JP2015185352A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の構成装置を備えた燃料電池システムにおいて、各々の構成装置が備える制御ソフトウェアを、効率的かつ安全に更新する。
【解決手段】少なくとも燃料電池ユニット２及び貯湯タンク３を含む複数の構成装置ｕを備え、燃料電池ユニット２の排熱を回収して貯湯タンク３に貯湯可能に構成され、構成装置ｕから発生する熱を、貯湯タンク３から供給される湯又は別途生成する湯の形態で外部に提供可能に構成されるとともに、構成装置ｕは各々が動作を制御するための制御ソフトウェアｓを備えた燃料電池システム１であって、各構成装置ｕによる熱の提供要求に対して、構成装置ｕの制御ソフトウェアｓの更新中における各構成装置ｕの運転形態を制約する運転制約条件６０を備える制御装置６を備えた燃料電池システム。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも燃料電池ユニット及び貯湯タンクを含む複数の構成装置を備え、前記燃料電池ユニットの排熱を回収して前記貯湯タンクに貯湯可能に構成され、前記構成装置から発生する熱を、前記貯湯タンクから供給される湯又は別途生成する湯の形態で外部に提供可能に構成されるとともに、前記構成装置は各々が動作を制御するための制御ソフトウェアを備えた燃料電池システムに関する。

従来、燃料電池ユニット及び貯湯タンクなどの複数の構成装置からなる燃料電池システムにおいては、構成装置ごとに、その動作を制御するための制御ソフトウェアが組み込まれていた。これらの制御ソフトウェアは、機器内部に組み込まれた形態で実装されており、更新するためには、まず定期点検などの業務機会やメンテナンス時に、作業員が制御ソフトウェアのバージョンを直接確認する必要があった。また、旧バージョンの場合には、手作業により制御ソフトウェアの更新作業を実施していた。

また、特許文献１には、ネットワークを通じて、複数の機器を遠隔から監視・診断するシステムが開示されている。このシステムにおいては、監視対象の機器が備える監視・診断ソフトウェアを、遠隔からバージョンアップする構成が開示されている。

特開２００８−１７６４０４号公報

上述のように、作業員が燃料電池システムが設定された現地に赴いて、手作業によってソフトウェアの更新作業を行う場合には、次のような問題がある。制御ソフトウェア上のバグ修正や制御ソフトウェアの仕様改善などをメーカー等で実施した場合でも、業務機会時などにユーザー宅へ訪問しなければ制御ソフトウェアを更新できない。このため、制御ソフトウェアを更新するまでの間に、ユーザーの元でエラーが発生するなどのリスクが生じる。また、制御ソフトウェアが最新かどうかは、訪問時に実機確認するまで判断できず、管理や作業に時間を要する。市場に出回っている燃料電池システムに搭載された制御ソフトウェアが複数存在する状況が生じ得、統一された制御とならない。

一方、特許文献１では、ネットワークを通じて、各機器に組み込まれたソフトウェアを更新する構成が開示されているものの、複数の構成装置からなり、定常的に動作するとともに、また各々が独立に動作した状態となり得る燃料電池システムのような複雑な構成条件の機器の場合に、効率的かつ、安全にソフトウェアを更新する方法については何ら開示がされていない。

そこで、本願発明の目的は、複数の構成装置を備えた燃料電池システムにおいて、各々の構成装置が備える制御ソフトウェアを、効率的かつ安全に更新することにある。

上記目的を達成するため、本願発明に係る少なくとも燃料電池ユニット及び貯湯タンクを含む複数の構成装置を備え、前記燃料電池ユニットの排熱を回収して前記貯湯タンクに貯湯可能に構成され、前記構成装置から発生する熱を、前記貯湯タンクから供給される湯又は別途生成する湯の形態で外部に提供可能に構成されるとともに、前記構成装置は各々が動作を制御するための制御ソフトウェアを備えた燃料電池システムの特徴構成は、各構成装置による熱の提供要求に対して、前記構成装置の制御ソフトウェアの更新中における各構成装置の運転形態を制約する運転制約手段を備えた点にある。

上記特徴構成によれば、運転制約手段によって各構成装置の運転形態に制約が課されるため、例えば、一の構成装置の制御ソフトウェアを更新中であっても、他の構成装置を運転制約が課された状態で動作させることができる。このため、制御ソフトウェアを更新するにあたり、従来のように燃料電池システムの全構成装置を停止させる必要がなく、効率的に更新をすることが可能となる。また、各構成装置の運転形態に制約が課されるため、燃料電池システムから熱を湯の形態で外部に供給するにあたり、例えば、一の構成装置の制御ソフトウェアを更新中に、他の構成装置が誤動作を起こすといった問題の発生を防止することができる。以上のように、複数の構成装置を備えた燃料電池システムにおいて、各々の構成装置が備える制御ソフトウェアを、効率的かつ安全に更新することができる。

本願発明に係る燃料電池システムにおいては、上記特徴構成に加えて、前記構成装置として前記貯湯タンクから供給される湯又は給水を加熱可能な熱源機を備え、
前記運転制約手段が、
前記燃料電池ユニット又は前記熱源機を運転している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、前記外部への熱を提供するにあたり、前記貯湯タンクからの湯の供給を禁止し、前記熱源機により前記給水を加熱して生成される湯を提供するように構成された構成とすると好適である。

上記特徴構成によれば、貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、貯湯タンクの湯を外部に提供せずに、制御ソフトウェアの更新を行わず運転している熱源機のみを用いて、外部へ湯の提供を行うことができる。よって、貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中に、貯湯タンクの制御が想定外の動作をするおそれを回避することができる。すなわち、燃料電池システムのユーザーの利便性を損なうことなく、貯湯タンクが備える制御ソフトウェアを安全に更新することができる。

加えて、前記貯湯タンクに給水する給水路と、
前記貯湯タンクから前記熱源機を介して給湯を行うための給湯路と、
前記給湯路において前記貯湯タンクより下流で前記熱源機より上流に設けられた閉止弁と、
前記給水路から前記貯湯タンクをバイパスして前記給湯路において前記貯湯タンクより下流で前記熱源機より上流に接続するバイパス路と、
前記バイパス路に設けられ、前記バイパス路を流れる水量を調整する調整弁と、を備え、
前記運転制約手段が、
前記燃料電池ユニット又は前記熱源機を運転している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、前記外部に熱を提供するにあたり、前記閉止弁を閉め、前記調整弁を全開とし、前記熱源機を燃焼させることで、前記熱源機により前記給水を加熱して生成される湯を提供するように構成された構成とすると好適である。

さらに、前記貯湯タンク及び前記熱源機の制御ソフトウェアの更新は、同時に実行しないように構成される構成とすると好適である。

上記特徴構成によれば、貯湯タンク及び熱源機の制御ソフトウェアはそれぞれ独立に更新が実行されるため、燃料電池システムから外部に湯の形態で熱を提供できなくなることを防止することができる。

また、前記燃料電池ユニットからの排熱水を前記貯湯タンクに回収する状態とする排熱貯湯運転状態と、前記排熱水を前記貯湯タンクをバイパスして前記燃料電池ユニット側へ戻す排熱非貯湯運転状態とを切り替え可能に構成され、
前記運転制約手段が、
前記燃料電池ユニットが発電している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、前記排熱貯湯運転状態とするように構成とすると好適である。

上記特徴構成によれば、貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中においては、燃料電池ユニットからの排熱水は、貯湯タンクをバイパスすることなく、必ず貯湯タンクに回収され、貯湯タンク内の湯が燃料電池ユニット側へと戻される。このため、貯湯タンクの制御ソフトウェアを更新中に、排熱非貯湯運転状態となり、燃料電池ユニットの排熱水が高温のまま、燃料電池ユニット側に戻されるおそれを防止することができる。すなわち、貯湯タンクが備える制御ソフトウェアをより安全に更新することができる。

さらに、前記燃料電池ユニットからの前記排熱水を前記貯湯タンクに回収するための排熱戻路と、
前記貯湯タンクから前記燃料電池ユニットに前記貯湯タンク内の水を流すための排熱往路と、
前記排熱戻路において、前記排熱貯湯運転状態と、前記排熱非貯湯運転状態とを切り替え可能な三方弁と、
前記貯湯タンクの制御ソフトウェアを更新していない状態においては、前記排熱水の温度に基づいて、前記排熱貯湯運転状態と、前記排熱非貯湯運転状態とを切り替える運転状態制御手段と、が備えられ、
前記運転制約手段が、
前記燃料電池ユニットが発電している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアを更新中は、前記運転状態制御手段によって前記排熱貯湯運転状態に固定するように構成とすると好適である。

また、前記運転制約手段が、
前記燃料電池ユニット又は前記貯湯タンクを運転している状態で、かつ、前記熱源機の制御ソフトウェアの更新中は、前記熱源機の燃焼を禁止し、前記熱源機からの熱を前記外部に提供しないように構成とすると好適である。

上記特徴構成によれば、熱源機の燃焼を禁止するため、熱源機の制御ソフトウェアの更新中に熱源機が動作することを防止することができる。すなわち、熱源機が備える制御ソフトウェアをより安全に更新することができる。

さらに、前記運転制約手段が、
前記熱源機の燃焼を禁止した場合において、前記熱源機の制御ソフトウェアを更新中は、凍結予防運転として前記貯湯タンクから供給される湯を前記熱源機による加熱を行わずに循環させるように構成とすると好適である。

上記特徴構成によれば、熱源機による加熱を禁止するため、熱源機の制御ソフトウェアの更新中に熱源機が動作することを防止することができる。すなわち、熱源機が備える制御ソフトウェアをより安全に更新することができる。

また、熱を提供する際の目標温度の設定を行うための温度設定装置を備え、
前記温度設定装置は前記熱源機と同一の電源によって駆動するように構成され、
前記貯湯タンクから供給される湯によって前記外部に熱を提供している場合においても、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新を実行するように構成され、制御ソフトウェアの更新開始に伴って、前記貯湯タンクからの湯の供給を禁止し、前記熱源機により前記給水を加熱して生成される湯を供給することで前記外部に熱を提供するように構成すると好適である。

上記特徴構成によれば、貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新時にあっても、温度設定装置は、熱源機と同一の電源であるため動作することが可能となり、外部へ提供される湯の温度を設定温度に維持するように熱源機を制御することができる。すなわち、貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新を、ユーザーの利便性を妨げることなく、効率的に実行することができる。

燃料電池システムの全体構成図 第１実施形態における燃料電池システムの構成図 燃料電池システムの詳細構成図 第１実施形態における燃料電池システムの運転制約を示す図 第１運転制約条件に基づく動作説明図 第３運転制約条件に基づく動作説明図 第２実施形態における燃料電池システムの構成図 第２実施形態における燃料電池システムの運転制約を示す図

以下、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１について図面を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態における燃料電池システム１は、ネットワークＮを介して、最新の制御ソフトウェアｓを各燃料電池システム１に配信するための制御ソフトウェア管理サーバーＳと、データの送受信が可能な形態で接続される。具体的には、燃料電池システム１と制御ソフトウェア管理サーバーＳとは、有線又は無線により接続される。ネットワークＮとしては、インターネット回線や電話回線を用いることが出来る。制御ソフトウェア管理サーバーＳは、燃料電池システム１のメーカーが管理し、燃料電池システム１に提供する最新の制御ソフトウェアｓｕが記憶される。

本実施形態においては、燃料電池システム１は、制御ソフトウェア管理サーバーＳから配信される最新の制御ソフトウェアｓｕを受信すると、燃料電池システム１を構成する各構成装置（下記に示す、第１実施形態においては、燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４）を、後述する運転制約条件６０を満たすように制御しつつ、各構成装置の制御ソフトウェアｓを、受信した最新の制御ソフトウェアｓｕに更新するように構成されている。

〔制御ソフトウェアの更新手順〕
本実施形態における燃料電池システム１の各構成装置が備える制御ソフトウェアｓの更新手順を、より具体的に説明する。まず、制御ソフトウェア管理サーバーＳに、最新の制御ソフトウェアｓｕが記憶されると、最新の制御ソフトウェアｓｕが存在する旨を知らせる通知が、ネットワークＮを介して各燃料電池システム１に送信される。

次に、各燃料電池システム１は、自身の各構成装置が備える制御ソフトウェアｓと最新の制御ソフトウェアｓｕとを比較し、制御ソフトウェアｓを更新する必要があるか否か、また、通知を受信した時点で、制御ソフトウェアｓを更新が可能であるかを制御ソフトウェア管理サーバーＳに送信する。

続いて、燃料電池システム１の各構成装置ｕについて、更新が必要で、かつ、更新が可能な状態にある場合は、制御ソフトウェア管理サーバーＳから最新の制御ソフトウェアｓｕを受信し、運転制約条件６０を満たしながら各構成装置ｕを制御しつつ、制御ソフトウェアｓを最新の制御ソフトウェアｓｕに更新する。ここで、更新が必要であるが、更新が可能でない構成装置ｕが存在する場合には、更新が可能な状態になるまで待機するように構成される。

このような手順により、制御ソフトウェア管理サーバーＳとネットワークＮを介して接続された燃料電池システム１の各構成装置が備える制御ソフトウェアｓは、制御ソフトウェア管理サーバーＳに記憶された最新の制御ソフトウェアｓｕに統一される。これにより、燃料電池システム１の各構成装置が備える制御ソフトウェアｓの更新にかかる、人件費を抑えるとともに、市場に出回っている燃料電池システム１の動作を統一できる。

〔第１実施形態〕
〔燃料電池システムの概略構成〕
本実施形態においては、図２に示すように、燃料電池システム１として、いわゆる家庭用燃料電池コージェネレーションシステムを用いる場合の例を説明する。図２に示すように、燃料電池システム１は、少なくとも燃料電池ユニット２及び貯湯タンク３を含む複数の構成装置ｕを備える。本実施形態においては、燃料電池システム１は、構成装置ｕとして、燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４を備える。構成装置ｕは、各々が動作を制御するための制御ソフトウェアｓを備える。すなわち、燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４は、それぞれ独立して制御ソフトウェアｓを備え、その動作を制御される。制御ソフトウェアｓは、いわゆるファームウェアであり、構成装置ｕ内の記憶装置（図示省略）内に組み込まれた形態で備えられる。本実施形態においては、制御ソフトウェアｓは、燃料電池システム１の出荷後に書き換え可能な記憶装置上に組み込まれる。

燃料電池システム１は、燃料電池ユニット２により発電した電力を外部に供給可能に構成されるとともに、構成装置ｕ（燃料電池ユニット２及び熱源機４）により発生した熱を、水（湯）を媒体として外部に供給可能に構成されている。本実施形態においては、燃料電池システム１は、外部に湯を供給する際の温度を設定するためのリモコン５を備えている。リモコン５は、本願発明における『温度設定装置』に相当する。

燃料電池ユニット２は、都市ガスと水蒸気を反応させて水素を取り出す改質器と、その水素と空気中の酸素を反応させて発電を行う燃料電池から構成された発電装置である。燃料電池ユニット２は、燃料電池により発電するとともに、発電時に発生した熱を、水（湯）を媒体とし、排熱水として外部に排熱可能に構成されている。

貯湯タンク３は、燃料電池ユニット２からの排熱水（湯）を貯湯し、必要に応じて、貯湯された排熱水を外部に供給可能に構成されている。具体的には、貯湯タンク３に貯められた熱媒体（排熱水）は、家庭内の給湯などに用いられるように構成される。なお、本実施形態における貯湯タンク３は、タンク３０、及びタンク３０内の熱媒体を外部に供給可能とするための構成機器（第１閉止弁３３や循環比例弁３５などの弁やポンプ）からなる、外部への熱媒体の供給を可能とするための装置群を意味する。

熱源機４は、貯湯タンク３から供給される湯、又は、燃料電池システム１外部からの給水を加熱可能に構成されている。熱源機４は、いわゆるバックアップボイラーであり、貯湯タンク３から供給される湯を、目標温度まで加熱できるように構成されるととともに、貯湯タンク３の湯がなくなった場合などに、給水を直接、目標温度まで加熱できるように構成されている。

リモコン５は、燃料電池システム１のユーザーが、燃料電池システム１から外部に熱を提供する際の目標温度の設定を行えるように構成されている。本実施形態においては、リモコン５は熱源機４と異なる電源によって駆動するように構成される。具体的には、貯湯タンク３と同一の電源によって駆動する。より具体的には、リモコン５は、燃料電池システム１のユーザー宅内に設けられ、ユーザーにより給湯温度やお風呂の湯張り温度を設定可能に構成される。

以上の構成により、燃料電池システム１は、燃料電池ユニット２の排熱を回収して貯湯タンク３に貯湯可能に構成される。また、構成装置ｕから発生する熱を、貯湯タンク３から供給される湯、又は別途生成する湯の形態で外部に提供可能に構成される。より詳しくは、本実施形態においては、燃料電池ユニット２から発生した熱を、水（湯）を媒体として貯湯タンク３のタンク３０に貯湯可能に構成されるとともに、貯湯タンク３のタンク３０に貯湯された湯を外部に供給可能に構成される。また、熱源機４により、貯湯タンク３のタンク３０内の湯または、別途外部から供給された水を加熱することで、湯の形態で外部に熱を供給可能に構成される。

本願発明に係る燃料電池システム１は、各構成装置ｕを制御するための制御装置６を備える。本願発明においては、制御装置６が、構成装置ｕの制御ソフトウェアｓの更新中において、各構成装置ｕによる外部への熱の提供要求に対し、各構成装置ｕの運転形態を制約する点に特徴を有する。以下では、本願発明に係る燃料電池システム１の特徴構成を、本実施形態に基づいて詳細に説明する。制御装置６は、本願発明における『運転制約手段』に相当する。

〔構成装置の詳細構成〕
図２に示すように、本実施形態において、制御装置６は、演算処理装置及び記憶装置から構成されたマイクロコンピュータからなり、各構成装置ｕの運転形態を制約する運転制約条件６０（図中、Ｃ１〜Ｃ７）を記憶する。

図３に示すように、貯湯タンク３には、外部から給水するための給水路３１が設けられる。詳細は省略するが、給水路３１は、貯湯タンクのタンク３０よりも上流側において分岐し、風呂及び暖房機器に対しても給水可能に構成されている。また、給水路３１は、貯湯タンク３のタンク３０よりも上流側において、後述する第２給湯路４１に直接、給水を混合するための水供給路３８を備えている。

また、貯湯タンク３から熱源機４を介して外部に給湯を行うために、貯湯タンク３のタンク３０から熱源機４へ湯を供給するための第１給湯路３２と、熱源機４から外部へと湯を供給するための第２給湯路４１とを備える。また、第１給湯路３２には、貯湯タンク３のタンク３０より下流で熱源機４より上流に第１閉止弁３３が設けられる。第１閉止弁３３は、貯湯タンク３のタンク３０から熱源機４への湯の供給を停止させる役割を担う。

ここで、第１給湯路３２及び第２給湯路４１が、本願発明における『給湯路』に相当し、第１閉止弁３３が『閉止弁』に相当する。

また、燃料電池システム１には、給水路３１から貯湯タンク３のタンク３０をバイパスして第１給湯路３２において貯湯タンク３のタンク３０より下流で熱源機４より上流に接続するバイパス路３４が設けられる。より詳しくは、バイパス路３４は、給水路３１における水供給路３８の分岐点よりも下流側において分岐し、第１給湯路３２において、第１閉止弁３３よりも下流側に接続される。また、バイパス路３４には、バイパス路３４を流れる水量を調整するための循環比例弁３５、及びバイパス路３４を流れる水を熱源機４に送り出すためのポンプ３６が設けられる。循環比例弁３５は、本願発明における『調整弁』に相当する。なお、詳細は省略するが、本実施形態においては、バイパス路３４は、第１給湯路３２に接続される点より上流側において、暖房機器に供給される熱媒と熱交換するための回路などが分岐して設けられている。

燃料電池システム１は、燃料電池ユニット２からの排熱水を貯湯タンク３のタンク３０に回収する状態とする排熱貯湯運転状態と、排熱水を貯湯タンク３のタンク３０をバイパスして燃料電池ユニット２側へ戻す排熱非貯湯運転状態とを切り替え可能に構成される。より詳しくは、燃料電池ユニット２からの排熱水を貯湯タンク３のタンク３０に導くための排熱戻路２１と、貯湯タンク３のタンク３０から燃料電池ユニット２に湯を送るための排熱往路２５を備える。さらに、排熱戻路２１は、貯湯タンク３のタンク３０より上流側において、貯湯三方弁２２に接続される。貯湯三方弁２２は、貯湯三方弁２２から貯湯タンク３のタンク３０に接続される排熱貯湯路２３と、貯湯三方弁２２から貯湯タンク３のタンク３０をパイパスして排熱往路２５に接続される排熱非貯湯路２４とに分岐する。また、排熱水の温度を検出するため、排熱戻路２１には排熱戻サーミスタ２７が設けられ、排熱往路２５には排熱往サーミスタ２８が設けられる。さらに、燃料電池ユニット２に戻る排熱水の温度が高くならないように、ラジエータ２６には、排熱往サーミスタ２８よりも上流に排熱水を冷却するためのラジエータ２６が設けられる。このような構成により、排熱往サーミスタ２８により検出された排熱水の温度が高い場合には、ラジエータ２６によって、燃料電池ユニット２の動作に影響が出ないように適切な温度に冷却するようフィードバック制御を行うことができる。

燃料電池ユニット２からの排熱水が、排熱戻路２１から排熱貯湯路２３に流れるように貯湯三方弁２２が制御された運転状態が『排熱貯湯運転状態』に相当し、排熱戻路２１から排熱非貯湯路２４に流れるように貯湯三方弁２２が制御された運転状態が『排熱非貯湯運転状態』に相当する。この２つの運転状態の切り替えは、制御装置６の排熱戻路制御部６１により行われる。具体的には、排熱戻路制御部６１は、燃料電池ユニット２の制御ソフトウェアｓが更新中でない場合には排熱戻サーミスタ２７により検出される排熱水の温度に基づいて、貯湯三方弁２２を制御する。より具体的には、排熱戻路制御部６１は、排熱戻サーミスタ２７による検出温度が低い場合には、燃料電池ユニット２からの排熱水が排熱非貯湯路２４を流れるように貯湯三方弁２２を制御する。また、燃料電池ユニット２の制御ソフトウェアｓの更新中には、運転制約条件６０に基づいて貯湯三方弁２２を制御するように構成されている。排熱戻路制御部６１は、本発明における『運転状態制御手段』に相当する。

〔運転制約条件の詳細〕
以上のような構成の燃料電池システム１において、制御装置６は、各構成装置ｕ（燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４）の制御ソフトウェアｓ更新時に、運転制約条件６０に従い各構成装置ｕの運転形態を制約する。以下では、図３及び図４に基づいて、本実施形態における運転制約条件６０について説明する。

図４は、構成装置ｕの運転形態（以下では、構成装置ｕの運転形態を１まとめとして運転パターンと呼ぶ）ごとに、各構成装置ｕの制御ソフトウェアｓの更新の可否、及び各構成装置ｕに課せられる運転制約条件６０についてまとめている。

なお、本実施形態においては、運転パターンによらず、制御装置６により、第２運転制約条件Ｃ２が課せられる。具体的には、第２運転制約条件Ｃ２として、貯湯タンク３及び熱源機４の制御ソフトウェアｓの更新は、同時に実行しないように構成される。以下では、

運転パターン（１）
燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４が全て稼働している場合、制御ソフトウェアｓの更新は一切許可されず、制御ソフトウェアｓの更新は実行されない。

運転パターン（２）
燃料電池ユニット２及び貯湯タンク３が稼働しており、熱源機４が稼働していない場合、熱源機４の制御ソフトウェアｓの更新のみ可能となる。この運転パターンにおいて、熱源機４の制御ソフトウェアｓが更新される場合、熱源機４は、第５運転制約条件Ｃ５及び第６運転制約条件Ｃ６を満たすように運転される。

第５運転制約条件Ｃ５として、制御装置６は、熱源機４の制御ソフトウェアｓの更新中、熱源機４の燃焼を禁止し、熱源機４からの熱を外部に提供しないように構成される。より具体的には、リモコン５による風呂自動、追い焚き指令や、暖房の運転指令を受付けないように構成される。

また、第６運転制約条件Ｃ６として、制御装置６は、冬季などにおける凍結予防運転として貯湯タンク３のタンク３０から供給される湯を熱源機４による加熱を行わずに循環させるように構成される。ここで、凍結予防運転について補足説明する。凍結予防運転は、通常、燃料電池システム１の配管内で熱媒体が凍結することを防止するために、配管内の熱媒体の温度が所定の温度（例えば、０℃）以下となった場合に、自動的に貯湯タンク３の湯を熱源機４で加熱した上で、配管内を循環させる運転である。

運転パターン（３）
燃料電池ユニット２が稼働しており、貯湯タンク３及び熱源機４は可動していない場合、貯湯タンク３又は熱源機４の制御ソフトウェアｓを更新可能である。この運転パターンにおいては、貯湯タンク３には第１運転制約条件Ｃ１及び第３運転制約条件Ｃ３の運転制約が、熱源機４には、第５運転制約条件Ｃ５及び第６運転制約条件Ｃ６の運転制約が課せられる。

第１運転制約条件Ｃ１及び第３運転制約条件Ｃ３は、燃料電池ユニット２又は熱源機４を運転している状態で、かつ、貯湯タンク３の制御ソフトウェアｓの更新中に課せられる。第１運転制約条件Ｃ１として、制御装置６は、燃料電池システム１が外部への熱を提供するにあたり、貯湯タンク３からの湯の供給を禁止し、熱源機４により給水を加熱して生成される湯を提供するように構成される。

より詳しくは、図５に示すように、制御装置６は、燃料電池システム１が外部に熱を提供するにあたって、ポンプ３６を稼働させ、第１閉止弁３３を閉め、循環比例弁３５を全開とすることで、外部からの給水を給水路３１に取り込む。これにより、貯湯タンク３のタンク３０を経由することなくバイパス路３４のみに熱媒体（水）を通過させる。また、熱源機４に外部からガス複合電磁弁４２を介してガスを供給する。さらに、熱源機４への熱媒体の入り温度を計測するためのＢＵ入サーミスタ４４、及び熱源機４から熱媒体の出温度を計測するためのＢＵ出サーミスタ４５の検出温度に基づいて、ガス複合電磁弁４２の開度を調整し、熱源機４を燃焼させる。このような構成によって熱源機４により給水を加熱して生成される湯を提供することで、貯湯タンク３の制御ソフトウェアｓを更新中は、貯湯タンク３のタンク３０を介すことなく、リモコン５により設定された設定温度で湯を外部に供給することができる。

第３運転制約条件Ｃ３としては、制御装置６が、燃料電池ユニット２が発電している状態で、かつ、貯湯タンク３の制御ソフトウェアｓの更新中は、排熱貯湯運転状態に固定されるように構成される。より詳しくは、図６の太線に示すように、排熱戻路２１を通して燃料電池システム１内に取り込まれた燃料電池ユニット２の排熱水が、排熱貯湯路２３を流れるように貯湯三方弁２２が固定される。すなわち、図６の破線で示す排熱非貯湯路２４には排熱水が流れないよう構成される。このような構成により、排熱水は、常に貯湯タンク３のタンク３０を経由することとなる。

運転パターン（４）
燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４の全てが稼働していない場合には、燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４のいずれも制御ソフトウェアｓを更新可能である。この場合、貯湯タンク３については、第１運転制約条件Ｃ１及び第３運転制約条件Ｃ３が、熱源機４については、第５運転制約条件Ｃ５及び第６運転制約条件Ｃ６が課せられる。また、燃料電池ユニット２については、第７運転制約条件Ｃ７が課せられる。具体的には、第７運転制約条件Ｃ７としては、燃料電池ユニット２の発電起動信号及び、リモコン５を介した手動発電操作を受付けないように構成される。

〔第２実施形態〕
以下では、本願発明に係る燃料電池システム１の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態においては、貯湯タンク３とリモコン５とが同一の電源によって駆動する場合の例を示したが、本実施形態においては、図７に示すように、リモコン５は熱源機４と同一の電源によって駆動するように構成される。またこのような構成に伴い、構成装置ｕの制御ソフトウェアｓを更新可能なタイミングが異なる。

図８に本実施形態における、運転パターンを示す。本実施形態においては、運転パターン（２）及び（５）に示すように、貯湯タンク３が稼働している場合、すなわち、貯湯タンク３のタンク３０から供給される湯によって外部に熱を提供している場合においても、貯湯タンク３の制御ソフトウェアｓの更新を実行するように構成される。本実施形態においては、貯湯タンク３の制御ソフトウェアｓが更新され、貯湯タンク３のタンク３０からの出湯温度を制御できない状態にあっても、熱源機４とリモコン５との電源が同一とされていることにより、リモコン５による温度設定ができ、また、熱源機４によって給湯温度をコントロールできるために、このような構成が可能となる。より具体的には、貯湯タンク３からの出湯温度が制御できない場合であっても、図３に示す、ＢＵ入サーミスタ４４及びＢＵ出サーミスタ４５での検出温度に基づいて熱源機４を制御することで、外部への給湯温度を制御することができる。

また、この場合には、貯湯タンク３の制御ソフトウェアｓの更新開始に伴って、貯湯タンク３のタンク３０からの湯の供給を禁止し、熱源機４により給水を加熱して生成される湯を供給することで外部に熱を提供するように構成しておくと良い。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態においては、燃料電池システム１が熱源機４を備える場合の構成の一例を示したが、熱源機４を備えない構成としても構わない。この場合、制御装置６の運転制約条件６０には、第５運転制約条件Ｃ５及び第６運転制約条件Ｃ６を備えなくても構わない。

（２）上記実施形態においては、運転制約条件６０として第１運転制約条件Ｃ１〜第７運転制約条件Ｃ７の全てを備える場合の構成の一例を示したが、すべての運転制約条件６０を備えなくても良い。

（３）上記実施形態においては、燃料電池システム１の具体的な構成として、図３に示す回路を備える場合を例として説明したが、構成装置ｕとしての燃料電池ユニット２、貯湯タンク３、及び熱源機４を備える構成であれば、異なる回路であっても構わない。

少なくとも燃料電池ユニット及び貯湯タンクを含む複数の構成装置を備え、前記燃料電池ユニットの排熱を回収して前記貯湯タンクに貯湯可能に構成され、前記構成装置から発生する熱を、前記貯湯タンクから供給される湯又は別途生成する湯の形態で外部に提供可能に構成されるとともに、前記構成装置は各々が動作を制御するための制御ソフトウェアを備えた燃料電池システムとして利用可能である。

１ ：燃料電池システム
２ ：燃料電池ユニット
３ ：貯湯タンク
４ ：熱源機
５ ：リモコン（温度設定装置）
６ ：制御装置（運転制約手段）
２１ ：排熱戻路
２５ ：排熱往路
３１ ：給水路
３２ ：第１給湯路（給湯路）
３３ ：第１閉止弁（閉止弁）
３４ ：バイパス路
３５ ：循環比例弁（調整弁）
４１ ：第２給湯路（給湯路）
６１ ：排熱戻路制御部（運転状態制御手段）
ｓ ：制御ソフトウェア
ｕ ：構成装置

Claims (9)

1. 少なくとも燃料電池ユニット及び貯湯タンクを含む複数の構成装置を備え、前記燃料電池ユニットの排熱を回収して前記貯湯タンクに貯湯可能に構成され、前記構成装置から発生する熱を、前記貯湯タンクから供給される湯又は別途生成する湯の形態で外部に提供可能に構成されるとともに、前記構成装置は各々が動作を制御するための制御ソフトウェアを備えた燃料電池システムであって、
   各構成装置による熱の提供要求に対して、前記構成装置の制御ソフトウェアの更新中における各構成装置の運転形態を制約する運転制約手段を備えた燃料電池システム。
2. 前記構成装置として前記貯湯タンクから供給される湯又は給水を加熱可能な熱源機を備え、
   前記運転制約手段が、
   前記燃料電池ユニット又は前記熱源機を運転している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、前記外部への熱を提供するにあたり、前記貯湯タンクからの湯の供給を禁止し、前記熱源機により前記給水を加熱して生成される湯を提供するように構成された請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記貯湯タンクに給水する給水路と、
   前記貯湯タンクから前記熱源機を介して給湯を行うための給湯路と、
   前記給湯路において前記貯湯タンクより下流で前記熱源機より上流に設けられた閉止弁と、
   前記給水路から前記貯湯タンクをバイパスして前記給湯路において前記貯湯タンクより下流で前記熱源機より上流に接続するバイパス路と、
   前記バイパス路に設けられ、前記バイパス路を流れる水量を調整する調整弁と、を備え、
   前記運転制約手段が、
   前記燃料電池ユニット又は前記熱源機を運転している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、前記外部に熱を提供するにあたり、前記閉止弁を閉め、前記調整弁を全開とし、前記熱源機を燃焼させることで、前記熱源機により前記給水を加熱して生成される湯を提供するように構成された請求項２に記載の燃料電池システム。
4. 前記貯湯タンク及び前記熱源機の制御ソフトウェアの更新は、同時に実行しないように構成される請求項２又は３に記載の燃料電池システム。
5. 前記燃料電池ユニットからの排熱水を前記貯湯タンクに回収する状態とする排熱貯湯運転状態と、前記排熱水を前記貯湯タンクをバイパスして前記燃料電池ユニット側へ戻す排熱非貯湯運転状態とを切り替え可能に構成され、
   前記運転制約手段が、
   前記燃料電池ユニットが発電している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新中は、前記排熱貯湯運転状態とするように構成された請求項１〜４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
6. 前記燃料電池ユニットからの前記排熱水を前記貯湯タンクに回収するための排熱戻路と、
   前記貯湯タンクから前記燃料電池ユニットに前記貯湯タンク内の水を流すための排熱往路と、
   前記排熱戻路において、前記排熱貯湯運転状態と、前記排熱非貯湯運転状態とを切り替え可能な三方弁と、
   前記貯湯タンクの制御ソフトウェアを更新していない状態においては、前記排熱水の温度に基づいて、前記排熱貯湯運転状態と、前記排熱非貯湯運転状態とを切り替える運転状態制御手段と、が備えられ、
   前記運転制約手段が、
   前記燃料電池ユニットが発電している状態で、かつ、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアを更新中は、前記運転状態制御手段によって前記排熱貯湯運転状態に固定するように構成された請求項５に記載の燃料電池システム。
7. 前記運転制約手段が、
   前記燃料電池ユニット又は前記貯湯タンクを運転している状態で、かつ、前記熱源機の制御ソフトウェアの更新中は、前記熱源機の燃焼を禁止し、前記熱源機からの熱を前記外部に提供しないように構成された請求項２〜４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
8. 前記運転制約手段が、
   前記熱源機の燃焼を禁止した場合において、前記熱源機の制御ソフトウェアを更新中は、凍結予防運転として前記貯湯タンクから供給される湯を前記熱源機による加熱を行わずに循環させるように構成された請求項７に記載の燃料電池システム。
9. 熱を提供する際の目標温度の設定を行うための温度設定装置を備え、
   前記温度設定装置は前記熱源機と同一の電源によって駆動するように構成され、
   前記貯湯タンクから供給される湯によって前記外部に熱を提供している場合においても、前記貯湯タンクの制御ソフトウェアの更新を実行するように構成され、制御ソフトウェアの更新開始に伴って、前記貯湯タンクからの湯の供給を禁止し、前記熱源機により前記給水を加熱して生成される湯を供給することで前記外部に熱を提供するように構成された請求項２〜４の何れか一項に記載の燃料電池システム。

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