとも一つが所定の値を超えると停止し発電しなくなるように構成され、リモコン装置１７は、燃料電池ユニット１２が予め定められる停止理由により発電停止しているとき、第１表示部２３に停止理由に関連する発電停止情報を表示し、第２表示部２４には貯湯情報の表示を維持するように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、少なくとも燃料電池ユニットの発電情報を表示する第１表示部と、貯湯ユニットの給湯情報を表示する第２表示部と、を有するリモコン装置を備える燃料電池システムに関するものである。

燃料電池システムは、燃料電池ユニットによる発電機能だけでなく貯湯ユニットによる給湯機能も備えているため、燃料電池システムのリモコン装置は燃料電池ユニットの発電情報と貯湯ユニットの給湯情報を表示するように構成されている。そのため、リモコン装置は発電情報と給湯情報という異なる種類の情報を１つの画面に表示するように構成されている。

例えば、これらの異なる種類の情報を１つの画面に表示した場合にも、燃料電池システムに問題が発生したり、メンテナンス時期が近づいたりすると、その燃料電池システムのアラーム情報をリモコン装置に表示することで、ユーザーに通知する。その際、もう一方の機能の給湯の温度が変えられない、給湯に関する画面が見づらいことでユーザーに不便とならないよう、具体的には給湯情報を表示させたままでアラーム情報を表示し、異なる種類の情報を１つの画面に表示している（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／０６３３８０号

燃料電池システムは、燃料電池ユニットの性能が保証できる期間（以下、適宜「寿命期間」という）に達する（以下、適宜「ライフエンド」という）と動作が停止するように設計されている。そのため従来の構成では、燃料電池システムが寿命期間に達した後は、燃料電池による発電機能と貯湯ユニットによる給湯機能とが共に停止していた。この場合、ライフエンド後にお湯が使えなくなってしまう。

しかしながら、本願発明者らは、燃料電池システムが備えている燃料電池ユニットと貯湯ユニットとは、寿命期間に差異があることを見出した。また、燃料電池ユニットが寿命に達した後も給湯機能は継続利用できるような要望が強いことが分かったため、燃料電池ユニットが寿命期間に達して燃料電池ユニットの動作が停止しても、貯湯ユニットは動作を継続させる必要があることを本願発明者らは見出した。

燃料電池ユニットが寿命に達した後、つまり、燃料電池ユニットの性能が保証できる期間に達した後も、燃料電池ユニットが寿命に達する以前と、リモコン装置の操作方法と表示画方法とが同様に構成されなければユーザーが困惑する可能性がある。

また、特許文献１のようにアラーム情報だけを示すだけでは、突発的なエラーと勘違いされる可能性もあり、ライフエンドに達したことに気付いてもらえない。また、アラーム情報の詳細を画面で確認するには、一度リモコン装置の操作をする手間を有するという課題を有しており、アラーム情報を画面で確認する時にリモコン装置の全画面表示するために、そうすると給湯機能を操作しにくくなるという課題を有していた。

そこで、本願発明者らは、燃料電池ユニットが寿命に達した後には、リモコン装置を用いて給湯機能は必ず利用できるようにしておくことと、あわせて、発電機能が利用できなくなったこともユーザーに伝えるようにすることで、燃料電池ユニットが動作せず、貯湯ユニットのみが動作する場合においても、表示の分かりやすさと操作性を両立したリモコン装置を備えている燃料電池システムを提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、燃料電池ユニットと、燃料電池ユニットが発生した熱を湯として蓄えるとともに、水を加熱するための燃焼器を有しており、燃料電池ユニットより長い期間動作するように構成されている貯湯ユニットと、少なくとも燃料電池ユニットの発電情報を表示する第１表示部と、貯湯ユニットの給湯情報を表示する第２表示部と、を有するリモコン装置と、備えている燃料電池システムであって、燃料電池ユニットは、累積発電時間、累積発電量および累積通電時間の少なくとも一つの値が予め定められる第１閾値を超えると寿命に達したとして停止するように構成され、リモコン装置は、燃料電池ユニットが寿命に達したことにより停止している場合は、第１表示部に燃料電池ユニットが寿命に達した旨の情報である発電停止情報を表示し、第２表示部には貯湯情報の表示を維持するように構成されている、燃料電池システムである。

本発明のリモコン装置によれば、燃料電池ユニットが寿命に達したことにより停止した場合はその理由をリモコントップ画面の発電関連の表示領域に表示することで、ユーザーは燃料電池が運転停止したことをすぐに理解できる。

本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成図同燃料電池システムのリモコン装置の構成図同燃料電池システムが発電停止しているリモコン装置の表示部を示す図同燃料電池システムの燃料電池ユニットが寿命を迎えた場合のリモコン装置の表示部を示す図同燃料電池システムにエラーが発生した場合のリモコン装置の表示部を示す図同燃料電池システムの燃料電池ユニットおよび貯湯ユニットが寿命を迎えた場合のリモコン装置の表示部を示す図本発明の実施の形態２における燃料電池システムの燃料電池ユニットが寿命を迎えた場合のリモコン装置の表示部を示す図

第１の発明は、燃料電池ユニットと、燃料電池ユニットが発生した熱を湯として蓄えるとともに、水を加熱するための燃焼器を有しており、燃料電池ユニットより長い期間動作するように構成されている貯湯ユニットと、少なくとも燃料電池ユニットの発電情報を表示する第１表示部と、貯湯ユニットの給湯情報を表示する第２表示部と、を有するリモコン装置と、備えている燃料電池システムであって、燃料電池ユニットは、累積発電時間、累積発電量および累積通電時間の少なくとも一つの値が予め定められる第１閾値を超えると寿命に達したとして停止するように構成され、リモコン装置は、燃料電池ユニットが寿命に達したことにより停止している場合は、第１表示部に燃料電池ユニットが寿命に達した旨の情報である発電停止情報を表示し、第２表示部には貯湯情報の表示を維持するように構成されている、燃料電池システムである。

これにより、燃料電池ユニットの表示領域に発電電力を表示せずに、そこに燃料電池ユニットが寿命に達した旨の情報を第１表示部に表示することで、ユーザーは燃料電池が運
転停止したことをすぐに理解でき、かつ従来のようにリモコン操作し運転停止の理由を確認する手間が省けるようになる。また、燃料電池側のアラーム情報を全画面に表示することで操作しづらくなることもなくなり、給湯機能は従来どおり利用できるため、リモコン表示と操作性が両立できるようになる。

第２の発明は、第１の発明において、貯湯ユニットは、累積給湯時間、累積給湯量および累積通電時間の少なくとも一つの値が予め定められる第２閾値を超えると寿命に達したとして停止するように構成され、リモコン装置は、貯湯ユニットが寿命に達した場合は第２表示部に貯湯ユニットが寿命に達した旨の情報を表示するように構成されている、燃料電池システムである。

これにより燃料電池ユニットと貯湯ユニットのどちらも停止していることが、リモコン表示をみればすぐに確認できるようになる。

第３の発明は、第１の発明において、リモコン装置は、燃料電池ユニットが寿命に達した場合は、第１表示部に燃料電池ユニットが寿命に達した旨の情報を表示するとともに、寿命に達した旨の情報以外の燃料電池ユニットに関連する情報を表示しないようにし、第２表示部には貯湯ユニットの情報の表示を維持するように制御する燃料電池システムである。

これにより、発電電力も含め全ての燃料電池ユニットの情報を表示せず、運転停止の理由がリモコントップ画面の発電関連の表示領域に表示することで、ユーザーは燃料電池ユニットが寿命をむかえ運転停止したことにより明確に理解できるようになり、かつ従来のようにリモコン操作し運転停止の理由を確認する手間が省けるようになる。また、燃料電池側のアラーム情報を全画面に表示することで操作しづらくなることもなくなり、給湯機能は従来どおり利用できるため、リモコン表示と操作性が両立できるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（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構成図である。図１において、燃料電池システム１１は燃料、例えば炭化水素を含む都市ガスなどの原料から水素を取り出し酸素と反応させ燃料電池ユニット１２で発電する。具体的には燃料電池ユニット１２は、改質器１８にて都市ガスから水素を取り出し、取り出した水素を酸素と反応させるスタック１９などを備えている。

また燃料電池ユニット１２の発電の際に発生する排熱を吸収して生成したお湯を貯湯ユニット１３の貯湯タンク１５にお湯をため、貯湯タンク１５のお湯が利用できない場合には、都市ガスを燃焼する給湯器１４を利用してお湯を生成するシステムである。そして、リモコン装置１７は、燃料電池システム１１にて、発電方法の設定を行ったり、貯湯タンク１５から供給される給湯温度を所望の温度に設定したりするため利用される。

図２は本発明の実施の形態１におけるリモコン装置の構成図である。図２のリモコン装置は燃料電池ユニット１２が発電していることを示している。リモコン装置１７は、表示部２２と操作スイッチ部２５とを備えている。表示部２２には発電状態を示す第１表示部２３と給湯器状態の給湯温度やお湯温度を表示する第２表示部２４とを備えており、燃料電池システム１１の発電機能と給湯機能を操作できるようになる。

表示部２２は図２に示すような画像を表示するこができれば、どのような形態でもよく
、例えば液晶などが用いることができる。その表示部２２の制御手段はＣＰＵの演算処理器で構成され、ＣＰＵで動作するソフトウェアや画像は不揮発性メモリ等のメモリに記憶される。ＣＰＵでソフトウェアが動作し、必要な画像をＬＥＤに表示することで、表示部２２に燃料電池システムの動きにあった画像が表示される。図２に示すリモコン画面はリモコンの最初に現れるトップ画面である。メニューなどリモコン操作した後にもこのトップ画面にもどるような、最もユーザーが目にする画面である。

ここで、通常、燃料電池ユニット１２が発電している場合のトップ画面について説明する。図２のように発電電力表示部２６には燃料電池ユニット１２が発電している電力０．７５ｋｗｈが表示され、燃料電池ユニット１２の発電の動きが見える。また、矢印などのアニメーションで動きを加えることで、その動きを更に分かりやすくすることもできる。そして、購入電力表示部２８の購入電力０．７５ｋｗｈとあわせて、負荷電力表示部２７の家庭内の負荷電力１．５０ｋｗｈをまかなうことを示す。このような燃料電池ユニット１２の発電に関わる表示を発電電力表示部２６に行うことで、燃料電池ユニット１２の発電の動きが見えることになる。

なお、燃料電池ユニット１２が発電していない場合には、発電電力表示部２６には０．００ｋｗｈと表示する、これで燃料電池ユニット１２が発電していない状態を表す。また、燃料電池ユニット１２の発電しようと起動している状態や発電中、または発電が停止使用としている状態なども発電電力表示部２６のそばでアイコン表示することで、燃料電池ユニット１２の状態を示すことでユーザーは燃料電池ユニット１２の動きを理解できるようになる。

また、燃料電池システム１１の給湯機能に関しては、第２表示部２４にはふろ温度表示部２９と給湯温度表示部３０に表示される。ふろ温度表示部２９にはふろを沸かす際のお湯の設定温度が表示される。一般的には、給湯温度はユーザーの利便性からも、リモコンのトップ画面で操作スイッチ部２５の上下スイッチ操作で直接温度変更が可能である。変更後の温度は給湯温度表示部３０に表示更新される。この給湯温度表示部３０にはシャワーや蛇口から出る給湯温度に関するお湯の設定温度が表示される。また、ふろを沸かす際の温度は、トップ画面の上下スイッチでなく、リモコンのメニューの中で設定温度を変更する。変更後の温度はふろ給湯温度表示部３０に更新して表示される。

なお、燃料電池ユニット１２でエラーが発生した場合については。図４のように、第１表示部２３上にアラート情報５２のように表示してもよい。これにより、エラーが発生したことが確認できる。またこれだけでは、エラーの詳細が分からないため、図５のように、第１表示部２３と第２表示部２４との両方の表示部にわたってポップアップ６２のようにエラー詳細を表示できるような画面を表示してもよい。

ここで、燃料電池ユニット１２の寿命について説明する。燃料電池ユニット１２を構成する改質器１８およびスタック１９の性能が保証できる期間を超えると、発電効率が下がり、場合によっては動作しないこともある。

そのため、燃料電池ユニット１２は、使用限度を超えて寿命に達するとメンテナンスや動作停止となるように設計されている。具体的には燃料電池ユニット１２にＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発メモリに累積発電時間、累積発電量および累積通電時間の少なくとも一つが値をもっておき、その値が予め定められる第１閾値に達した場合に寿命と判定して動作停止する。その場合にメンテナンス期間であれば、使用限度を超えた各種部品を交換することで再度発電できるようになる。しかし、燃料電池ユニット１２が製品としてのライフエンド時期を迎えた場合は、燃料電池ユニット１２は運転停止することになる。

燃料電池ユニット１２が通常の発電をしている場合にライフエンドを迎えると、発電電力表示部２６に０．７５ｋｗ等の数値が表示されているところ、燃料電池ユニット１２が停止し始めるため発電電力０．００ｋｗｈという表示に変わる。このような画面の遷移では発電が停止しただけに見えるため、燃料電池ユニット１２のライフエンド時には第１表示部２３の発電電力表示部２６に運転停止と表示する。

図３は実際に燃料電池ユニット１２がメンテナンスやライフエンドで運転停止した場合のリモコントップ画面である。このように発電していないことを文字にて示すことで、ユーザーは燃料電池ユニット１２が寿命により運転停止したことをすぐに理解できる。これにより、燃料電池ユニット１２のアラーム情報５２やポップアップ６２でエラーの詳細を表示する必要がなくなる。そして、ポップアップ６２で寿命の詳細を表示した際には給湯画面が隠れてしまうために、操作ができなくなってしまうが、図３のように表示することで給湯機能は従来どおり利用できるようになり、リモコン装置の表示の分かりやすさと操作のし易さを両立できるようになる。

また、貯湯ユニット１３は、燃料電池システム１１において、燃料電池ユニット１２の動作停止後に所定の時間が経過した後に実施の形態１のように継続動作させるだけでなく、動作停止させることもできる。貯湯ユニット１３でＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発メモリに累積給湯時間、累積給湯量および累積通電時間の少なくとも一つが値をもっておき、その値が所定の閾値に達した場合に動作停止する。ただし、これは発電せずとも電気は系統より供給できるが、貯湯機能が止まると湯が使えずに風呂に入れないなどの問題となるために、貯湯ユニット１３は燃料電池ユニット１２よりも長く動作するような閾値を設定することになる。

なお、図６のように、第２表示部２４に給湯に関する表示をしないで、かつアラーム情報５２を点滅させるようなトップ画面としてもよい。これにより給湯機能の停止予告を行うことで、燃料電池システム１１の動作停止を知らせることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、リモコンのトップ画面だけが実施の形態１と異なり、トップ画面以外は同じ構成である。図７は、第１表示部２３に通常発電時に表示する発電に関する情報を全て表示しないで、発電しない理由を文章で説明するトップ画面を示す。

これにより、ユーザーは通常の第１表示部２３と表示内容が異なることで、燃料電池ユニット１２がライフエンドをむかえ運転停止したことを、より明確に詳細に理解できるようになる。加えて、必要な対処策まで記述されるため、ユーザーが何を行うべきか明確に伝えることもできるようになる。

また、燃料電池ユニット１２のアラーム情報５２の情報を図５のように全画面に表示させることで運転停止などのエラーの詳細情報を表示する必要がなくなる。これにより、給湯機能は従来どおり利用できるため、リモコン装置の表示の視認性と操作性が両立できるようになる。

なお、図４のように、第１表示部２３に発電に関する表示をしないで、かつアラーム情報５２を点滅させるようなトップ画面としてもよい。その際アラーム情報５２は画面上部に点滅して表示することで第１表示部２３と第２表示部２４を邪魔せずに表示できる。このアラーム情報５２が表示されている場合に、操作スイッチ部２５の確定スイッチを押すことで、アラーム情報５２の詳細が全画面にポップアップ表示６２されてもよい。

これにより、ライフエンド後の貯湯ユニット１３のエラー発生時にも、エラー表示ができ、燃料電池システム１１の状態を正しく把握できる。また、第１表示部２３に運転停止の理由が表示されていれば、燃料電池ユニット１２が運転停止していることが明確にユーザーに伝えることができるようになる。

以上のように、本発明にかかるリモコン装置は、ライフエンド後は発電機能が利用できない理由をリモコン装置の第１表示部に文章で説明し、すぐライフエンドであることを確認できるようになるので、家庭用および業務用の種々の燃料電池システムとして有用である。

１１燃料電池システム
１２燃料電池ユニット
１３貯湯ユニット
１４給湯器
１５貯湯タンク
１７リモコン装置
１８改質器
１９スタック
２２表示部
２３第１表示部
２４第２表示部
２５操作スイッチ部
２６発電電力表示部
２７負荷電力表示部
２８購入電力表示部
２９ふろ温度表示部
３０給湯温度表示部

Claims

燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットが発生した熱を湯として蓄えるとともに、水を加熱するための燃焼器を有しており、前記燃料電池ユニットより長い期間動作するように構成されている貯湯ユニットと、
少なくとも前記燃料電池ユニットの発電情報を表示する第１表示部と、前記貯湯ユニットの給湯情報を表示する第２表示部と、を有するリモコン装置と、
備えている燃料電池システムであって、
前記燃料電池ユニットは、累積発電時間、累積発電量および累積通電時間の少なくとも一つの値が予め定められる第１閾値を超えると寿命に達したとして停止するように構成され、
前記リモコン装置は、前記燃料電池ユニットが寿命に達したことにより停止している場合は、前記第１表示部に前記燃料電池ユニットが寿命に達した旨の情報である発電停止情報を表示し、前記第２表示部には前記給湯情報の表示を維持するように構成されている、燃料電池システム。
前記貯湯ユニットは、累積給湯時間、累積給湯量および累積通電時間の少なくとも一つの値が予め定められる第２閾値を超えると寿命に達したとして停止するように構成され、
前記リモコン装置は、前記貯湯ユニットが寿命に達した場合は前記第２表示部に前記貯湯ユニットが寿命に達した旨の情報を表示するように構成されている、
請求項１に記載の燃料電池システム。
前記リモコン装置は、前記燃料電池ユニットが寿命に達した場合は、前記第１表示部に前記燃料電池ユニットが寿命に達した旨の情報を表示するとともに、前記寿命に達した旨の情報以外の前記燃料電池ユニットに関連する情報を表示しないようにし、前記第２表示部には前記貯湯ユニットの情報の表示を維持するように制御する、
請求項１に記載の燃料電池システム。