JP2015082479A - Fuel cell cogeneration system - Google Patents

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Yoshihito Okitsu
嘉人 興津
吉田 哲
Tetsu Yoshida
哲 吉田
玉田 晴彦
Haruhiko Tamada
晴彦 玉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means capable of removing a bubble generated in a heat exchanger at a low cost in a fuel cell cogeneration system.SOLUTION: A fuel cell cogeneration system 1 comprises: an exhaust passage 9 through which an exhaust gas from a fuel cell power generation module 5 flows; an exhaust heat recovery heat exchanger 11 which is disposed in the exhaust passage 9 and is for heat exchange between an exhaust gas after power generation and a heat medium; a circulation pump 36 for making the heat medium circulate in the exhaust heat recovery heat exchanger 11; and a control unit for performing bubble removal control of discharging a bubble generated inside a secondary side heat exchange path unit 11b of the exhaust heat recovery heat exchanger 11 from the exhaust heat recovery heat exchanger 11, by temporarily increasing a flow rate of the circulation pump 36 when a predetermined condition is established.

Description

本発明は燃料電池コージェネレーションシステムに関し、特に燃料電池発電モジュールからの排気ガスと貯湯タンクからの湯水との間で熱交換を行う排熱回収用熱交換器の熱交換効率を改善したものに関する。   The present invention relates to a fuel cell cogeneration system, and more particularly to an improved heat exchange efficiency of a heat exchanger for exhaust heat recovery that performs heat exchange between exhaust gas from a fuel cell power generation module and hot water from a hot water storage tank.

従来から、空気と改質燃料ガス(水素含有ガス)とを燃料電池セルスタックに供給することで電力を発生させ、この発電の際に副次的に発生する熱を湯水として回収する燃料電池コージェネレーションシステムが実用に供されている。従来の燃料電池コージェネレーションシステムは、発電を行なう燃料電池発電装置と、熱交換後の湯水を貯湯する貯湯タンクを有する貯湯給湯装置と、これら燃料電池発電装置と貯湯給湯装置との間に湯水を循環させる湯水循環回路等を備えている。   Conventionally, a fuel cell core that generates air by supplying air and a reformed fuel gas (hydrogen-containing gas) to the fuel cell stack, and recovers the heat generated secondaryly during the power generation as hot water. Generation systems are in practical use. A conventional fuel cell cogeneration system includes a fuel cell power generation device that generates power, a hot water storage hot water supply device having a hot water storage tank that stores hot water after heat exchange, and hot water between the fuel cell power generation device and the hot water storage hot water supply device. A hot water circulation circuit for circulation is provided.

上記の燃料電池発電装置は、空気と改質燃料ガスとで発電を行なう燃料電池セルスタックとこの燃料電池セルスタックに供給する改質燃料ガスを純水(水蒸気)と燃料ガスから生成する改質器とを有する燃料電池発電モジュールと、この燃料電池発電モジュールからの排気ガスを外部に排出する為の排気通路と、燃料電池発電モジュールからの排気ガスと貯湯タンクに蓄えられた湯水との間で熱交換する排熱回収用熱交換器と、前記改質器に供給する純水を排気ガスから回収して貯留する水処理装置等を備えている。   The fuel cell power generator described above is a fuel cell stack that generates power using air and reformed fuel gas, and reformed fuel gas that is supplied to the fuel cell stack is generated from pure water (steam) and fuel gas. A fuel cell power generation module having a vacuum chamber, an exhaust passage for exhausting exhaust gas from the fuel cell power generation module to the outside, and an exhaust gas from the fuel cell power generation module and hot water stored in a hot water storage tank A heat exchanger for exhaust heat recovery for heat exchange, a water treatment device for recovering and storing pure water supplied to the reformer from exhaust gas, and the like are provided.

ところで、燃料電池発電モジュールの排熱回収を行う排熱回収用熱交換器には、小型化を図って一般的にプレート式熱交換器が使用されている。しかし、熱媒体として使用される湯水の循環流量が少ない為、排熱回収用熱交換器内で湯水が局部的に沸騰して気泡が発生して残留する場合がある。排熱回収用熱交換器内に気泡が発生すると、熱交換効率が低下すると共に気液の境界部に腐食が発生するという問題がある。   By the way, a plate heat exchanger is generally used for a heat exchanger for exhaust heat recovery that recovers exhaust heat of a fuel cell power generation module in order to reduce the size. However, since the circulation flow rate of the hot water used as the heat medium is small, the hot water may boil locally in the exhaust heat recovery heat exchanger and bubbles may be generated and remain. When bubbles are generated in the heat exchanger for exhaust heat recovery, there is a problem that heat exchange efficiency is lowered and corrosion occurs at the boundary between the gas and the liquid.

上記の気泡を除去する手段として、例えば、特許文献1の燃料電池発電システムにおいては、熱交換器と燃料電池との間に温水を循環させる為の循環系路の途中部に、循環する温水中に発生する気泡を外部に排除する空気抜き弁が設置された構造が開示されている。また、特許文献2の燃料電池システムにおいては、排熱回収流路の途中部に、熱媒体の流速を減速させる減速部と、この減速部内の気泡を外部へ排出する気泡抜き部が設置された構造とが開示されている。   As a means for removing the bubbles, for example, in the fuel cell power generation system of Patent Document 1, the warm water circulating in the middle of the circulation path for circulating the warm water between the heat exchanger and the fuel cell is used. A structure in which an air vent valve for excluding bubbles generated in the outside is installed is disclosed. Further, in the fuel cell system of Patent Document 2, a speed reduction part that reduces the flow rate of the heat medium and a bubble vent part that discharges the air bubbles in the speed reduction part to the outside are installed in the middle of the exhaust heat recovery flow path. The structure is disclosed.

特開2003−223913号公報JP 2003-223913 A 特許第4584337号公報Japanese Patent No. 4584337

しかし、特許文献1の燃料電池発電システムのように、温水が流れる循環系路の途中部に空気抜き弁を設置したり、特許文献2の燃料電池システムのように、排熱回収流路の途中部に減速部や気泡抜き部を設置すると、部品点数が増加してコスト高となってしまう問題がある。   However, as in the fuel cell power generation system of Patent Document 1, an air vent valve is installed in the middle of the circulation path through which hot water flows, or in the middle of the exhaust heat recovery flow path as in the fuel cell system of Patent Document 2. If a speed reduction part and a bubble removal part are installed in the above, there is a problem that the number of parts increases and the cost becomes high.

しかも、特許文献1,2の構造では、発生した気泡が熱交換器内に残留してしまうと、空気抜き弁や気泡抜き部では気泡を外部に排出できないので、熱交換器での熱交換効率が低下してしまう上、熱交換器内において気液の境界部が腐食して損傷すると、燃料電池発電装置に不具合が発生してしまうという問題がある。   In addition, in the structures of Patent Documents 1 and 2, if the generated bubbles remain in the heat exchanger, the air vent valve or the air vent part cannot discharge the air to the outside, so the heat exchange efficiency in the heat exchanger is high. In addition, if the gas-liquid boundary portion is corroded and damaged in the heat exchanger, there is a problem in that the fuel cell power generation device has a problem.

本発明の目的は、燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、熱交換器内で発生して残留した気泡を低コストで除去可能なものを提供すること、新たに部品を追加せずに気泡を除去可能なものを提供すること、等である。   An object of the present invention is to provide a fuel cell cogeneration system that can remove bubbles remaining in a heat exchanger at low cost, and can remove bubbles without adding new components. Providing things, etc.

請求項1の燃料電池コージェネレーションシステムは、燃料電池発電モジュールからの排気ガスが流れる排気通路と、この排気通路に配置され且つ発電後の排気ガスと熱媒体との間で熱交換する為の排熱回収用熱交換器と、この排熱回収用熱交換器に前記熱媒体を流通させる為の循環ポンプ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、所定の条件成立時に、前記循環ポンプの流量を一時的に増加させることによって前記排熱回収用熱交換器の熱媒体通路内に発生した気泡を前記排熱回収用熱交換器内から排出させる気泡除去制御を行うポンプ制御手段を備えたことを特徴としている。   The fuel cell cogeneration system according to claim 1 is an exhaust passage through which exhaust gas from the fuel cell power generation module flows, and an exhaust gas disposed in the exhaust passage and for exchanging heat between the exhaust gas after power generation and the heat medium. In a fuel cell cogeneration system including a heat recovery heat exchanger and a circulation pump for circulating the heat medium in the exhaust heat recovery heat exchanger, the flow rate of the circulation pump is set when a predetermined condition is satisfied. A pump control means for performing bubble removal control for discharging bubbles generated in the heat medium passage of the heat exchanger for exhaust heat recovery by temporarily increasing the bubbles from the heat exchanger for exhaust heat recovery; It is a feature.

請求項2の燃料電池コージェネレーションシステムは、請求項1の発明において、前記排熱回収用熱交換器での熱交換量の低下を判定する判定手段を備え、前記所定の条件成立は、前記判定手段によって熱交換量が低下したと判定された場合であることを特徴としている。   A fuel cell cogeneration system according to a second aspect of the present invention is the fuel cell cogeneration system according to the first aspect of the invention, further comprising determination means for determining a decrease in the amount of heat exchange in the exhaust heat recovery heat exchanger, wherein the predetermined condition is satisfied by the determination It is a case where it is determined that the heat exchange amount has been reduced by the means.

請求項3の燃料電池コージェネレーションシステムは、請求項1の発明において、前記所定の条件成立は、予め設定された定期的な時期になった場合であることを特徴としている。   The fuel cell cogeneration system according to a third aspect is the invention according to the first aspect, wherein the predetermined condition is established when a predetermined period is reached.

請求項1の発明によれば、所定の条件成立時に、循環ポンプの流量を一時的に増加させることによって排熱回収用熱交換器の熱媒体通路内に発生した気泡を排熱回収用熱交換器内から排出させる気泡除去制御を行うポンプ制御手段を備えたので、新たな部品を追加せず既存の構成を利用することで、低コストで排熱回収用熱交換器内に発生して残留した気泡を確実に除去することができ、故に、排熱回収用熱交換器の熱交換効率を改善すると共に、燃料電池発電装置を安全に運転することができる。   According to the first aspect of the present invention, when a predetermined condition is satisfied, by temporarily increasing the flow rate of the circulation pump, bubbles generated in the heat medium passage of the heat exchanger for exhaust heat recovery are exchanged for heat recovery for exhaust heat recovery. Since it has a pump control means to control the removal of bubbles that are discharged from the inside of the chamber, it can be generated and remained in the heat exchanger for exhaust heat recovery at low cost by using the existing configuration without adding new parts. Thus, it is possible to surely remove the bubbles, and thus it is possible to improve the heat exchange efficiency of the heat exchanger for exhaust heat recovery and to operate the fuel cell power generator safely.

請求項2の発明によれば、排熱回収用熱交換器での熱交換量の低下を判定する判定手段を備え、所定の条件成立は、判定手段によって熱交換量が低下したと判定された場合であるので、排熱回収用熱交換器内に気泡が滞留したことを判定することができ、排熱回収用熱交換器での熱交換量が低下した場合に気泡除去運転を確実に実行することができる。   According to the second aspect of the present invention, it is provided with a determination unit that determines a decrease in the heat exchange amount in the heat exchanger for exhaust heat recovery, and when the predetermined condition is satisfied, it is determined by the determination unit that the heat exchange amount has decreased. Therefore, it can be determined that bubbles have accumulated in the heat exchanger for exhaust heat recovery, and when the amount of heat exchange in the heat exchanger for exhaust heat recovery decreases, the bubble removal operation is executed reliably. can do.

請求項3の発明によれば、所定の条件成立は、予め設定された定期的な時期になった場合であるので、排熱回収用熱交換器の熱媒体通路内に発生した気泡を定期的に除去することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the predetermined condition is established when the predetermined period is reached, the bubbles generated in the heat medium passage of the heat exchanger for exhaust heat recovery are periodically removed. Can be removed.

本発明の実施例1に係る燃料電池コージェネレーションの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell cogeneration which concerns on Example 1 of this invention. 燃料電池発電装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a fuel cell power generator. 貯湯給湯装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a hot water storage hot water supply apparatus. 排熱回収用熱交換器の正面図である。It is a front view of the heat exchanger for waste heat recovery. 排熱回収用熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the heat exchanger for waste heat recovery. 気泡除去制御のフローチャートである。It is a flowchart of bubble removal control. 実施例2に係る気泡除去制御のフローチャートである。10 is a flowchart of bubble removal control according to the second embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described based on examples.

本発明の燃料電池コージェネレーションシステム1の全体構成について説明する。
図1に示すように、燃料電池コージェネレーションシステム1は、発電を行なう燃料電池発電装置2と、熱交換後の湯水(熱媒体に相当する)を貯留する貯湯給湯装置3と、燃料電池発電装置2と貯湯給湯装置3との間に湯水を循環させる為の湯水循環回路25等から構成されている。
The overall configuration of the fuel cell cogeneration system 1 of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a fuel cell cogeneration system 1 includes a fuel cell power generation device 2 that generates power, a hot water storage hot water supply device 3 that stores hot water (corresponding to a heat medium) after heat exchange, and a fuel cell power generation device. 2 and the hot water storage hot water supply device 3 are constituted by a hot water circulation circuit 25 for circulating hot water.

次に、燃料電池発電装置2について簡単に説明する。
図2に示すように、燃料電池発電装置2は、湯水を加熱する為の貯湯給湯装置3の外部熱源であり、燃料電池発電モジュール5、燃料改質空気用送風手段6、カソード空気用送風手段7、燃料ガス昇圧手段8、発電後の排気ガスを排出する為の排気通路9、プレート式の排熱回収用熱交換器11、水処理手段12、インバータ13、脱硫器15等を備え、これらの各種手段が外装ケース14に一体的に収納されて構成されている。
Next, the fuel cell power generator 2 will be briefly described.
As shown in FIG. 2, the fuel cell power generation device 2 is an external heat source of the hot water storage hot water supply device 3 for heating hot water. The fuel cell power generation module 5, the fuel reforming air blowing means 6, the cathode air blowing means. 7. Fuel gas boosting means 8, exhaust passage 9 for exhausting exhaust gas after power generation, plate-type exhaust heat recovery heat exchanger 11, water treatment means 12, inverter 13, desulfurizer 15, etc. The various means are integrally stored in the outer case 14.

燃料電池発電モジュール5は、燃料電池セルスタック5a、蒸発器5b、燃料改質器5c、オフガス燃焼室5d等を備え、燃料改質器5cによって改質された改質燃料ガス及び酸化剤としての空気を燃料電池セルスタック5aで化学反応させることで発電を行うものである。   The fuel cell power generation module 5 includes a fuel cell stack 5a, an evaporator 5b, a fuel reformer 5c, an off-gas combustion chamber 5d, etc., and is used as reformed fuel gas and oxidant reformed by the fuel reformer 5c. Electric power is generated by chemically reacting air in the fuel cell stack 5a.

燃料電池セルスタック5aは、複数の燃料電池セルで構成されている。蒸発器5bは、燃料ガスに混合する為の水蒸気を生成して燃料改質器5cに供給するものである。燃料改質器5cは、ニッケルや白金等の改質触媒を有し、脱硫された燃料ガスと空気と水蒸気とを混合して反応させて改質燃料ガスを生成する。   The fuel cell stack 5a is composed of a plurality of fuel cells. The evaporator 5b generates water vapor for mixing with the fuel gas and supplies it to the fuel reformer 5c. The fuel reformer 5c has a reforming catalyst such as nickel or platinum, and generates a reformed fuel gas by mixing and reacting the desulfurized fuel gas, air, and water vapor.

燃料電池発電モジュール5にて発電された直流電力は、インバータ13を介して交流電力に変換されて外部に出力される。排気通路9の途中部には、排熱回収用熱交換器11の1次側熱交換通路部11aが接続され、燃料電池発電モジュール5から排出される排気ガスは、排気通路9を通り、排熱回収用熱交換器11にて湯水循環回路25を循環する湯水との間で熱交換され温度が低下した後に外部に排出される。   The DC power generated by the fuel cell power generation module 5 is converted into AC power via the inverter 13 and output to the outside. In the middle of the exhaust passage 9, the primary side heat exchange passage portion 11 a of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery is connected, and the exhaust gas discharged from the fuel cell power generation module 5 passes through the exhaust passage 9 and is exhausted. Heat is exchanged with hot water circulating in the hot water circulation circuit 25 in the heat recovery heat exchanger 11 and the temperature is lowered and then discharged to the outside.

次に、貯湯給湯装置3について簡単に説明する。
図3に示すように、貯湯給湯装置3は、貯湯、給湯、床暖房パネル等の温水暖房端末への温水の供給、風呂への給湯及び風呂の追い焚き等の機能を有するものであり、貯湯タンク21、補助熱源機22、第1,第2熱交換器23,24、湯水循環回路25、給水通路26、出湯通路27、風呂給湯追焚回路28、温水暖房回路29、熱利用循環回路31、制御ユニット32等を備え、これら大部分は外装ケース33内に一体的に収納されて構成されている。
Next, the hot water storage hot water supply apparatus 3 will be briefly described.
As shown in FIG. 3, the hot water storage and hot water supply device 3 has functions such as hot water storage, hot water supply, hot water supply to hot water heating terminals such as a floor heating panel, hot water supply to the bath, and reheating of the bath. Tank 21, auxiliary heat source device 22, first and second heat exchangers 23, 24, hot water circulation circuit 25, water supply passage 26, hot water supply passage 27, bath hot water supply circuit 28, hot water heating circuit 29, heat utilization circulation circuit 31 The control unit 32 and the like are provided, and most of them are integrally stored in the outer case 33.

貯湯タンク21は、燃料電池発電モジュール5における排熱を回収して湯水として貯留する為のものであり、高温の湯水(例えば、80〜90℃)を貯留可能な密閉タンクで構成されている。貯湯タンク21は、貯留された湯水の放熱を防ぐ為にタンク周囲は断熱材で覆われている。貯湯タンク21内の複数の貯留層の湯水の温度が複数のタンク湯水温度センサにより検出される。   The hot water storage tank 21 is for recovering the exhaust heat in the fuel cell power generation module 5 and storing it as hot water, and is composed of a sealed tank capable of storing hot hot water (for example, 80 to 90 ° C.). The hot water storage tank 21 is covered with a heat insulating material in order to prevent heat dissipation of the stored hot water. The temperature of the hot water in the plurality of reservoirs in the hot water storage tank 21 is detected by the plurality of tank hot water temperature sensors.

図1,図2に示すように、湯水循環回路25は、外部熱源である燃料電池発電装置2の排熱回収用熱交換器11と貯湯タンク21との間に湯水を循環させる閉回路であり、往き側通路25a、戻り側通路25bを有し、貯湯タンク21の下部に往き側通路25aの上流端が接続され、貯湯タンク21の上部に戻り側通路25bの下流端が接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the hot water circulation circuit 25 is a closed circuit that circulates hot water between the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery of the fuel cell power generator 2 that is an external heat source and the hot water storage tank 21. The upstream side of the forward passage 25a is connected to the lower part of the hot water storage tank 21, and the downstream end of the return side passage 25b is connected to the upper part of the hot water storage tank 21.

往き側通路25aの途中部から戻り側通路25bの途中部にバイパスするバイパス通路25cが分岐され、この分岐部には、貯湯切換弁34が設置されている。往き側通路25aには、湯水を急速に冷却可能なラジエータ35が設置されている。往き側通路25aの燃料電池発電装置2側には、排熱回収用熱交換器11に湯水を流通させる為の循環ポンプ36が設置されている。往き側通路25aと戻り側通路25bとの間に、排熱回収用熱交換器11の2次側熱交換通路部11bが接続されている。   A bypass passage 25c is bypassed from the middle portion of the forward passage 25a to the middle portion of the return side passage 25b, and a hot water storage switching valve 34 is installed at this branch portion. A radiator 35 capable of rapidly cooling hot and cold water is installed in the outward passage 25a. A circulation pump 36 for circulating hot water through the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is installed on the fuel cell power generator 2 side of the forward passage 25a. The secondary side heat exchange passage portion 11b of the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is connected between the forward side passage 25a and the return side passage 25b.

湯水循環回路25を循環する湯水の温度は、ラジエータ入口側の循環湯水温度センサ37a、ラジエータ出口側の循環湯水温度センサ37b、熱交換器入口側の循環湯水温度センサ37c、熱交換器出口側の循環湯水温度センサ37d、戻り側通路25bの循環湯水温度センサ37eにより検出される。   The temperature of the hot water circulating in the hot water circulation circuit 25 is as follows: a circulating hot water temperature sensor 37a on the radiator inlet side, a circulating hot water temperature sensor 37b on the radiator outlet side, a circulating hot water temperature sensor 37c on the heat exchanger inlet side, and a heat exchanger outlet side. The temperature is detected by the circulating hot water temperature sensor 37d and the circulating hot water temperature sensor 37e in the return side passage 25b.

通常の排熱回収運転では、図1に示すように、貯湯切換弁34はバイパス通路25cを遮断するように切り換えられ、貯湯タンク21から循環ポンプ36を介して湯水が、往き側通路25aを通り、排熱回収用熱交換器11の2次側熱交換通路部11bに送られ加熱され、加熱された湯水は、戻り側通路25bを通って貯湯タンク21に戻される。   In the normal exhaust heat recovery operation, as shown in FIG. 1, the hot water storage switching valve 34 is switched so as to block the bypass passage 25c, and hot water passes from the hot water storage tank 21 via the circulation pump 36 through the forward passage 25a. The heated hot water is sent to the secondary heat exchange passage portion 11b of the exhaust heat recovery heat exchanger 11 and heated, and the heated hot water is returned to the hot water storage tank 21 through the return side passage 25b.

燃料電池コージェネレーションシステム1は、制御ユニット32によって制御される。各種の温度センサ、各種の流量センサ等の検出信号が制御ユニット32に送信され、この制御ユニット32により、燃料電池発電装置2と貯湯給湯装置3の動作、各種のポンプの作動・停止、各種弁の開閉状態の切り換え及び開度調整等を制御し、各種運転(湯水循環運転、風呂注湯運転、風呂追い焚き運転、暖房運転、給湯運転等)を実行する。   The fuel cell cogeneration system 1 is controlled by a control unit 32. Detection signals from various temperature sensors, various flow sensors, and the like are transmitted to the control unit 32, and the control unit 32 operates the fuel cell power generation device 2 and the hot water storage hot water supply device 3, operates and stops various pumps, and various valves. Control of switching of the opening / closing state and opening degree adjustment, etc., and various operations (hot water circulation operation, bath pouring operation, bath reheating operation, heating operation, hot water supply operation, etc.) are executed.

また、制御ユニット32は、所定の条件成立時に、循環ポンプ36の流量を一時的に増加させることによって排熱回収用熱交換器11の2次側熱交換通路部11b(熱媒体通路に相当する)内に発生した気泡を排熱回収用熱交換器11内から排出させる気泡除去制御を行うことができる。   Further, the control unit 32 temporarily increases the flow rate of the circulation pump 36 when a predetermined condition is satisfied, thereby corresponding to the secondary heat exchange passage portion 11b (corresponding to the heat medium passage) of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery. It is possible to perform bubble removal control for discharging bubbles generated in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery.

ここで、排熱回収用熱交換器11の具体的な構造について説明する。
図4,図5に示すように、排熱回収用熱交換器11は、熱交換器本体41と、この熱交換器本体41内の熱交換空間に間隔をあけて配設された複数の仕切りプレート42,43とを備えている。複数の仕切りプレート42,43は、排気ガスが流れる1次側熱交換通路部11aを構成する複数の第1流路44と、湯水が流れる2次側熱交換通路部11bを構成する複数の第2流路45とを交互に形成している。
Here, a specific structure of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery will be described.
As shown in FIGS. 4 and 5, the exhaust heat recovery heat exchanger 11 includes a heat exchanger main body 41 and a plurality of partitions arranged at intervals in the heat exchange space in the heat exchanger main body 41. Plates 42 and 43. The plurality of partition plates 42 and 43 include a plurality of first flow paths 44 constituting the primary side heat exchange passage portion 11a through which exhaust gas flows and a plurality of second passages constituting the secondary side heat exchange passage portion 11b through which hot water flows. Two flow paths 45 are alternately formed.

熱交換器本体41の上端部には、矩形状に開口された排気ガス流入口46が設けられ、複数の第1流路44の上流側は、排気ガス流入口46に連通されている。排気ガス流入口46には、排気通路9の鉛直方向に延びる上流側通路部9aの下流端が接続されている。   An exhaust gas inlet 46 opened in a rectangular shape is provided at the upper end of the heat exchanger body 41, and the upstream side of the plurality of first flow paths 44 is in communication with the exhaust gas inlet 46. The exhaust gas inlet 46 is connected to the downstream end of the upstream passage portion 9 a extending in the vertical direction of the exhaust passage 9.

熱交換器本体41の下端部には、矩形状に開口された排気ガス流出口47が設けられ、複数の第1流路44の下流側は、排気ガス流出口47に連通されている。排気ガス流出口47には、排気通路9の鉛直方向に延びる下流側通路部9bの上流端が接続されている。   An exhaust gas outlet 47 opened in a rectangular shape is provided at the lower end of the heat exchanger body 41, and downstream sides of the plurality of first flow paths 44 are in communication with the exhaust gas outlet 47. The exhaust gas outlet 47 is connected to the upstream end of the downstream passage portion 9 b extending in the vertical direction of the exhaust passage 9.

熱交換器本体41の側面の下端部には、水平方向に延びる湯水流入管48が設けられ、熱交換器本体41の下端部には、複数の第2流路45の各上流側に連通された流入マニホールド51が設けられている。複数の第2流路45の上流側は、流入マニホールド51を介して湯水流入管48に連通されている。湯水流入管48には、湯水循環回路25の水平方向に延びる往き側通路25aの下流端が接続されている。   A hot water inflow pipe 48 extending in the horizontal direction is provided at the lower end of the side surface of the heat exchanger main body 41, and the lower end of the heat exchanger main body 41 communicates with each upstream side of the plurality of second flow paths 45. An inflow manifold 51 is provided. Upstream sides of the plurality of second flow paths 45 are connected to a hot water inflow pipe 48 via an inflow manifold 51. The hot water inflow pipe 48 is connected to the downstream end of a forward passage 25 a extending in the horizontal direction of the hot water circulation circuit 25.

熱交換器本体41の側面の上端部には、水平方向に延びる湯水流出管49が設けられ、熱交換器本体41の上端部には、複数の第2流路45の各下流側に連通された流出マニホールド52が設けられている。複数の第2流路45の下流側は、流出マニホールド52を介して湯水流出管49に連通されている。湯水流出管49には、湯水循環回路25の水平方向に延びる戻り側通路25bの上流端が接続されている。   A hot water outflow pipe 49 extending in the horizontal direction is provided at the upper end of the side surface of the heat exchanger main body 41, and the upper end of the heat exchanger main body 41 communicates with each downstream side of the plurality of second flow paths 45. An outflow manifold 52 is provided. Downstream sides of the plurality of second flow paths 45 are communicated with a hot water outflow pipe 49 via an outflow manifold 52. The hot water outlet pipe 49 is connected to an upstream end of a return side passage 25 b extending in the horizontal direction of the hot water circulation circuit 25.

排気ガスと湯水との間で熱交換する場合、排気通路9の上流側通路部9aからの排気ガス(例えば200℃)が、排気ガス流入口46から複数の第1流路44に流入し、複数の第1流路44を下方に流れ、排気ガス流出口47より流出された熱交換後の排気ガス(例えば20〜30℃)は、排気通路9の下流側通路部9bを通って外部に排出される。湯水循環回路25の往き側通路25aからの湯水(例えば15〜20℃)は、湯水流入管48から複数の第2流路45に流入し、複数の第2流路45を上方に流れ、湯水流出管49より流出された湯水(例えば80℃)は、湯水循環回路25の戻り側通路25bを通って貯湯タンク21に戻される。   When exchanging heat between the exhaust gas and hot water, the exhaust gas (for example, 200 ° C.) from the upstream passage portion 9a of the exhaust passage 9 flows into the plurality of first flow paths 44 from the exhaust gas inlet 46, The exhaust gas after heat exchange (for example, 20 to 30 ° C.) that flows downward through the plurality of first flow paths 44 and flows out from the exhaust gas outlet 47 passes through the downstream passage portion 9 b of the exhaust passage 9 to the outside. Discharged. Hot water (for example, 15 to 20 ° C.) from the forward passage 25a of the hot water circulation circuit 25 flows into the plurality of second flow paths 45 from the hot water inflow pipe 48 and flows upward through the plurality of second flow paths 45. Hot water (for example, 80 ° C.) flowing out from the outflow pipe 49 is returned to the hot water storage tank 21 through the return side passage 25 b of the hot water circulation circuit 25.

このように、排気ガスが、複数の第1流路44(1次側熱交換通路部11a)を下方に流れ、湯水が、複数の第2流路45(2次側熱交換通路部11b)を上方に流れることで、排気ガスと湯水との間で熱交換が行われる。尚、排熱回収用熱交換器11で熱交換が行われると、排気ガス中に含まれる水蒸気は冷却され凝縮されて凝縮水となり、この凝縮水は、水処理手段12によって回収される。   Thus, the exhaust gas flows downward through the plurality of first flow paths 44 (primary side heat exchange passage portions 11a), and hot water flows into the plurality of second flow paths 45 (secondary side heat exchange passage portions 11b). As a result, the heat exchange is performed between the exhaust gas and the hot water. When heat exchange is performed by the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery, the water vapor contained in the exhaust gas is cooled and condensed to become condensed water, and this condensed water is recovered by the water treatment means 12.

ところで、貯湯タンク21から往き側通路25aを通って送り出された湯水は、上述したように排熱回収用熱交換器11で加熱され、戻り側通路25bを通って貯湯タンク21に戻されるが、排熱回収用熱交換器11で加熱された湯水中の溶存酸素等が気泡となり、この気泡が排熱回収用熱交換器11内や排熱回収用熱交換器11の近傍部の戻り側通路25b内に滞留する場合がある。この場合、排熱回収用熱交換器11の伝熱面積が減少して、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下してしまう上、排熱回収用熱交換器11及び戻り側通路25bの気液の境界部に腐食が発生してしまう。そこで、本発明の燃料電池コージェネレーション1は、このような気泡を排出する為に気泡除去制御を実行する。   By the way, the hot water sent from the hot water storage tank 21 through the outward passage 25a is heated by the exhaust heat recovery heat exchanger 11 as described above, and returned to the hot water storage tank 21 through the return side passage 25b. Dissolved oxygen or the like in the hot water heated by the exhaust heat recovery heat exchanger 11 becomes bubbles, and these bubbles return into the return heat passage 11 in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 or in the vicinity of the exhaust heat recovery heat exchanger 11. It may stay in 25b. In this case, the heat transfer area of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery decreases, the amount of heat exchange in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery decreases, and the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery and the return Corrosion occurs at the boundary between the gas and liquid in the side passage 25b. Therefore, the fuel cell cogeneration 1 of the present invention executes bubble removal control in order to discharge such bubbles.

次に、この燃料電池コージェネレーションシステム1の運転中に、制御ユニット32により自動的に行われる、排熱回収用熱交換器11内から気泡を排出させる気泡除去制御について、図6のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中の符号Si(i=1,2,・・)は各ステップを示す。この気泡除去制御の制御プログラムは、制御ユニット32に予め格納されている。   Next, the bubble removal control for discharging bubbles from the exhaust heat recovery heat exchanger 11 automatically performed by the control unit 32 during the operation of the fuel cell cogeneration system 1 is based on the flowchart of FIG. I will explain. In the figure, the symbol Si (i = 1, 2,...) Indicates each step. The control program for the bubble removal control is stored in the control unit 32 in advance.

図6のフローチャートにおいて、この制御が開始されると、最初にS1において、燃料電池コージェネレーション1が運転中か否か判定する。燃料電池コージェネレーション1が運転中であって排熱回収運転中の場合、つまり、S1の判定がYesの場合は、S2に移行し、S1の判定がNoのうちはS1を繰り返す。   In the flowchart of FIG. 6, when this control is started, first, in S1, it is determined whether or not the fuel cell cogeneration 1 is in operation. If the fuel cell cogeneration 1 is in operation and the exhaust heat recovery operation is in progress, that is, if the determination of S1 is Yes, the process proceeds to S2, and if the determination of S1 is No, S1 is repeated.

次に、S2において、制御ユニット32は、熱交換器入口側の循環湯水温度センサ37cと熱交換器出口側の循環湯水温度センサ37dの検出信号を読み込み、この検出信号に基づいて、排熱回収用熱交換器11の入口湯水温度と出口湯水温度を算出すると共に、循環ポンプ36に設けられたエンコーダからの信号を読み込み、このエンコーダ信号に基づいて、循環ポンプ36の現在の回転数を算出し、S3に移行する。   Next, in S2, the control unit 32 reads the detection signals of the circulating hot water temperature sensor 37c on the heat exchanger inlet side and the circulating hot water temperature sensor 37d on the heat exchanger outlet side, and recovers exhaust heat based on the detection signals. The inlet hot water temperature and outlet hot water temperature of the heat exchanger 11 are calculated, and a signal from an encoder provided in the circulation pump 36 is read, and the current rotational speed of the circulation pump 36 is calculated based on the encoder signal. To S3.

次に、S3において、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下したか否か判定し、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下した場合(所定の条件成立時)、つまり、S3の判定がYesの場合、S4に移行し、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下していない場合、つまり、S3の判定がNoのうちはS1〜S3を繰り返す。   Next, in S3, it is determined whether or not the heat exchange amount in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 has decreased, and if the heat exchange amount in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 has decreased (predetermined condition established) Time), that is, if the determination of S3 is Yes, the process proceeds to S4, and if the heat exchange amount in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery has not decreased, that is, if the determination of S3 is No, S1 Repeat S3.

このS3では、算出された入口湯水温度と出口湯水温度と循環ポンプ36の回転数に基づいて、排熱回収用熱交換器11での熱交換量の低下を判定する。例えば、循環ポンプ36の回転数は、出口湯水温度が80℃となるように制御されるが、循環ポンプ36の回転数を既定値より下げて、湯水循環回路25の流量を下げないと出口湯水温度を80℃に維持できない場合に、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下したと判定する。尚、制御ユニット32、熱交換器入口側の循環湯水温度センサ37c、熱交換器出口側の循環湯水温度センサ37dや循環ポンプ36のエンコーダ、気泡除去制御の制御プログラムのS2,S3等が判定手段に相当する。   In S3, a decrease in the heat exchange amount in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is determined based on the calculated inlet hot water temperature, outlet hot water temperature, and the rotation speed of the circulation pump 36. For example, the rotational speed of the circulation pump 36 is controlled so that the outlet hot water temperature becomes 80 ° C., but the outlet hot water must be reduced unless the rotational speed of the circulation pump 36 is lowered from a predetermined value and the flow rate of the hot water circulation circuit 25 is lowered. When the temperature cannot be maintained at 80 ° C., it is determined that the heat exchange amount in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery has decreased. The control unit 32, the circulating hot water temperature sensor 37c on the inlet side of the heat exchanger, the circulating hot water temperature sensor 37d on the outlet side of the heat exchanger, the encoder of the circulating pump 36, the control program S2, S3 of the bubble removal control, etc. It corresponds to.

次に、S4において、循環ポンプ36の出力能力を最大に設定し、循環ポンプ36の流量を一時的に増加させて、S5に移行する。即ち、排熱回収用熱交換器11内や排熱回収用熱交換器11の近傍部の戻り側通路25b内等に気泡が残留すると、排熱回収用熱交換器11内の伝熱面積が減少し、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下していくので、循環ポンプ36の出力能力を最大に設定して、排熱回収用熱交換器11内から気泡を一気に排出する。   Next, in S4, the output capacity of the circulation pump 36 is set to the maximum, the flow rate of the circulation pump 36 is temporarily increased, and the process proceeds to S5. That is, if bubbles remain in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 or the return side passage 25b in the vicinity of the exhaust heat recovery heat exchanger 11, the heat transfer area in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is reduced. The amount of heat exchange in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 decreases and the output capacity of the circulation pump 36 is set to the maximum, and bubbles are exhausted from the exhaust heat recovery heat exchanger 11 at once. To do.

例えば、通常運転時において、循環ポンプ36は、湯水循環回路25の戻り側通路25bを流れる湯水の流量が、例えば80℃制御の場合は約150mL/minとなるように制御されているが、この流量では、滞留した気泡を排出するだけの付勢力がない。さらに、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下すると、戻り側通路25bの流量が低化されるので、より気泡を排出し難くなってしまう。このため、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下したと判定された場合、循環ポンプ36は出力能力が最大となるように、例えば戻り側通路25bを流れる湯水の流量が約5L/minとなるように制御されて、気泡を貯湯タンク21に一気に押し流す。尚、戻り側通路25bの流量値は、ほんの一例を示したに過ぎず、適宜変更可能である。   For example, during normal operation, the circulation pump 36 is controlled so that the flow rate of hot water flowing through the return side passage 25b of the hot water circulation circuit 25 is about 150 mL / min in the case of 80 ° C. control, for example. At the flow rate, there is no urging force to discharge the accumulated bubbles. Furthermore, if the amount of heat exchange in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery decreases, the flow rate of the return side passage 25b is reduced, so that it becomes more difficult to discharge bubbles. For this reason, when it is determined that the amount of heat exchange in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery has decreased, for example, the flow rate of hot water flowing through the return side passage 25b is about the flow rate of the circulating pump 36 so that the output capacity becomes maximum. It is controlled so as to be 5 L / min, and the bubbles are swept away into the hot water storage tank 21 at once. The flow rate value of the return side passage 25b is merely an example and can be changed as appropriate.

次に、S5において、S4で循環ポンプ36の出力能力を最大に設定してから一定時間経過したか否かを判定する。一定時間経過している場合、つまり、排熱回収用熱交換器11内や排熱回収用熱交換器11の近傍部の戻り側通路25b内等から気泡が排出される時間(例えば5秒程度)経過している場合、S5の判定がYesとなり、S6に移行する。S5の判定がNoのうちはS5を繰り返す。   Next, in S5, it is determined whether or not a fixed time has elapsed since the output capability of the circulation pump 36 was set to the maximum in S4. When the fixed time has passed, that is, the time (for example, about 5 seconds) during which bubbles are discharged from the exhaust heat recovery heat exchanger 11 or the return side passage 25b in the vicinity of the exhaust heat recovery heat exchanger 11 ) If it has elapsed, the determination in S5 is Yes and the process proceeds to S6. If S5 is No, repeat S5.

次に、S6において、循環ポンプ36を通常運転状態に復帰させる。つまり、制御ユニット32は、循環ポンプ36を通常運転時における回転数に設定し、S1に戻り、燃料電池コージェネレーション1が排熱回収運転中は、この一連の制御を繰り返し実行する。   Next, in S6, the circulation pump 36 is returned to the normal operation state. That is, the control unit 32 sets the circulation pump 36 to the rotation speed during normal operation, returns to S1, and repeatedly executes this series of control while the fuel cell cogeneration 1 is in the exhaust heat recovery operation.

次に、本発明の燃料電池コージェネレーション1の作用及び効果について説明する。
燃料電池コージェネレーション1の運転中において、制御ユニット32は、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下したと判定した場合、気泡を排出する為に気泡除去制御を実行する。この気泡除去制御によって気泡が排出されると、排熱回収用熱交換器11の伝熱面積の減少を抑制することができると共に、排熱回収用熱交換器11内の気液の境界部の位置を常に一定にさせずに変化させることができる。
Next, the operation and effect of the fuel cell cogeneration 1 of the present invention will be described.
During the operation of the fuel cell cogeneration 1, when it is determined that the heat exchange amount in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery has decreased, the control unit 32 executes bubble removal control to discharge bubbles. When the bubbles are discharged by the bubble removal control, it is possible to suppress the reduction of the heat transfer area of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery 11 and to prevent the gas-liquid boundary in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery. The position can be changed without always being constant.

以上説明したように、熱交換量が低下した場合に、循環ポンプ36の流量を一時的に増加させることによって排熱回収用熱交換器11の2次側熱交換通路部11b内に発生した気泡を排熱回収用熱交換器11内から排出させる気泡除去制御を行うポンプ制御手段を備えたので、新たな部品を追加せず既存の構成を利用することで、低コストで排熱回収用熱交換器11内に発生して残留した気泡を確実に除去することができ、故に、排熱回収用熱交換器11の熱交換効率を改善すると共に、燃料電池発電装置2を安全に運転することができる。   As described above, when the amount of heat exchange decreases, bubbles generated in the secondary heat exchange passage portion 11b of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery by temporarily increasing the flow rate of the circulation pump 36. Is provided with a pump control means for performing bubble removal control for discharging the heat from the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery, so that heat for exhaust heat recovery can be obtained at low cost by using an existing configuration without adding new parts. Air bubbles generated in the exchanger 11 can be reliably removed, so that the heat exchange efficiency of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery can be improved and the fuel cell power generator 2 can be operated safely. Can do.

また、排熱回収用熱交換器11での熱交換量の低下を判定する判定手段を備え、所定の条件成立は、判定手段によって熱交換量が低下したと判定された場合であるので、排熱回収用熱交換器11内に気泡が滞留したことを判定することができ、排熱回収用熱交換器11での熱交換量が低下した場合に気泡除去運転を確実に実行することができる。   In addition, a determination unit that determines a decrease in the amount of heat exchange in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery is provided, and the predetermined condition is satisfied when the determination unit determines that the amount of heat exchange has decreased. It can be determined that bubbles have accumulated in the heat recovery heat exchanger 11, and when the amount of heat exchange in the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is reduced, the bubble removal operation can be executed reliably. .

次に、実施例1の燃料電池コージェネレーション1を部分的に変更した実施例2について説明する。尚、実施例1では、排熱回収用熱交換器11での熱交換量の低下の判定に基づいて気泡除去制御を実行していたが、実施例2では、定期的に気泡除去制御を実行するものである。   Next, Example 2 in which the fuel cell cogeneration 1 of Example 1 is partially changed will be described. In the first embodiment, the bubble removal control is executed based on the determination of the decrease in the heat exchange amount in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery. However, in the second embodiment, the bubble removal control is periodically executed. To do.

この燃料電池コージェネレーションシステム1の運転中に、制御ユニット32により自動的に行われる、排熱回収用熱交換器11内から気泡を排出させる気泡除去制御について、図7のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中の符号Si(i=11,12,・・)は各ステップを示す。この気泡除去制御の制御プログラムは、制御ユニット32に予め格納されている。   The bubble removal control for discharging the bubbles from the exhaust heat recovery heat exchanger 11 automatically performed by the control unit 32 during the operation of the fuel cell cogeneration system 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. . In the figure, reference sign Si (i = 11, 12,...) Indicates each step. The control program for the bubble removal control is stored in the control unit 32 in advance.

図7のフローチャートにおいて、この制御が開始されると、最初にS11において、燃料電池コージェネレーション1が運転中か否か判定する。燃料電池コージェネレーション1が運転中であって排熱回収運転中の場合、つまり、S11の判定がYesの場合は、S12に移行し、S11の判定がNoのうちはS11を繰り返す。   In the flowchart of FIG. 7, when this control is started, it is first determined in S11 whether or not the fuel cell cogeneration 1 is in operation. If the fuel cell cogeneration 1 is in operation and is in the exhaust heat recovery operation, that is, if the determination in S11 is Yes, the process proceeds to S12, and if the determination in S11 is No, S11 is repeated.

次に、S12において、タイマーによる計時を開始し、S13に移行し、S13において、設定時間経過したか否かを判定する。設定時間経過している場合、つまり、予め設定された定期的な時期(例えば1時間)になった場合(所定の条件成立時)、S13の判定がYesとなり、S14に移行し、S13の判定がNoのうちはS13を繰り返す。   Next, in S12, time measurement by a timer is started, and the process proceeds to S13. In S13, it is determined whether a set time has elapsed. When the set time has elapsed, that is, when a preset periodic time (for example, 1 hour) has been reached (when a predetermined condition is satisfied), the determination in S13 is Yes, the process proceeds to S14, and the determination in S13 If No, repeat S13.

次に、S14において、制御ユニット32は、前記実施例2と同様に、循環ポンプ36の出力能力を最大に設定し、循環ポンプ36の流量を一時的に増加させて、S15に移行する。   Next, in S14, the control unit 32 sets the output capacity of the circulation pump 36 to the maximum, temporarily increases the flow rate of the circulation pump 36, and proceeds to S15 as in the second embodiment.

次に、S15において、S14で循環ポンプ36の出力能力を最大に設定してから一定時間経過したか否かを判定する。一定時間経過している場合、つまり、排熱回収用熱交換器11の近傍部の戻り側通路25b内等から気泡が排出される時間(例えば5秒程度)経過している場合、S15の判定がYesとなり、S16に移行し、S15の判定がNoのうちはS15を繰り返す。   Next, in S15, it is determined whether or not a certain time has elapsed since the output capability of the circulation pump 36 was set to the maximum in S14. If the fixed time has elapsed, that is, if the time (for example, about 5 seconds) during which bubbles are discharged from the return side passage 25b in the vicinity of the exhaust heat recovery heat exchanger 11 has passed, the determination in S15 Is Yes, the process proceeds to S16, and S15 is repeated when the determination of S15 is No.

次に、S16において、循環ポンプ36を通常運転状態に復帰させる。つまり、制御ユニット32は、循環ポンプ36を通常運転時における回転数に設定し、タイマーをリセットして、S11に戻り、燃料電池コージェネレーション1が排熱回収運転中は、この一連の制御を繰り返し実行する。   Next, in S16, the circulation pump 36 is returned to the normal operation state. That is, the control unit 32 sets the circulation pump 36 to the rotation speed during normal operation, resets the timer, returns to S11, and repeats this series of control while the fuel cell cogeneration 1 is in the exhaust heat recovery operation. Run.

このように、予め設定された定期的な時期になった場合(例えば1時間毎)、循環ポンプ36の流量を一時的に増加させることによって排熱回収用熱交換器11の2次側熱交換通路部11b内に発生した気泡を排熱回収用熱交換器11内から排出させる気泡除去制御を行う制御ユニット32を備えたので、排熱回収用熱交換器11の2次側熱交換通路部11b内に発生した気泡を定期的に除去することができる。その他の構成、作用及び効果は、前記実施例1と同様であるので説明は省略する。   In this way, when the preset periodic time comes (for example, every hour), the secondary side heat exchange of the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery 11 is temporarily increased by increasing the flow rate of the circulation pump 36. Since the control unit 32 that performs bubble removal control for discharging the bubbles generated in the passage portion 11b from the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is provided, the secondary heat exchange passage portion of the exhaust heat recovery heat exchanger 11 is provided. The bubbles generated in 11b can be periodically removed. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
[1]前記実施例1の判定手段において、排熱回収用熱交換器11での熱交換量の低下を判定可能であれば、判定に使用するセンサ類は、熱交換器入口側の循環湯水温度センサ37c、熱交換器出口側の循環湯水温度センサ37dや循環ポンプ36のエンコーダ等に限定する必要はなく、適宜変更可能であり、熱交換量の算出方法も、適宜変更可能である。
Next, a mode in which the above embodiment is partially changed will be described.
[1] If the determination means of the first embodiment can determine a decrease in the amount of heat exchange in the heat exchanger 11 for exhaust heat recovery, the sensors used for the determination are circulating hot water at the inlet side of the heat exchanger. It is not necessary to limit to the temperature sensor 37c, the circulating hot water temperature sensor 37d on the outlet side of the heat exchanger, the encoder of the circulation pump 36, and the like, and can be changed as appropriate, and the heat exchange amount calculation method can also be changed as appropriate.

[2]前記実施例2において、制御ユニット32による気泡除去制御は、燃料電池コージェネレーション1の排熱回収運転中に関わらず、予め設定された定期的な時期として、一日に一回や一月に一回程度実行しても良く、気泡除去制御の頻度や時期等は特に限定する必要はなく、適宜変更可能である。 [2] In the second embodiment, the bubble removal control by the control unit 32 is performed once a day as a predetermined periodic time regardless of the exhaust heat recovery operation of the fuel cell cogeneration 1. It may be executed about once a month, and the frequency and timing of the bubble removal control need not be particularly limited and can be changed as appropriate.

[3]その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。 [3] In addition, those skilled in the art can implement the present invention in various forms with various modifications without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes such modifications. It is.

1 燃料電池コージェネレーションシステム
5 燃料電池発電モジュール
11 排熱回収用熱交換器
11b 2次側熱交換通路部
21 貯湯タンク
32 制御ユニット
36 循環ポンプ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell cogeneration system 5 Fuel cell power generation module 11 Heat exchanger 11b for waste heat recovery Secondary side heat exchange passage 21 Hot water storage tank 32 Control unit 36 Circulation pump

Claims (3)

燃料電池発電モジュールからの排気ガスが流れる排気通路と、この排気通路に配置され且つ発電後の排気ガスと熱媒体との間で熱交換する為の排熱回収用熱交換器と、この排熱回収用熱交換器に前記熱媒体を流通させる為の循環ポンプ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、
所定の条件成立時に、前記循環ポンプの流量を一時的に増加させることによって前記排熱回収用熱交換器の熱媒体通路内に発生した気泡を前記排熱回収用熱交換器内から排出させる気泡除去制御を行うポンプ制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。
An exhaust passage through which exhaust gas from the fuel cell power generation module flows, a heat exchanger for exhaust heat recovery disposed in the exhaust passage and for exchanging heat between the exhaust gas after power generation and the heat medium, and the exhaust heat In a fuel cell cogeneration system comprising a circulation pump for circulating the heat medium through a recovery heat exchanger,
Bubbles for discharging bubbles generated in the heat medium passage of the exhaust heat recovery heat exchanger from the exhaust heat recovery heat exchanger by temporarily increasing the flow rate of the circulation pump when a predetermined condition is satisfied A fuel cell cogeneration system comprising pump control means for performing removal control.
前記排熱回収用熱交換器での熱交換量の低下を判定する判定手段を備え、
前記所定の条件成立は、前記判定手段によって熱交換量が低下したと判定された場合であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
A determination means for determining a decrease in the amount of heat exchange in the heat exchanger for exhaust heat recovery;
2. The fuel cell cogeneration system according to claim 1, wherein the predetermined condition is satisfied when the determination unit determines that the heat exchange amount has decreased.
前記所定の条件成立は、予め設定された定期的な時期になった場合であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。

2. The fuel cell cogeneration system according to claim 1, wherein the predetermined condition is established when a predetermined period is reached.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020184514A (en) * 2019-04-26 2020-11-12 京セラ株式会社 Fuel cell device

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