JP2016192396A - Cogeneration system and operation method therefor - Google Patents

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貴士 飯塚
Takashi Iizuka
貴士 飯塚
雅人 木原
Masahito Kihara
雅人 木原
貴彬 藤川
Takaaki Fujikawa
貴彬 藤川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cogeneration system capable of reducing total water feeding time by simultaneously performing water feeding of a hot-water storage unit, exhaust heat recovery circuit, and fuel cell unit, with simple operation without leaving air in a system.SOLUTION: A cogeneration system includes a controller 4 for performing control so as to open a water supply electromagnetic valve 9 in a fuel cell unit 101 when water feeding operation for a hot-water storage unit 102 has started, and start activation of an inner circulation pump 6 installed in an inner circulation circuit 5 in the fuel cell unit when an inner tank water amount detector 8 in the fuel cell unit has detected water's inflow into the fuel cell unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットを備えるコージェネレーションシステム及びその運転方法に関するものである。   The present invention relates to a cogeneration system including a fuel cell unit that generates electric power and heat by generating power, a hot water storage unit including a hot water storage tank that stores heat of the fuel cell unit, and an operating method thereof.

このようなコージェネレーションシステムは、設置後や修理作業後はシステム内部の水が空の状態であるため、水張り作業が実施される。   In such a cogeneration system, the water filling operation is performed because the water inside the system is empty after installation or after repair work.

水張り作業を実施する際、燃料電池ユニットと貯湯ユニットとの間で貯湯タンクの水を循環させて燃料電池ユニットの排熱を温水として貯湯タンクに回収するための排熱回収回路内に空気が残留していると、経路の圧力損失の増加等により排熱回収不具合が発生し燃料電池の異常な温度上昇が引き起こされるため、水張り作業は空気が残留しないよう実施する必要がある。   When performing the water filling operation, air remains in the exhaust heat recovery circuit that circulates the water in the hot water storage tank between the fuel cell unit and the hot water storage unit and recovers the exhaust heat of the fuel cell unit to the hot water storage tank as hot water. If this is the case, an exhaust heat recovery failure occurs due to an increase in the pressure loss of the path and the abnormal temperature rise of the fuel cell is caused. Therefore, it is necessary to perform the water filling operation so that no air remains.

従来のコージェネレーションシステムは、排熱回収回路に設けられた空気抜き手段と、その下流に設けられたバルブを備え、貯湯ユニットの水張りを行った後に、バルブを閉止した状態で空気抜き手段を開放し排熱回収回路の水張りを実施することで排熱回収回路の空気を確実に抜く方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   The conventional cogeneration system includes an air venting means provided in the exhaust heat recovery circuit and a valve provided downstream thereof, and after filling the hot water storage unit, the air venting means is opened and exhausted with the valve closed. There has been proposed a method of reliably removing air from the exhaust heat recovery circuit by performing water filling of the heat recovery circuit (see, for example, Patent Document 1).

別の従来のコージェネレーションシステムでは、貯湯タンク内の水位が貯湯タンク底部に設けられた排熱回収回路への水取出し口よりも上部に達した場合に、排熱回収回路に設けられた排熱回収ポンプの作動を開始することで、貯湯タンクが満タンになる前に排熱回収回路の水張りが開始されることになるため、空気を巻き込まないよう水張りを行いながら、水張りに要する時間を短縮する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In another conventional cogeneration system, when the water level in the hot water storage tank reaches above the water outlet to the exhaust heat recovery circuit provided at the bottom of the hot water storage tank, the exhaust heat provided in the exhaust heat recovery circuit. By starting the operation of the recovery pump, the exhaust heat recovery circuit will begin to fill before the hot water storage tank is full. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2012−004132号公報JP 2012-004132 A 特開2014−134355号公報JP 2014-134355 A

しかしながら、特許文献1の構成では、排熱回収回路の空気が抜けたことを目視で確認でき空気を確実に抜けるものの、作業者はバルブを手動操作しながら目視確認するため、作業が煩雑であり、またコージェネレーションシステムとして水張りを完了するには、貯湯ユニットの水張りを事前に実施、排熱回収回路の水張り後に燃料電池ユニットの水張りを実施する必要があり、総水張り時間が長い、という課題があった。   However, in the configuration of Patent Document 1, it can be visually confirmed that the air in the exhaust heat recovery circuit has escaped, but the air can be surely removed. However, since the operator visually confirms while manually operating the valve, the work is complicated. In addition, in order to complete water filling as a cogeneration system, it is necessary to perform water filling of the hot water storage unit in advance, water filling of the fuel cell unit after filling of the exhaust heat recovery circuit, and the total water filling time is long. there were.

また、特許文献2の構成では、貯湯タンク内の水位が貯湯タンク底部に設けられた排熱回収回路への水取出し口よりも上部に達した場合に排熱回収回路に設けられた排熱回収ポンプの作動を開始することにより、排熱回収回路の空気を巻き込むことは防止できるものの、水取出し口よりも上部に達するための給水量を事前に設定しておかなければならず、貯湯タンクの形状や構成により設定値が変わるため、貯湯ユニットの選択肢が限定され、また水取出し口の位置が排熱回収ポンプの位置よりも低い場合は排熱回収ポンプに水が通水されているかを検知できないため、排熱回収ポンプに空気を巻き込む場合があり、また燃料電池ユニットは別操作で水張り作業する必要があり、総水張り時間が長い、という課
題があった。
Moreover, in the structure of patent document 2, when the water level in a hot water storage tank reaches the upper part rather than the water extraction port to the exhaust heat recovery circuit provided in the hot water storage tank bottom, the exhaust heat recovery provided in the exhaust heat recovery circuit By starting the pump operation, it is possible to prevent the exhaust heat recovery circuit from getting air in, but the water supply amount to reach the upper part of the water outlet must be set in advance. Since the setting value varies depending on the shape and configuration, the choice of hot water storage units is limited, and if the position of the water outlet is lower than the position of the exhaust heat recovery pump, it detects whether water is being passed through the exhaust heat recovery pump Since this is not possible, air may be involved in the exhaust heat recovery pump, and the fuel cell unit needs to be refilled by a separate operation, resulting in a long total water filling time.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、貯湯ユニットの種類に依らず、簡単な操作でシステム内に空気を残さずに、貯湯ユニットと排熱回収回路と燃料電池ユニットの水張りを実施することで総水張り時間を短縮させるコージェネレーションシステム及びその運転方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and regardless of the type of hot water storage unit, the hot water storage unit, the exhaust heat recovery circuit, and the fuel cell unit are filled with water without leaving air in the system with a simple operation. An object of the present invention is to provide a cogeneration system that shortens the total water filling time and an operation method thereof.

上記課題を解決するために、本発明に係るコージェネレーションシステムは、発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、制御器と、を備え、前記制御器は、前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始すると、前記給水電磁弁を開放し、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するよう制御するのである。   In order to solve the above problems, a cogeneration system according to the present invention includes a fuel cell unit that generates power and heat by generating power, and a hot water storage unit that includes a hot water storage tank that stores heat of the fuel cell unit. An exhaust heat recovery circuit for supplying the water in the hot water storage tank to the fuel cell unit and recovering the exhaust heat of the fuel cell unit, and then returning it to the hot water storage tank; and inside the fuel cell unit An internal circulation circuit that circulates and cools water, an internal circulation pump that is disposed in the internal circulation circuit, an internal tank that is disposed in the internal circulation circuit and stores internally circulated water, and an amount of water in the internal tank can be detected An internal tank water amount detector, and a water supply electromagnetic valve that opens and closes to flow through and shut off a passage for supplying water from the exhaust heat recovery circuit to the internal circulation circuit; A controller, and when the controller starts water filling operation by supplying water to the hot water storage tank, the water supply electromagnetic valve is opened, and the internal tank water amount detector causes water to flow into the fuel cell unit. When this is detected, control is performed to start the operation of the internal circulation pump.

また、上記課題を解決するために、本発明に係るコージェネレーションシステムの運転方法は、コージェネレーションシステムの運転方法発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、を備えたコージェネレーションシステムの運転方法であって、前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始すると、前記給水電磁弁を開放するステップと、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するステップと、を有するのである。   In order to solve the above problems, a cogeneration system operation method according to the present invention includes a cogeneration system operation method that generates power and heat by performing power generation, and the fuel cell unit. A hot water storage unit having a hot water storage tank for storing heat, and exhaust heat for returning the water in the hot water storage tank after supplying the water in the hot water storage tank to the fuel cell unit to recover the exhaust heat of the fuel cell unit A recovery circuit; an internal circulation circuit that circulates and cools water inside the fuel cell unit; an internal circulation pump that is disposed in the internal circulation circuit; and an internal that is disposed in the internal circulation circuit and stores internally circulated water A tank, an internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank, and supplying water from the exhaust heat recovery circuit to the internal circulation circuit An operation method of a cogeneration system including a water supply solenoid valve that opens and closes to flow through and shut off a passage, and when the water filling operation is started by supplying water to the hot water storage tank, the water supply solenoid valve is opened. And a step of starting the operation of the internal circulation pump when the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit.

これによって、貯湯ユニットの種類に依らず、簡単な操作でシステム内に空気を残さずに、貯湯ユニットと排熱回収回路と燃料電池ユニットの水張りを実施することで総水張り時間を短縮させることが可能になる。   This makes it possible to reduce the total water filling time by filling the hot water storage unit, exhaust heat recovery circuit, and fuel cell unit without leaving air in the system with a simple operation regardless of the type of hot water storage unit. It becomes possible.

本発明のコージェネレーションシステムによれば、貯湯ユニットの種類に依らず、簡単な操作でシステム内に空気を残さずに、貯湯ユニットと排熱回収回路と燃料電池ユニットの水張りを実施することで総水張り時間を短縮させることが可能になる。   According to the cogeneration system of the present invention, regardless of the type of hot water storage unit, the hot water storage unit, the exhaust heat recovery circuit, and the fuel cell unit are filled with water without leaving air in the system with a simple operation. Water filling time can be shortened.

本発明の実施の形態1、2、3におけるコージェネレーションシステムの構成図Configuration diagram of a cogeneration system according to Embodiments 1, 2, and 3 of the present invention 本発明の実施の形態1におけるコージェネレーションシステムの水張り運転動作を説明するフローチャートThe flowchart explaining the water filling operation of the cogeneration system in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2におけるコージェネレーションシステムの水張り運転動作を説明するフローチャートThe flowchart explaining the water filling operation of the cogeneration system in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3におけるコージェネレーションシステムの水張り運転動作を説明するフローチャートThe flowchart explaining the water filling operation of the cogeneration system in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態4におけるコージェネレーションシステムの構成図Configuration diagram of cogeneration system in Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態4におけるコージェネレーションシステムの水張り運転動作を説明するフローチャートFlowchart explaining the water filling operation of the cogeneration system in Embodiment 4 of the present invention

第1の発明は、発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、制御器と、を備え、前記制御器が、前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始すると、前記給水電磁弁を開放し、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するよう制御する、コージェネレーションシステムである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell unit that generates electric power and heat by generating electric power, a hot water storage unit that includes a hot water storage tank that stores heat of the fuel cell unit, and water in the hot water storage tank is used as the fuel cell. An exhaust heat recovery circuit for supplying the unit to recover the exhaust heat of the fuel cell unit and then returning it to the hot water storage tank; and an internal circulation circuit for circulating water to cool the fuel cell unit. An internal circulation pump disposed in the internal circulation circuit, an internal tank disposed in the internal circulation circuit for storing internally circulated water, an internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank, and the exhaust heat recovery A water supply solenoid valve that opens and closes to pass and shut off a passage for supplying water to the internal circulation circuit, and a controller, and the controller supplies water to the hot water storage tank. When water filling operation is started, the water supply solenoid valve is opened, and when the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit, control is performed to start operation of the internal circulation pump. It is a generation system.

第2の発明は、特に第1の発明において、前記貯湯ユニットに給水された水量を検出する給水量検出器と、前記排熱回収回路に配置される排熱回収ポンプと、を備え、前記排熱回収ポンプは前記貯湯タンクの下流側で前記給水電磁弁の上流側となるように設置され、前記制御器が、前記給水量検出器により、前記貯湯ユニットの水張り完了を検知した場合に、前記排熱回収ポンプの作動を開始するよう制御するものである。   In particular, the second invention is the first invention, further comprising a water supply amount detector for detecting the amount of water supplied to the hot water storage unit, and an exhaust heat recovery pump disposed in the exhaust heat recovery circuit. The heat recovery pump is installed downstream of the hot water storage tank and upstream of the water supply electromagnetic valve, and when the controller detects completion of water filling of the hot water storage unit by the water supply amount detector, It controls to start the operation of the exhaust heat recovery pump.

第3の発明は、特に第1の発明において、前記排熱回収回路に配置される排熱回収ポンプを備え、前記排熱回収ポンプは前記貯湯タンクの下流側で前記給水電磁弁の上流側となるように設置され、前記制御器が、前記水張り運転を開始してから第1時間経過した場合に、前記排熱回収ポンプの作動を開始するよう制御するものである。   According to a third aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, the exhaust heat recovery pump is disposed in the exhaust heat recovery circuit, and the exhaust heat recovery pump is disposed downstream of the hot water storage tank and upstream of the water supply electromagnetic valve. And the controller controls to start the operation of the exhaust heat recovery pump when a first time has elapsed since the start of the water filling operation.

第4の発明は、特に第2の発明において、前記制御器が、前記給水量検出器により前記貯湯ユニットの水張り完了を検知し、且つ前記内部タンク水量検出器により前記燃料電池ユニットの水張り完了を検知した場合に、前記燃料電池ユニットの起動を開始するよう制御するものである。   In a fourth aspect of the invention, particularly in the second aspect of the invention, the controller detects completion of filling of the hot water storage unit with the water supply amount detector, and completes filling of the fuel cell unit with the internal tank water amount detector. When it detects, it controls to start the said fuel cell unit.

第5の発明は、特に第1から第4のいずれかの発明において、前記制御器が、前記内部循環ポンプを予め設定された第2時間作動させた後に、前記内部タンク水量検出器により前記燃料電池ユニットの水張り完了を検知しない場合は、前記内部循環ポンプを再度作動するよう制御するものである。   In a fifth aspect of the present invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, after the controller operates the internal circulation pump for a second time set in advance, the fuel quantity is detected by the internal tank water amount detector. When the completion of water filling of the battery unit is not detected, the internal circulation pump is controlled to operate again.

第6の発明は、特に第3の発明において、前記貯湯タンク上部に接続された排水経路に設置された給水量検出器を備え、前記制御器が、前記排熱回収ポンプを予め設定された第3時間作動させた後に、前記給水量検出器により前記貯湯ユニットの水張り完了を検知しない場合は、前記貯湯ユニットの水張り運転を再度行うよう制御するものである。   According to a sixth aspect of the present invention, particularly in the third aspect of the present invention, the apparatus further comprises a water supply amount detector installed in a drainage path connected to the upper part of the hot water storage tank, and the controller sets the exhaust heat recovery pump in advance. When the water supply amount detector does not detect completion of water filling of the hot water storage unit after operating for 3 hours, the hot water storage unit is controlled to perform water filling operation again.

第7の発明は、特に第1の発明において、前記貯湯タンク底部に水道の水を給水する給水経路を備え、前記制御器が、前記貯湯タンクに連通する経路のうちで前記排熱回収回路と前記給水経路を除く経路を閉止してから、前記給水電磁弁を開放し、前記貯湯タンクに
かかる水道の給水圧によって前記内部タンク内に通水するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the water heater according to the first aspect further includes a water supply path for supplying tap water to the bottom of the hot water storage tank, and the controller is configured to After closing the route except the water supply route, the water supply electromagnetic valve is opened, and water is passed into the internal tank by the water supply pressure of the hot water applied to the hot water storage tank.

第8の発明は、特に第7の発明において、前記排熱回収回路に配置される排熱回収ポンプを備え、前記排熱回収ポンプが前記貯湯タンクの下流側で前記給水電磁弁の上流側となるように設置され、前記制御器が、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知した後に、前記排熱回収ポンプの作動を開始するよう制御するものである。   According to an eighth aspect of the invention, in particular, in the seventh aspect of the invention, the exhaust heat recovery pump is disposed in the exhaust heat recovery circuit, and the exhaust heat recovery pump is disposed downstream of the hot water storage tank and upstream of the water supply electromagnetic valve. And the controller controls the start of the operation of the exhaust heat recovery pump after the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit. .

第9の発明は、特に第1から第8のいずれかの発明において、前記燃料電池ユニットの発電動作に使用する水素を原料および改質水から改質反応により製造する燃料処理器と、前記内部タンクの水を前記改質水として前記燃料処理器へ供給するための改質水経路と、前記改質水経路に配置される改質水ポンプと、を備え、前記制御器が、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記改質水ポンプの作動を開始するよう制御するものである。   According to a ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, a fuel processor for producing hydrogen used for power generation operation of the fuel cell unit from a raw material and reformed water by a reforming reaction, and the internal A reforming water path for supplying tank water as the reforming water to the fuel processor, and a reforming water pump disposed in the reforming water path, wherein the controller includes the internal tank. When the water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit, it controls to start the operation of the reforming water pump.

第10の発明は、特に第1から第9のいずれかの発明において、前記制御器が、前記内部循環回路の水張りが完了したことを検知すると、前記燃料電池ユニットの起動準備動作を開始するよう制御するものである。   In a tenth aspect of the invention, particularly in any one of the first to ninth aspects of the invention, when the controller detects that the water filling of the internal circulation circuit has been completed, the fuel cell unit starts a start-up preparation operation. It is something to control.

第11の発明は、発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、を備えたコージェネレーションシステムの運転方法であって、前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始すると、前記給水電磁弁を開放するステップと、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するステップとを有する、コージェネレーションシステムの運転方法である。   An eleventh aspect of the invention is directed to a fuel cell unit that generates electric power and heat by generating electric power, a hot water storage unit that includes a hot water storage tank that stores heat of the fuel cell unit, and water in the hot water storage tank to the fuel cell. An exhaust heat recovery circuit for supplying the unit to recover the exhaust heat of the fuel cell unit and then returning it to the hot water storage tank; and an internal circulation circuit for circulating water to cool the fuel cell unit. An internal circulation pump disposed in the internal circulation circuit, an internal tank disposed in the internal circulation circuit for storing internally circulated water, an internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank, and the exhaust heat recovery An operation method of a cogeneration system comprising a water supply solenoid valve that opens and closes in order to pass and shut off a passage for supplying water to the internal circulation circuit. When the water supply operation is started by supplying water to the hot water storage tank, the step of opening the water supply electromagnetic valve and the internal circulation pump detecting the water flow into the fuel cell unit when the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit. A method of operating the cogeneration system, comprising the step of starting the operation of

第12の発明は、発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、前記貯湯タンク底部に水道の水を給水する給水経路と、を備えたコージェネレーションシステムの運転方法であって、前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始するときに、前記貯湯タンクに連通する経路のうちで前記排熱回収回路と前記給水経路を除く経路を閉止してから、前記給水電磁弁を開放し、前記貯湯タンクにかかる水道の給水圧によって前記内部タンク内に通水するステップと、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するステップと、を有する、コージェネレーションシステムの運転方法である。   According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell unit that generates electric power and heat by generating power, a hot water storage unit that includes a hot water storage tank that stores the heat of the fuel cell unit, and water in the hot water storage tank. An exhaust heat recovery circuit for supplying the unit to recover the exhaust heat of the fuel cell unit and then returning it to the hot water storage tank; and an internal circulation circuit for circulating water to cool the fuel cell unit. An internal circulation pump disposed in the internal circulation circuit, an internal tank disposed in the internal circulation circuit for storing internally circulated water, an internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank, and the exhaust heat recovery A water supply solenoid valve that opens and closes in order to flow through and shut off a passage that supplies circuit water to the internal circulation circuit, and a water supply path that supplies tap water to the bottom of the hot water storage tank. A method for operating the cogeneration system, wherein when a hot water filling operation is started by supplying water to the hot water storage tank, paths other than the exhaust heat recovery circuit and the water supply path are closed out of the paths communicating with the hot water storage tank. Then, the step of opening the water supply solenoid valve and passing water into the internal tank by the water supply pressure applied to the hot water storage tank, and the internal tank water amount detector causes water to flow into the fuel cell unit. When this is detected, the operation method of the cogeneration system has a step of starting the operation of the internal circulation pump.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、全ての図面において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全て
の図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, in all the drawings, only components necessary for explaining the present invention are extracted and illustrated, and other components are not illustrated. Furthermore, the present invention is not limited to the following embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るコージェネレーションシステムの構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施の形態1に係るコージェネレーションシステムは、内部循環回路5、内部循環ポンプ6、内部タンク7、内部タンク水量検出器8、給水電磁弁9を備える燃料電池ユニット101と、貯湯タンク1、給水経路11、排水経路12、給水量検出器13を備える貯湯ユニット102と、排熱回収回路2、排熱回収ポンプ3、制御器4とで構成される。   As shown in FIG. 1, the cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention includes a fuel cell including an internal circulation circuit 5, an internal circulation pump 6, an internal tank 7, an internal tank water amount detector 8, and a water supply electromagnetic valve 9. The unit 101 includes a hot water storage unit 102 including a hot water storage tank 1, a water supply path 11, a drainage path 12, and a water supply amount detector 13, an exhaust heat recovery circuit 2, an exhaust heat recovery pump 3, and a controller 4.

内部循環回路5は、燃料電池ユニット101内に設置された燃料電池(図示せず)を冷やすための冷却水が循環する回路であり、熱交換器(図示せず)を介して内部循環回路5から排熱回収回路2へ排熱回収するように構成されている。なお、燃料電池ユニット101が、原料ガスから水素を生成する改質器を備える場合には、改質に用いる水を循環させる回路も、燃料電池ユニット101に備える。   The internal circulation circuit 5 is a circuit through which cooling water for cooling a fuel cell (not shown) installed in the fuel cell unit 101 circulates, and the internal circulation circuit 5 via a heat exchanger (not shown). The exhaust heat recovery circuit 2 is configured to recover the exhaust heat. When the fuel cell unit 101 includes a reformer that generates hydrogen from the raw material gas, the fuel cell unit 101 also includes a circuit that circulates water used for reforming.

内部循環ポンプ6は、内部循環回路5に設置され、内部循環回路5の水を循環させるものであり、上記循環制御において制御器4により、その出力を変化させる。内部タンク7は、燃料電池ユニット101内で内部循環回路5に設置され、内部循環回路5の循環に用いる水を一時的に貯めたり、排熱回収により生じた凝縮水を貯めるためのタンクであり、燃料電池ユニット101が運転を継続するためには内部タンク7内に水が必要である。   The internal circulation pump 6 is installed in the internal circulation circuit 5 and circulates the water in the internal circulation circuit 5, and its output is changed by the controller 4 in the circulation control. The internal tank 7 is installed in the internal circulation circuit 5 in the fuel cell unit 101, and is a tank for temporarily storing water used for the circulation of the internal circulation circuit 5 or for condensing water generated by exhaust heat recovery. In order for the fuel cell unit 101 to continue operation, water is required in the internal tank 7.

内部タンク水量検出器8は、内部タンク7内に水が残っていることを検知する検知器であり、例えば水位センサや水圧検知器などが該当する。給水電磁弁9は、燃料電池ユニット101に給水するための電磁弁であり、給水元から貯湯ユニット102、排熱回収回路2を通流した水は、排熱回収ポンプ3、給水電磁弁9の順に通り、燃料電池ユニット101の内部循環回路5に供給される。   The internal tank water amount detector 8 is a detector that detects that water remains in the internal tank 7, and corresponds to, for example, a water level sensor or a water pressure detector. The water supply electromagnetic valve 9 is an electromagnetic valve for supplying water to the fuel cell unit 101, and water flowing from the water supply source through the hot water storage unit 102 and the exhaust heat recovery circuit 2 is supplied to the exhaust heat recovery pump 3 and the water supply electromagnetic valve 9. In order, the fuel cell unit 101 is supplied to the internal circulation circuit 5.

排熱回収回路2は、内部循環回路5から熱交換器を介して排熱回収された熱を貯湯タンク1に貯湯するための回路である。排熱回収ポンプ3は、貯湯タンク1と給水電磁弁9の間に設置され、貯湯タンク1の下層の水を排熱回収回路2を介して熱交換器に導き、発電に伴う排熱を回収させ貯湯タンク1に貯湯する。   The exhaust heat recovery circuit 2 is a circuit for storing the heat recovered from the internal heat circulation circuit 5 through the heat exchanger in the hot water storage tank 1. The exhaust heat recovery pump 3 is installed between the hot water storage tank 1 and the water supply electromagnetic valve 9 and guides the water below the hot water storage tank 1 to the heat exchanger via the exhaust heat recovery circuit 2 to recover the exhaust heat accompanying power generation. Let the hot water storage tank 1 store hot water.

制御器4は、燃料電池ユニット101の補機や、貯湯ユニット102の補機の運転制御をする。制御器4は、燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102のそれぞれに設置してユニット間の通信手段を用いて運転制御しても良いし、また両ユニットに1つの制御器4を備えていても良い。   The controller 4 controls the operation of the auxiliary equipment of the fuel cell unit 101 and the auxiliary equipment of the hot water storage unit 102. The controller 4 may be installed in each of the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102 to control the operation using communication means between the units, or may be provided with one controller 4 in both units. .

また制御器4は、外部の操作部、例えばリモコンと接続されており、外部からの運転指令によりコージェネレーションシステムを運転制御する。   The controller 4 is connected to an external operation unit, for example, a remote controller, and controls the operation of the cogeneration system by an external operation command.

貯湯タンク1は、その底部と上部が排熱回収回路2と接続され、発電に伴う排熱を回収し貯湯する。給水経路11は、貯湯タンク1の底部に接続され、貯湯ユニット102に給水する経路である。排水経路12は、貯湯タンク1の上部に接続され、貯湯ユニット102内の水を排水する経路である。   The bottom and top of the hot water storage tank 1 are connected to the exhaust heat recovery circuit 2 to recover the exhaust heat accompanying power generation and store the hot water. The water supply path 11 is connected to the bottom of the hot water storage tank 1 and supplies water to the hot water storage unit 102. The drainage path 12 is connected to the upper part of the hot water storage tank 1 and drains the water in the hot water storage unit 102.

給水量検出器13は、貯湯ユニット102内の給水経路11または排水経路12に設置
され、貯湯ユニット102に給水された水量を検出する。例えば流量計を用い、その検出値を積算することで水張り運転時に貯湯ユニット102に流入した水量、つまり水張り量を検出することができる。
The water supply amount detector 13 is installed in the water supply path 11 or the drainage path 12 in the hot water storage unit 102 and detects the amount of water supplied to the hot water storage unit 102. For example, by using a flow meter and integrating the detected values, the amount of water flowing into the hot water storage unit 102 during the water filling operation, that is, the amount of water filling can be detected.

次に、実施の形態1に係るコージェネレーションシステムの水張り運転制御における制御器4の制御動作について図2にフローチャートを示す。   Next, FIG. 2 shows a flowchart of the control operation of the controller 4 in the water filling operation control of the cogeneration system according to the first embodiment.

制御器4は、操作部により水張り運転指示が出されると、貯湯ユニット102に水張り指示をし、貯湯ユニット102の水張りが開始される(STEP1)。STEP1では、給水経路11から貯湯ユニット102に給水され、貯湯タンク1の底部から順に水が張られる。   When a water filling operation instruction is issued by the operation unit, the controller 4 instructs the hot water storage unit 102 to fill with water, and water filling of the hot water storage unit 102 is started (STEP 1). In STEP 1, water is supplied from the water supply path 11 to the hot water storage unit 102, and water is filled in order from the bottom of the hot water storage tank 1.

貯湯ユニット102の水張り運転を開始すると、燃料電池ユニット101内の給水電磁弁9を開放する(STEP2)。このとき、STEP1で貯湯タンク1に流入した水は、給水電磁弁9が開放されたことによる圧力勾配により、排熱回収回路2、排熱回収ポンプ3、給水電磁弁9の順に流れ、燃料電池ユニット101内に流入する。燃料電池ユニット101内に流入した水は、内部循環回路5を通り、内部タンク7へ溜まっていく。   When the water filling operation of the hot water storage unit 102 is started, the water supply electromagnetic valve 9 in the fuel cell unit 101 is opened (STEP 2). At this time, the water flowing into the hot water storage tank 1 in STEP 1 flows in the order of the exhaust heat recovery circuit 2, the exhaust heat recovery pump 3, and the water supply electromagnetic valve 9 due to the pressure gradient due to the opening of the water supply electromagnetic valve 9. It flows into the unit 101. Water flowing into the fuel cell unit 101 passes through the internal circulation circuit 5 and accumulates in the internal tank 7.

内部タンク水量検出器8が水が溜まったことを検知するまで待機する(STEP3)。内部タンク水量検出器8により、内部タンク7内に水が十分流入したことを検知したら、内部循環ポンプ6を作動させ、燃料電池ユニット101の水張りを開始する(STEP4)。   Wait until the internal tank water amount detector 8 detects that water has accumulated (STEP 3). When it is detected by the internal tank water amount detector 8 that water has sufficiently flowed into the internal tank 7, the internal circulation pump 6 is activated to start filling the fuel cell unit 101 with water (STEP 4).

このとき制御器4は、第2時間をタイマとしてセットする(第2時間の計測を開始する)。第2時間は、燃料電池ユニット101の水張りに必要な時間であり、燃料電池ユニット101の水経路の容積と内部循環ポンプ6の能力により事前に設定される。内部循環ポンプ6の作動を開始させてから第2時間を経過するまで内部循環ポンプ6は作動し(STEP11)、内部循環ポンプ6の作動を開始させてから第2時間を経過後、内部循環ポンプ6は停止する(STEP12)。   At this time, the controller 4 sets the second time as a timer (starts measurement of the second time). The second time is a time required for water filling of the fuel cell unit 101, and is set in advance according to the volume of the water path of the fuel cell unit 101 and the capacity of the internal circulation pump 6. The internal circulation pump 6 operates until the second time elapses after the operation of the internal circulation pump 6 is started (STEP 11), and after the second time elapses after the operation of the internal circulation pump 6 is started, the internal circulation pump 6 6 stops (STEP 12).

次に、燃料電池ユニット101の水張りが完了しているか否かを検知する(STEP13)。ここで燃料電池ユニット101の水張り完了は、例えば内部タンク水量検出器8により検知してもよいし、内部循環ポンプ6の回転数が安定したことで検知してもよい。あるいは、別途流量検出器を設置し、内部循環回路5を流れる水の流量が安定したことで検知しても良い。   Next, it is detected whether or not water filling of the fuel cell unit 101 is completed (STEP 13). Here, completion of water filling of the fuel cell unit 101 may be detected by, for example, the internal tank water amount detector 8 or may be detected when the rotational speed of the internal circulation pump 6 is stabilized. Alternatively, a separate flow rate detector may be installed to detect that the flow rate of water flowing through the internal circulation circuit 5 is stable.

STEP13において、燃料電池ユニット101の水張りが完了していない場合は、STEP4に戻り、再度、内部循環ポンプ6を作動させ、水張り動作をリトライする。   In STEP 13, when the water filling of the fuel cell unit 101 is not completed, the process returns to STEP 4, the internal circulation pump 6 is operated again, and the water filling operation is retried.

燃料電池ユニット101の水張り完了後、貯湯ユニット102の水張りが完了したことを、給水経路11と排水経路12のいずれかに設置された給水量検出器13により検知するまで待機する(STEP14)。   After completion of the water filling of the fuel cell unit 101, the process waits until the water filling of the hot water storage unit 102 is detected by the water supply amount detector 13 installed in either the water supply path 11 or the drainage path 12 (STEP 14).

STEP13で燃料電池ユニット101の水張り完了を、STEP14で貯湯ユニットの水張り完了を検知し、水張り運転が全て完了したら、燃料電池ユニット101の起動準備が完了したと判断し、起動動作へ移行する(STEP99)。   In STEP 13, the completion of water filling of the fuel cell unit 101 is detected. In STEP 14, the completion of water filling of the hot water storage unit is detected. ).

以上のように、操作部による一度の水張り運転指示により、煩雑な作業無しに燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の水張りを実施することができ、総水張り時間を短縮することができる。   As described above, the water filling of the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102 can be performed without complicated work by one water filling operation instruction from the operation unit, and the total water filling time can be shortened.

また、燃料電池ユニット101内に空気が残っていて第2時間の内部循環ポンプ6を作動では燃料電池ユニット101の水張りが完了しなかった場合は、再度、内部循環ポンプ6を作動させて、燃料電池ユニット101の水張りリトライ動作をするため、コージェネレーションシステム内の空気を確実に抜くことができる。   In addition, when air remains in the fuel cell unit 101 and the filling of the fuel cell unit 101 is not completed by operating the internal circulation pump 6 for the second time, the internal circulation pump 6 is operated again to Since the water filling retry operation of the battery unit 101 is performed, the air in the cogeneration system can be surely extracted.

さらに、燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の両ユニットの水張り完了により、燃料電池ユニット101の起動動作へ移行するため、水張り運転のみならず、起動、発電を含めた総試運転時間を短縮することができる。   Further, since the fuel cell unit 101 is shifted to the starting operation upon completion of water filling of both the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102, not only the water filling operation but also the total test operation time including the start-up and power generation can be shortened. it can.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るコージェネレーションシステムは、図1に示された実施の形態1の構成と同じである。
(Embodiment 2)
The cogeneration system according to Embodiment 2 of the present invention has the same configuration as that of Embodiment 1 shown in FIG.

次に、実施の形態2に係る水張り運転制御における制御器4の制御動作について図3にフローチャートを示す。   Next, FIG. 3 shows a flowchart of the control operation of the controller 4 in the water filling operation control according to the second embodiment.

STEP1〜4までは実施の形態1と同じで、貯湯ユニット102は水張り実施中、給水電磁弁9は開放、内部循環ポンプ6は作動状態で、貯湯ユニット102の水張り運転が完了するまで待機する(STEP21)。   Steps 1 to 4 are the same as those in the first embodiment. While the hot water storage unit 102 is being filled with water, the water supply electromagnetic valve 9 is opened, the internal circulation pump 6 is in an operating state, and the hot water storage unit 102 is in a standby state until the water filling operation is completed. (Step 21).

貯湯ユニット102の水張りが完了したら、排熱回収ポンプ3を作動させ、排熱回収回路2の水張りを開始する(STEP22)。   When the filling of the hot water storage unit 102 is completed, the exhaust heat recovery pump 3 is actuated to start filling the exhaust heat recovery circuit 2 (STEP 22).

STEP3で内部タンク水量検出器8により燃料電池ユニット101内には確実に水が流入していることを検知しているため、貯湯ユニット102と燃料電池ユニット101の間に設置された排熱回収ポンプ3にも確実に水が通水できているため、STEP22で排熱回収ポンプ3を動作させても、空気を噛みこむことはなく、確実に排熱回収回路2の水張りを実施することができる。   In STEP 3, since the internal tank water amount detector 8 detects that water has surely flowed into the fuel cell unit 101, the exhaust heat recovery pump installed between the hot water storage unit 102 and the fuel cell unit 101. Since the water can surely pass through 3, even if the exhaust heat recovery pump 3 is operated in STEP 22, air is not caught, and the exhaust heat recovery circuit 2 can be reliably filled with water. .

本動作は、水の有無により排熱回収ポンプ3を作動させているため、貯湯タンク1底部と排熱回収回路2の接続形状に依らず、任意の貯湯ユニットと燃料電池ユニットの組み合わせでも実現が可能である。   This operation is realized by any combination of hot water storage unit and fuel cell unit, regardless of the connection shape of the hot water storage tank 1 and the exhaust heat recovery circuit 2, because the exhaust heat recovery pump 3 is operated depending on the presence or absence of water. Is possible.

STEP22後に、事前に設定したタイミングで給水電磁弁9を閉止する(STEP23)。事前に設定したタイミングとは、排熱回収ポンプ3の空気噛みこみ状態により決まるタイミングであり、例えば排熱回収ポンプ3の回転数が安定したタイミングや、排熱回収ポンプ3の後流に設置した流量検出器等で排熱回収回路2内の流量が安定したタイミングを閾値を以て判定するものである。   After STEP 22, the water supply electromagnetic valve 9 is closed at a preset timing (STEP 23). The timing set in advance is a timing determined by the air entrainment state of the exhaust heat recovery pump 3, for example, the timing when the rotational speed of the exhaust heat recovery pump 3 is stabilized, or the downstream of the exhaust heat recovery pump 3. The timing at which the flow rate in the exhaust heat recovery circuit 2 is stabilized by a flow rate detector or the like is determined using a threshold value.

排熱回収回路2の水張りが完了したら排熱回収ポンプ3の作動を停止する(STEP24)。排熱回収回路2の水張りが完了したことは、排熱回収ポンプ3の運転能力と排熱回収回路2の長さから、タイマを以て検知する。あるいは、排熱回収回路2に設置した流量検出器等で排熱回収回路2内の流量が安定したことで検知する方法もある。   When water filling of the exhaust heat recovery circuit 2 is completed, the operation of the exhaust heat recovery pump 3 is stopped (STEP 24). Completion of water filling of the exhaust heat recovery circuit 2 is detected by a timer from the operating capacity of the exhaust heat recovery pump 3 and the length of the exhaust heat recovery circuit 2. Alternatively, there is a method of detecting that the flow rate in the exhaust heat recovery circuit 2 is stabilized by a flow rate detector or the like installed in the exhaust heat recovery circuit 2.

燃料電池ユニット101の水張りが完了するまで待機する(STEP25)。燃料電池ユニット101の水張りが完了したら、内部循環ポンプ6を停止する(STEP26)。   Wait until the water filling of the fuel cell unit 101 is completed (STEP 25). When the water filling of the fuel cell unit 101 is completed, the internal circulation pump 6 is stopped (STEP 26).

STEP25で燃料電池ユニット101の水張り完了を、STEP21で貯湯ユニットの水張り完了を検知し、水張り運転が全て完了したら、燃料電池ユニット101の起動準
備が完了したと判断し、起動動作へ移行する(STEP99)。
In STEP 25, the completion of water filling of the fuel cell unit 101 is detected. In STEP 21, the completion of water filling of the hot water storage unit is detected. ).

以上のように、操作部による一度の水張り運転指示により、煩雑な作業無しに燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の水張りを実施することができ、総水張り時間を短縮することができる。   As described above, the water filling of the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102 can be performed without complicated work by one water filling operation instruction from the operation unit, and the total water filling time can be shortened.

また、水の有無により排熱回収ポンプ3を作動させているため、排熱回収ポンプ3に確実に通水でき、排熱回収ポンプ3を動作させても、空気を噛みこむことはなく、確実に排熱回収回路2の水張りを実施することができる。   Further, since the exhaust heat recovery pump 3 is operated depending on the presence or absence of water, water can be reliably passed through the exhaust heat recovery pump 3, and even if the exhaust heat recovery pump 3 is operated, air is not caught and is reliably In addition, the exhaust heat recovery circuit 2 can be filled with water.

また、水の有無により排熱回収ポンプ3を作動させているため、貯湯タンク1底部と排熱回収回路2の接続形状に依らず、任意の貯湯ユニットと燃料電池ユニットの組み合わせでも実現が可能である。   Further, since the exhaust heat recovery pump 3 is operated depending on the presence or absence of water, it can be realized by any combination of hot water storage unit and fuel cell unit regardless of the connection shape of the hot water storage tank 1 bottom and the exhaust heat recovery circuit 2. is there.

さらに、燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の両ユニットの水張り完了により、燃料電池ユニット101の起動動作へ移行するため、水張り運転のみならず、起動、発電を含めた総試運転時間を短縮することができる。   Further, since the fuel cell unit 101 is shifted to the starting operation upon completion of water filling of both the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102, not only the water filling operation but also the total test operation time including the start-up and power generation can be shortened. it can.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係るコージェネレーションシステムは、実施の形態2の構成と同じである。
(Embodiment 3)
The cogeneration system according to Embodiment 3 of the present invention has the same configuration as that of Embodiment 2.

次に、実施の形態3に係る水張り運転制御における制御器4の制御動作について図4にフローチャートを示す。   Next, FIG. 4 shows a flowchart of the control operation of the controller 4 in the water filling operation control according to the third embodiment.

STEP1〜4までは実施の形態1と同じで、貯湯ユニット102は水張り実施中、給水電磁弁9は開放、内部循環ポンプ6は作動状態で、水張り開始から第1時間が経過するまで待機する(STEP31)。本実施の形態では、制御器4は、STEP1で第1時間をタイマとしてセットする(第1時間の計測を開始する)。   Steps 1 to 4 are the same as those in the first embodiment. The hot water storage unit 102 is in the water filling operation, the water supply electromagnetic valve 9 is opened, the internal circulation pump 6 is in the operating state, and waits until the first time has elapsed from the start of water filling ( (STEP 31). In the present embodiment, the controller 4 sets the first time as a timer in STEP 1 (starts measurement of the first time).

第1時間は、貯湯ユニット102の水張り完了までの時間より短く設定され、貯湯タンク1への給水流量と排熱回収ポンプ3の能力により決定され、排熱回収ポンプ3により貯湯タンク1から排出される水量が、貯湯タンク1への給水流量より多い場合、貯湯タンク1内の水がなくならないような時間に設定される。   The first time is set shorter than the time until water filling of the hot water storage unit 102 is completed, and is determined by the flow rate of water supplied to the hot water storage tank 1 and the capacity of the exhaust heat recovery pump 3, and is discharged from the hot water storage tank 1 by the exhaust heat recovery pump 3. When the amount of water to be stored is larger than the water supply flow rate to the hot water storage tank 1, the time is set so that the water in the hot water storage tank 1 does not run out.

第1時間が経過したら排熱回収ポンプ3を作動させ、排熱回収回路2の水張りを開始する(STEP32)。このとき制御器4は、第3時間をタイマとしてセットする(第3時間の計測を開始する)。第3時間は、排熱回収ポンプ3の運転能力と排熱回収回路2の長さから設定される時間あり、排熱回収回路2内に水が安定して流れるよう事前に設定される。   When the first time elapses, the exhaust heat recovery pump 3 is operated to start filling the exhaust heat recovery circuit 2 (STEP 32). At this time, the controller 4 sets the third time as a timer (starts measurement of the third time). The third time is a time set based on the operating capacity of the exhaust heat recovery pump 3 and the length of the exhaust heat recovery circuit 2, and is set in advance so that water flows stably in the exhaust heat recovery circuit 2.

STEP32後に、事前に設定したタイミングで給水電磁弁9を閉止する(STEP33)。事前に設定したタイミングとは、排熱回収ポンプ3の空気噛みこみ状態により決まるタイミングであり、例えば排熱回収ポンプ3の回転数が安定したタイミングや、排熱回収ポンプ3の後流に設置した流量検出器等で排熱回収回路2内の流量が安定したタイミングを閾値を以て判定するものである。   After STEP 32, the water supply electromagnetic valve 9 is closed at a preset timing (STEP 33). The timing set in advance is a timing determined by the air entrainment state of the exhaust heat recovery pump 3, for example, the timing when the rotational speed of the exhaust heat recovery pump 3 is stabilized, or the downstream of the exhaust heat recovery pump 3. The timing at which the flow rate in the exhaust heat recovery circuit 2 is stabilized by a flow rate detector or the like is determined using a threshold value.

排熱回収ポンプ3の作動を開始させてから第3時間を経過するまで排熱回収ポンプ3は作動し(STEP34)、排熱回収ポンプ3の作動を開始させてから第3時間を経過後、排熱回収ポンプ3は停止する(STEP35)。   The exhaust heat recovery pump 3 operates until the third time elapses after the operation of the exhaust heat recovery pump 3 is started (STEP 34), and after the third time elapses after the operation of the exhaust heat recovery pump 3 is started, The exhaust heat recovery pump 3 stops (STEP 35).

ここでSTEP32〜35において、排熱回収回路2の空気が貯湯タンク1の上部に流れる可能性がある。空気の残存を防ぐために、貯湯ユニット102に貯湯タンク1上部の空気を排出する動作を行い、空気排出が完了していたら貯湯ユニット102の水張りが完了したと判断する(STEP36)。貯湯ユニット102は空気を排水経路12から排出する。   Here, in STEP32 to 35, the air in the exhaust heat recovery circuit 2 may flow to the upper part of the hot water storage tank 1. In order to prevent the remaining of the air, the hot water storage unit 102 is operated to discharge the air in the upper part of the hot water storage tank 1, and if the air discharge is completed, it is determined that the water filling of the hot water storage unit 102 is completed (STEP 36). The hot water storage unit 102 discharges air from the drainage path 12.

排水経路12に設置された給水量検出器13により、空気が混ざりながら排水する時は流量が不安定になることから、安定した流量が流れていることを検知したらSTEP38へ進む。流量変動が大きい場合、あるいは一定時間安定しなかった場合は、貯湯タンク上部空気排出は失敗したとしてSTEP37へ進む。   When the water supply amount detector 13 installed in the drainage path 12 drains while air is mixed, the flow rate becomes unstable. When it is detected that a stable flow rate is flowing, the process proceeds to STEP38. If the flow rate fluctuation is large or if it has not stabilized for a certain period of time, it is determined that the hot water tank upper air discharge has failed and the process proceeds to STEP 37.

貯湯タンク1上部に空気が残存した場合、貯湯タンク1内の水で給湯する場合に空気混じりの給湯となる、あるいは空気混じりとなることで流量が不安定になり給湯温度が安定しない、等の異常が発生しうるため、貯湯ユニット102の水張り完了状態を未完了と見なし、水張り運転制御をリトライする(STEP37)。そのため、再度水張り運転を動作することでコージェネレーションシステム内には確実に空気が残存しない。   When air remains in the upper part of the hot water storage tank 1, when hot water is supplied with the water in the hot water storage tank 1, it becomes hot water mixed with air, or the mixed flow of air causes the flow rate to become unstable and the hot water supply temperature to become unstable. Since an abnormality may occur, the water filling completion state of the hot water storage unit 102 is regarded as incomplete, and the water filling operation control is retried (STEP 37). Therefore, the air filling operation is performed again, so that air does not remain reliably in the cogeneration system.

燃料電池ユニット101の水張りが完了するまで内部循環ポンプ6は作動し(STEP38)、完了したら内部循環ポンプ6は停止する(STEP39)。   The internal circulation pump 6 operates until the water filling of the fuel cell unit 101 is completed (STEP 38), and when completed, the internal circulation pump 6 stops (STEP 39).

STEP38で燃料電池ユニット101の水張り完了を、STEP36で貯湯ユニットの水張り完了を検知し、水張り運転が全て完了したら、燃料電池ユニット101の起動準備が完了したと判断し、起動動作へ移行する(STEP99)。   In step 38, the completion of water filling of the fuel cell unit 101 is detected. In step 36, the completion of water filling of the hot water storage unit is detected. ).

以上のように、操作部による一度の水張り運転指示により、煩雑な作業無しに燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の水張りを実施することができ、総水張り時間を短縮することができる。   As described above, the water filling of the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102 can be performed without complicated work by one water filling operation instruction from the operation unit, and the total water filling time can be shortened.

また、水の有無により排熱回収ポンプ3を作動させているため、排熱回収ポンプ3に確実に通水でき、排熱回収ポンプ3を動作させても、空気を噛みこむことはなく、確実に排熱回収回路2の水張りを実施することができる。   Further, since the exhaust heat recovery pump 3 is operated depending on the presence or absence of water, water can be reliably passed through the exhaust heat recovery pump 3, and even if the exhaust heat recovery pump 3 is operated, air is not caught and is reliably In addition, the exhaust heat recovery circuit 2 can be filled with water.

また、水の有無により排熱回収ポンプ3を作動させているため、貯湯タンク1底部と排熱回収回路2の接続形状に依らず、任意の貯湯ユニットと燃料電池ユニットの組み合わせでも実現が可能である。   Further, since the exhaust heat recovery pump 3 is operated depending on the presence or absence of water, it can be realized by any combination of hot water storage unit and fuel cell unit regardless of the connection shape of the hot water storage tank 1 bottom and the exhaust heat recovery circuit 2. is there.

また、排熱回収回路2の水張りにより貯湯ユニット102に流れ込んだ空気を排出するまで水張り運転制御は完了しないため、コージェネレーションシステム内から確実に空気を抜いた状態で水張りを完了することができる。   Further, since the water filling operation control is not completed until the air flowing into the hot water storage unit 102 is discharged due to the water filling of the exhaust heat recovery circuit 2, the water filling can be completed in a state where the air is surely removed from the cogeneration system.

さらに、燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の両ユニットの水張り完了により、燃料電池ユニット101の起動動作へ移行するため、水張り運転のみならず、起動、発電を含めた総試運転時間を短縮することができる。   Further, since the fuel cell unit 101 is shifted to the start-up operation upon completion of water filling of both the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102, not only the water-filling operation but also the total test operation time including start-up and power generation can be shortened. it can.

(実施の形態4)
図5は、本発明の実施の形態4に係るコージェネレーションシステムの構成図である。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a configuration diagram of a cogeneration system according to Embodiment 4 of the present invention.

図5に示すように、本発明の実施の形態4のコージェネレーションシステムは、実施の形態2の構成に燃料処理器21、改質水経路22、改質水ポンプ23が加えられる。   As shown in FIG. 5, in the cogeneration system according to the fourth embodiment of the present invention, a fuel processor 21, a reforming water path 22, and a reforming water pump 23 are added to the configuration of the second embodiment.

燃料処理器21は、燃料電池ユニット101の発電動作に使用する水素を原料および改質水から改質反応により製造する。   The fuel processor 21 produces hydrogen to be used for the power generation operation of the fuel cell unit 101 from a raw material and reformed water by a reforming reaction.

改質水経路22は、水蒸気改質に用いる改質水を、内部タンク7から燃料処理器21へ供給するための回路である。   The reforming water path 22 is a circuit for supplying the reforming water used for steam reforming from the internal tank 7 to the fuel processor 21.

改質水ポンプ23は、内部タンク7から燃料処理器21へ供給するポンプであり、改質水経路22に設置され、上記改質制御において制御器4により、その出力を変化させる。   The reforming water pump 23 is a pump that supplies the fuel processor 21 from the internal tank 7, is installed in the reforming water path 22, and changes its output by the controller 4 in the reforming control.

次に、実施の形態4に係るコージェネレーションシステムの水張り運転制御における制御器4の制御動作について図6にフローチャートを示す。   Next, FIG. 6 shows a flowchart of the control operation of the controller 4 in the water filling operation control of the cogeneration system according to the fourth embodiment.

制御器4は、操作部により水張り運転指示が出されると、貯湯ユニット102に弁閉止指示をし、貯湯タンク1に連通する経路のうちで排熱回収回路2と給水経路11を除く経路は閉止される(STEP41)。STEP41では、給水経路11から貯湯ユニット102に水道の水が給水され、貯湯タンク1の底部から順に水が流入する。   When a water filling operation instruction is issued by the operation unit, the controller 4 instructs the hot water storage unit 102 to close the valve, and the paths other than the exhaust heat recovery circuit 2 and the water supply path 11 among the paths communicating with the hot water storage tank 1 are closed. (STEP 41). In STEP 41, tap water is supplied from the water supply path 11 to the hot water storage unit 102, and water flows in in order from the bottom of the hot water storage tank 1.

貯湯タンク1が弁閉止指示を受けると、燃料電池ユニット101内の給水電磁弁9を開放する(STEP42)。このとき、STEP1で貯湯タンク1に流入した水は、給水電磁弁9が開放されたことと貯湯タンク1に連通する経路のうちで排熱回収回路2と給水経路11を除く経路が閉止されたことによる圧力勾配により、排熱回収回路2、排熱回収ポンプ3、給水電磁弁9の順に流れ、燃料電池ユニット101内に流入する。燃料電池ユニット101内に流入した水は、内部タンク7に溜まっていく。   When the hot water storage tank 1 receives the valve closing instruction, the water supply electromagnetic valve 9 in the fuel cell unit 101 is opened (STEP 42). At this time, the water that flows into the hot water storage tank 1 in STEP 1 is closed in the path that is connected to the hot water storage tank 1 and the exhaust heat recovery circuit 2 and the water supply path 11 among the paths that are connected to the hot water storage tank 1. Due to this pressure gradient, the exhaust heat recovery circuit 2, the exhaust heat recovery pump 3, and the water supply electromagnetic valve 9 flow in this order and flow into the fuel cell unit 101. The water that has flowed into the fuel cell unit 101 accumulates in the internal tank 7.

本実施の形態では、貯湯タンク1に連通する経路のうちで排熱回収回路2と給水経路11を除く経路が閉止されているため、より大きな圧力勾配(貯湯タンク1にかかる水道の給水圧)により燃料電池ユニット101内に水が流入し、内部タンク7へ水が溜まる時間が短縮される。   In the present embodiment, since the route excluding the exhaust heat recovery circuit 2 and the water supply route 11 among the routes communicating with the hot water storage tank 1 is closed, a larger pressure gradient (water supply water pressure applied to the hot water storage tank 1). As a result, the time during which water flows into the fuel cell unit 101 and the water accumulates in the internal tank 7 is shortened.

STEP42で給水電磁弁9を開放した後、内部タンク水量検出器8により内部タンク7に水が溜まったことを検知するまで待機する(STEP50)。内部タンク水量検出器8により、内部タンク7内に水が十分流入したことを検知したら、内部循環ポンプ6を作動させ、内部循環回路5の水張りを開始し(STEP51)、改質水ポンプ23を作動させ、改質水経路22の水張りを開始し(STEP61)、貯湯ユニット102に水張り指示をし、貯湯ユニット102の水張りが開始される(STEP71)。   After opening the water supply electromagnetic valve 9 in STEP 42, the process waits until the internal tank water amount detector 8 detects that water has accumulated in the internal tank 7 (STEP 50). When it is detected by the internal tank water amount detector 8 that water has sufficiently flowed into the internal tank 7, the internal circulation pump 6 is actuated to start filling the internal circulation circuit 5 (STEP 51), and the reforming water pump 23 is turned on. The operation is started and water filling of the reforming water path 22 is started (STEP 61), water filling instruction is given to the hot water storage unit 102, and water filling of the hot water storage unit 102 is started (STEP 71).

STEP51で内部循環ポンプ6を作動させた後に、内部循環回路5の水張りが完了しているか否かを検知する(STEP52)。ここで内部循環回路5の水張り完了は、例えば内部循環ポンプ6の回転数が安定したことを回転数で検知してもよいし、予め設定した時間を作動させることで検知してもよい。あるいは、別途流量検出器を設置し、内部循環回路5を流れる水の流量が安定したことで検知しても良い。   After operating the internal circulation pump 6 in STEP 51, it is detected whether or not water filling of the internal circulation circuit 5 is completed (STEP 52). Here, completion of water filling in the internal circulation circuit 5 may be detected by, for example, the rotation speed of the internal circulation pump 6 being stabilized, or may be detected by operating a preset time. Alternatively, a separate flow rate detector may be installed to detect that the flow rate of water flowing through the internal circulation circuit 5 is stable.

STEP52で内部循環回路5の水張りが完了したことを検知すると、内部循環ポンプ6を停止する(STEP53)。   When it is detected in STEP 52 that the water filling of the internal circulation circuit 5 has been completed, the internal circulation pump 6 is stopped (STEP 53).

STEP61で改質水ポンプ23を作動させた後に、改質水経路22の水張りが完了しているか否かを検知する(STEP62)。ここで改質水経路22の水張り完了は、例えば改質水ポンプ23の回転数が安定したことを回転数で検知してもよいし、予め設定した時間を作動させることで検知してもよい。あるいは、別途流量検出器を設置し、改質水経
路22を流れる水の流量が安定したことで検知しても良い。
After the reforming water pump 23 is operated in STEP 61, it is detected whether or not the water filling of the reforming water path 22 is completed (STEP 62). Here, completion of the water filling of the reforming water path 22 may be detected, for example, by detecting that the rotation speed of the reforming water pump 23 has been stabilized, or by operating a preset time. . Alternatively, a separate flow rate detector may be installed to detect that the flow rate of water flowing through the reforming water path 22 is stable.

STEP62で改質水経路22の水張りが完了したことを検知すると、改質水ポンプ23を停止する(STEP63)。   When it is detected in STEP 62 that the water filling of the reforming water path 22 is completed, the reforming water pump 23 is stopped (STEP 63).

STEP71で貯湯ユニット102の水張りを開始した後、排熱回収ポンプ3を作動させ排熱回収回路2の水張りを開始する(STEP72)。   After starting the water filling of the hot water storage unit 102 in STEP 71, the exhaust heat recovery pump 3 is operated to start the water filling of the exhaust heat recovery circuit 2 (STEP 72).

STEP50で内部タンク水量検出器8により燃料電池ユニット101内には確実に水が流入していることを検知しているため、貯湯ユニット102と燃料電池ユニット101の間に設置された排熱回収ポンプ3にも確実に水が通水できているため、STEP72で排熱回収ポンプ3を動作させても、空気を噛みこむことはなく、確実に排熱回収回路2の水張りを実施することができる。   In STEP 50, the internal tank water amount detector 8 detects that water has surely flowed into the fuel cell unit 101, and therefore, the exhaust heat recovery pump installed between the hot water storage unit 102 and the fuel cell unit 101. Since the water can surely flow through the exhaust heat recovery circuit 3, even if the exhaust heat recovery pump 3 is operated in STEP 72, air is not caught and the exhaust heat recovery circuit 2 can be reliably filled with water. .

本動作は、水の有無により排熱回収ポンプ3を作動させているため、貯湯タンク1底部と排熱回収回路2の接続形状に依らず、任意の貯湯ユニットと燃料電池ユニットの組み合わせでも実現が可能である。   This operation is realized by any combination of hot water storage unit and fuel cell unit, regardless of the connection shape of the hot water storage tank 1 and the exhaust heat recovery circuit 2, because the exhaust heat recovery pump 3 is operated depending on the presence or absence of water. Is possible.

STEP72後に、事前に設定したタイミングで給水電磁弁9を閉止する(STEP73)。事前に設定したタイミングとは、排熱回収ポンプ3の空気噛みこみ状態により決まるタイミングであり、例えば排熱回収ポンプ3の回転数が安定したタイミングや、排熱回収ポンプ3の後流に設置した流量検出器等で排熱回収回路2内の流量が安定したタイミングを閾値を以て判定するものである。   After STEP 72, the water supply electromagnetic valve 9 is closed at a preset timing (STEP 73). The timing set in advance is a timing determined by the air entrainment state of the exhaust heat recovery pump 3, for example, the timing when the rotational speed of the exhaust heat recovery pump 3 is stabilized, or the downstream of the exhaust heat recovery pump 3. The timing at which the flow rate in the exhaust heat recovery circuit 2 is stabilized by a flow rate detector or the like is determined using a threshold value.

STEP73で給水電磁弁9を閉止した後に、排熱回収回路2の水張りが完了しているか否かを検知する(STEP74)。ここで排熱回収回路2の水張り完了は、例えば排熱回収ポンプ3の回転数が安定したことを回転数で検知してもよいし、排熱回収ポンプ3の運転能力と排熱回収回路2の長さから、タイマを以て検知してもよい。あるいは、別途流量検出器を設置し、排熱回収回路2を流れる水の流量が安定したことで検知しても良い。   After the water supply electromagnetic valve 9 is closed in STEP 73, it is detected whether or not the water filling of the exhaust heat recovery circuit 2 is completed (STEP 74). Here, completion of water filling of the exhaust heat recovery circuit 2 may detect, for example, that the rotation speed of the exhaust heat recovery pump 3 has been stabilized by the rotation speed, or the operating capacity of the exhaust heat recovery pump 3 and the exhaust heat recovery circuit 2. It may be detected by a timer from the length of. Alternatively, a separate flow rate detector may be installed to detect that the flow rate of water flowing through the exhaust heat recovery circuit 2 is stable.

STEP74で排熱回収回路2の水張りが完了してことを検知すると、排熱回収ポンプ3を停止する(STEP75)。   When it is detected in STEP 74 that the filling of the exhaust heat recovery circuit 2 is completed, the exhaust heat recovery pump 3 is stopped (STEP 75).

排熱回収回路2の水張り完了後、貯湯ユニット102の水張りが完了したことを、給水経路11と排水経路12のいずれかに設置された給水量検出器13により検知するまで待機する(STEP76)。   After completion of water filling of the exhaust heat recovery circuit 2, the system waits until the water filling of the hot water storage unit 102 is completed by the water supply amount detector 13 installed in either the water supply path 11 or the drainage path 12 (STEP 76).

STEP42で給水電磁弁9を開放した後、STEP43で内部循環回路5の水張りが完了したか否かを検知し、内部循環回路5の水張り運転が完了したことを検知したら、燃料電池ユニット101は起動準備動作へ移行する(STEP44)。起動準備動作とは、燃料電池ユニット101が起動動作に移行する前の準備動作であり、内部タンク7の水漏れチェックや、燃料電池ユニット101内の電磁弁の動作チェックや、燃料電池ユニット101に接続されるCTの動作チェックなど、排熱回収回路2、改質水経路22、貯湯ユニット102の水張り状態に関わらない準備動作を指す。   After opening the water supply electromagnetic valve 9 in STEP42, it is detected in STEP43 whether or not the water filling operation of the internal circulation circuit 5 is completed. When it is detected that the water filling operation of the internal circulation circuit 5 is completed, the fuel cell unit 101 is activated. The process proceeds to the preparation operation (STEP 44). The start preparation operation is a preparatory operation before the fuel cell unit 101 shifts to the start operation. The water leak check of the internal tank 7, the operation check of the electromagnetic valve in the fuel cell unit 101, and the fuel cell unit 101 This refers to a preparatory operation irrespective of the water filling state of the exhaust heat recovery circuit 2, the reforming water path 22, and the hot water storage unit 102, such as an operation check of the connected CT.

起動準備動作が完了し、STEP45で改質水経路22と排熱回収回路2の水張り完了を検知したら、燃料電池ユニット101は起動動作へ移行する(STEP46)。起動動作とは、燃料電池ユニット101が発電するための、燃料処理器21の昇温動作、および燃料処理器21での水素生成反応などである。昇温動作が燃焼を伴う場合、排ガスを冷却するために、排熱回収回路2の水張りが、水素生成反応のために、改質水経路22の水張
りが完了している必要がある。
When the start preparation operation is completed and the completion of water filling of the reforming water path 22 and the exhaust heat recovery circuit 2 is detected in STEP 45, the fuel cell unit 101 shifts to the start operation (STEP 46). The start-up operation includes a temperature raising operation of the fuel processor 21 for generating power by the fuel cell unit 101, a hydrogen generation reaction in the fuel processor 21, and the like. When the temperature raising operation involves combustion, in order to cool the exhaust gas, the water filling of the exhaust heat recovery circuit 2 needs to be completed and the water filling of the reforming water path 22 needs to be completed for the hydrogen generation reaction.

起動動作が完了し、STEP47で貯湯ユニット102の水張り完了を検知したら、燃料電池ユニット101は発電動作へ移行する(STEP99)。   When the start-up operation is completed and the completion of water filling of the hot water storage unit 102 is detected in STEP 47, the fuel cell unit 101 shifts to the power generation operation (STEP 99).

以上のように、操作部による一度の水張り運転指示により、煩雑な作業無しに燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102の水張りを実施することができ、総水張り時間を短縮することができる。   As described above, the water filling of the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102 can be performed without complicated work by one water filling operation instruction from the operation unit, and the total water filling time can be shortened.

また、燃料電池ユニット101の起動準備動作、起動動作、発電動作に対し、最小限の水張り完了状態のみで移行するため、燃料電池ユニット101、貯湯ユニット102両方の水張りが完了している必要がなくなり、水張り運転のみならず、起動、発電を含めた総試運転時間を短縮することができる。   In addition, since the fuel cell unit 101 shifts to the start preparation operation, the start operation, and the power generation operation with only a minimum water filling completion state, it is not necessary that both the fuel cell unit 101 and the hot water storage unit 102 have been water filled. In addition to water filling operation, the total test run time including start-up and power generation can be shortened.

以上のように、本発明のコージェネレーションシステムは、貯湯ユニットの種類に依らず、簡単な操作でシステム内に空気を残さずに、貯湯ユニットと排熱回収回路と燃料電池ユニットの水張りを同時に実施することで総水張り時間を短縮させることが可能であり、家庭用の燃料電池コージェネレーションシステムに最適である。   As described above, the cogeneration system of the present invention performs water filling of the hot water storage unit, the exhaust heat recovery circuit, and the fuel cell unit at the same time without leaving air in the system with a simple operation regardless of the type of the hot water storage unit. This makes it possible to shorten the total water filling time and is optimal for a household fuel cell cogeneration system.

1 貯湯タンク
2 排熱回収回路
3 排熱回収ポンプ
4 制御器
5 内部循環回路
6 内部循環ポンプ
7 内部タンク
8 内部タンク水量検出器
9 給水電磁弁
11 給水経路
12 排水経路
13 給水量検出器
21 燃料処理器
22 改質水経路
23 改質水ポンプ
101 燃料電池ユニット
102 貯湯ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage tank 2 Waste heat recovery circuit 3 Waste heat recovery pump 4 Controller 5 Internal circulation circuit 6 Internal circulation pump 7 Internal tank 8 Internal tank water quantity detector 9 Water supply solenoid valve 11 Water supply path 12 Drainage path 13 Water supply quantity detector 21 Fuel Processor 22 Reformed water path 23 Reformed water pump 101 Fuel cell unit 102 Hot water storage unit

Claims (12)

発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、
前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、
前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、
前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、
前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、
前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、
前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始すると、前記給水電磁弁を開放し、
前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するよう制御する、コージェネレーションシステム。
A fuel cell unit that generates electricity and heat by generating electricity;
A hot water storage unit comprising a hot water storage tank for storing heat of the fuel cell unit;
An exhaust heat recovery circuit for supplying the water in the hot water storage tank to the fuel cell unit and recovering the exhaust heat of the fuel cell unit, and then returning it to the hot water storage tank;
An internal circulation circuit that circulates and cools water inside the fuel cell unit;
An internal circulation pump disposed in the internal circulation circuit;
An internal tank for storing internally circulated water disposed in the internal circulation circuit;
An internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank;
A water supply solenoid valve that opens and closes in order to flow and block a passage for supplying water of the exhaust heat recovery circuit to the internal circulation circuit;
A controller, and
When the controller supplies water to the hot water storage tank and starts a water filling operation, the controller opens the water supply electromagnetic valve,
A cogeneration system that controls to start the operation of the internal circulation pump when the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit.
前記貯湯ユニットに給水された水量を検出する給水量検出器と、
前記排熱回収回路に配置される排熱回収ポンプと、を備え、
前記排熱回収ポンプは前記貯湯タンクの下流側で前記給水電磁弁の上流側となるように設置され、
前記制御器は、前記給水量検出器により、前記貯湯ユニットの水張り完了を検知した場合に、前記排熱回収ポンプの作動を開始するよう制御する、
請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
A water supply amount detector for detecting the amount of water supplied to the hot water storage unit;
An exhaust heat recovery pump disposed in the exhaust heat recovery circuit,
The exhaust heat recovery pump is installed downstream of the hot water storage tank and upstream of the water supply solenoid valve,
The controller controls to start the operation of the exhaust heat recovery pump when the water supply detector detects completion of water filling of the hot water storage unit,
The cogeneration system according to claim 1.
前記排熱回収回路に配置される排熱回収ポンプを備え、
前記排熱回収ポンプは前記貯湯タンクの下流側で前記給水電磁弁の上流側となるように設置され、
前記制御器は、前記水張り運転を開始してから第1時間経過した場合に、前記排熱回収ポンプの作動を開始するよう制御する、
請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
An exhaust heat recovery pump disposed in the exhaust heat recovery circuit;
The exhaust heat recovery pump is installed downstream of the hot water storage tank and upstream of the water supply solenoid valve,
The controller controls to start the operation of the exhaust heat recovery pump when a first time has elapsed since the start of the water filling operation.
The cogeneration system according to claim 1.
前記制御器は、前記給水量検出器により貯湯ユニットの水張り完了を検知し、且つ前記内部タンク水量検出器により前記燃料電池ユニットの水張り完了を検知した場合に、前記燃料電池ユニットの起動を開始するよう制御する請求項2に記載のコージェネレーションシステム。 The controller starts activation of the fuel cell unit when the water supply amount detector detects completion of water filling of the hot water storage unit and the internal tank water amount detector detects completion of water filling of the fuel cell unit. The cogeneration system according to claim 2, which is controlled as follows. 前記制御器は、前記内部循環ポンプを予め設定された第2時間作動させた後に、前記内部タンク水量検出器により前記燃料電池ユニットの水張り完了を検知しない場合は、前記内部循環ポンプを再度作動するよう制御する、請求項1〜4のいずれか1つに記載のコージェネレーションシステム。 The controller operates the internal circulation pump again when the internal tank water amount detector does not detect completion of water filling of the fuel cell unit after operating the internal circulation pump for a preset second time. The cogeneration system according to any one of claims 1 to 4, wherein the cogeneration system is controlled as follows. 前記貯湯タンク上部に接続された排水経路に設置された給水量検出器を備え、
前記制御器は、前記排熱回収ポンプを予め設定された第3時間作動させた後に、前記給水量検出器により前記貯湯ユニットの水張り完了を検知しない場合は、前記貯湯ユニットの水張り運転を再度行うよう制御する、請求項3に記載のコージェネレーションシステム。
A water supply detector installed in a drainage path connected to the upper part of the hot water storage tank;
If the controller does not detect completion of water filling of the hot water storage unit by the water supply amount detector after operating the exhaust heat recovery pump for a preset third time, the controller performs water filling operation of the hot water storage unit again. The cogeneration system according to claim 3, wherein the cogeneration system is controlled as follows.
前記貯湯タンク底部に水道の水を給水する給水経路を備え、
前記制御器は、前記貯湯タンクに連通する経路のうちで前記排熱回収回路と前記給水経路
を除く経路を閉止してから、前記給水電磁弁を開放し、前記貯湯タンクにかかる水道の給水圧によって前記内部タンク内に通水する、請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
A water supply path for supplying tap water to the bottom of the hot water storage tank;
The controller closes a path excluding the exhaust heat recovery circuit and the water supply path among paths communicating with the hot water storage tank, then opens the water supply electromagnetic valve, and supplies a water supply pressure of the water supply to the hot water storage tank. The cogeneration system according to claim 1, wherein water is passed through the internal tank.
前記排熱回収回路に配置される排熱回収ポンプを備え、
前記排熱回収ポンプは前記貯湯タンクの下流側で前記給水電磁弁の上流側となるように設置され、
前記制御器は、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知した後に、前記排熱回収ポンプの作動を開始するよう制御する、
請求項7に記載のコージェネレーションシステム。
An exhaust heat recovery pump disposed in the exhaust heat recovery circuit;
The exhaust heat recovery pump is installed downstream of the hot water storage tank and upstream of the water supply solenoid valve,
The controller controls the start of the operation of the exhaust heat recovery pump after the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit.
The cogeneration system according to claim 7.
前記燃料電池ユニットの発電動作に使用する水素を原料および改質水から改質反応により製造する燃料処理器と、
前記内部タンクの水を前記改質水として前記燃料処理器へ供給するための改質水経路と、前記改質水経路に配置される改質水ポンプと、を備え、
前記制御器は、前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記改質水ポンプの作動を開始するよう制御する、請求項1〜8のいずれか1つに記載のコージェネレーションシステム。
A fuel processor for producing hydrogen used for power generation operation of the fuel cell unit from a raw material and reformed water by a reforming reaction;
A reforming water path for supplying water from the internal tank as the reforming water to the fuel processor, and a reforming water pump disposed in the reforming water path,
9. The controller according to claim 1, wherein when the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit, the controller controls to start the operation of the reforming water pump. Cogeneration system described in 1.
前記制御器は、前記内部循環回路の水張りが完了したことを検知すると、前記燃料電池ユニットの起動準備動作を開始するよう制御する、請求項1〜9のいずれか1つに記載のコージェネレーションシステム。 The cogeneration system according to any one of claims 1 to 9, wherein when the controller detects that the water filling of the internal circulation circuit has been completed, the controller controls to start a start-up preparation operation of the fuel cell unit. . 発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、
前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、
前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、
前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、
前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、
前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、
前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、
を備えたコージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始すると、前記給水電磁弁を開放するステップと、
前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するステップと、
を備えた、コージェネレーションシステムの運転方法。
A fuel cell unit that generates electricity and heat by generating electricity;
A hot water storage unit comprising a hot water storage tank for storing heat of the fuel cell unit;
An exhaust heat recovery circuit for supplying the water in the hot water storage tank to the fuel cell unit and recovering the exhaust heat of the fuel cell unit, and then returning it to the hot water storage tank;
An internal circulation circuit that circulates and cools water inside the fuel cell unit;
An internal circulation pump disposed in the internal circulation circuit;
An internal tank for storing internally circulated water disposed in the internal circulation circuit;
An internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank;
A water supply solenoid valve that opens and closes in order to flow and block a passage for supplying water of the exhaust heat recovery circuit to the internal circulation circuit;
A cogeneration system operation method comprising:
When supplying water to the hot water storage tank and starting a water filling operation, opening the water supply solenoid valve;
When the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit, starting the operation of the internal circulation pump;
Cogeneration system operation method with
発電を行うことで電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、
前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を回収させた後に、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収回路と、
前記燃料電池ユニットの内部に水を循環させて冷却する内部循環回路と、
前記内部循環回路に配置される内部循環ポンプと、
前記内部循環回路に配置され内部循環する水を貯める内部タンクと、
前記内部タンクの水量を検出できる内部タンク水量検出器と、
前記排熱回収回路の水を前記内部循環回路に供給する通路を通流、遮断するために開放、閉止する給水電磁弁と、
前記貯湯タンク底部に水道の水を給水する給水経路と、
を備えたコージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記貯湯タンクに給水して水張り運転を開始するときに、前記貯湯タンクに連通する経路のうちで前記排熱回収回路と前記給水経路を除く経路を閉止してから、前記給水電磁弁を開放し、前記貯湯タンクにかかる水道の給水圧によって前記内部タンク内に通水するステップと、
前記内部タンク水量検出器が前記燃料電池ユニット内に水が流入したことを検知すると、前記内部循環ポンプの作動を開始するステップと、
を備えた、コージェネレーションシステムの運転方法。
A fuel cell unit that generates electricity and heat by generating electricity;
A hot water storage unit comprising a hot water storage tank for storing heat of the fuel cell unit;
An exhaust heat recovery circuit for supplying the water in the hot water storage tank to the fuel cell unit and recovering the exhaust heat of the fuel cell unit, and then returning it to the hot water storage tank;
An internal circulation circuit that circulates and cools water inside the fuel cell unit;
An internal circulation pump disposed in the internal circulation circuit;
An internal tank for storing internally circulated water disposed in the internal circulation circuit;
An internal tank water amount detector capable of detecting the amount of water in the internal tank;
A water supply solenoid valve that opens and closes in order to flow and block a passage for supplying water of the exhaust heat recovery circuit to the internal circulation circuit;
A water supply path for supplying tap water to the bottom of the hot water storage tank;
A cogeneration system operation method comprising:
When supplying water to the hot water storage tank and starting a water filling operation, among the paths communicating with the hot water storage tank, the path excluding the exhaust heat recovery circuit and the water supply path is closed, and then the water supply electromagnetic valve is opened. Passing water into the internal tank by a water supply pressure applied to the hot water storage tank;
When the internal tank water amount detector detects that water has flowed into the fuel cell unit, starting the operation of the internal circulation pump;
Cogeneration system operation method with
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