JP2022160264A - Fuel cell system, control device, and control program - Google Patents
Fuel cell system, control device, and control program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022160264A JP2022160264A JP2021064910A JP2021064910A JP2022160264A JP 2022160264 A JP2022160264 A JP 2022160264A JP 2021064910 A JP2021064910 A JP 2021064910A JP 2021064910 A JP2021064910 A JP 2021064910A JP 2022160264 A JP2022160264 A JP 2022160264A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drainage
- fuel cell
- water
- temperature
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 121
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 223
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 31
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 21
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 13
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 9
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本開示は、燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラムに関し、詳しくは、電力と湯の供給が可能な燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a fuel cell system, control device, and control program, and more particularly to a fuel cell system, control device, and control program capable of supplying electric power and hot water.
従来の燃料電池システムの排水方式には、オーバーフロー方式(ドレン水をオーバーフローさせて排出する方式)と、ポンプ送出方式(排水ポンプでドレン水を排出する方式)とがある。これら2つの排水方式を有することにより、ドレン水の余剰分をオーバーフローさせて外部に排出する(例えば、特許文献1参照)。 Drainage methods of conventional fuel cell systems include an overflow method (a method in which drain water is overflowed and discharged) and a pump delivery method (a method in which drain water is discharged by a drain pump). By having these two drainage systems, the surplus of the drain water is overflowed and discharged to the outside (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に記載された従来技術では、ポンプ送出方式のバックアップとして、オーバーフロー方式を有しているため、ドレン水の余剰分をオーバーフローさせて外部に排出することができる。 The conventional technology described in Patent Document 1 has an overflow system as a backup of the pump delivery system, so that surplus drain water can be overflowed and discharged to the outside.
一方、燃料電池システムの設置エリア、設置場所、稼働している季節によって、外部の排水配管が凍結するケースがある。外部の排水配管を介して排水する方式には、ポンプ送出方式以外にも、ポンプを使用せずに自然流下で排水する自然流下方式が採用され得るが、これとは別に、バックアップ用として、排水配管を介さずに直接外部に排水するオーバーフロー方式が採用される場合がある。これによれば、凍結により排水配管が閉塞してもシステムが故障に至ることはない。 On the other hand, depending on the area where the fuel cell system is installed, the installation location, and the season in which the system is operated, there are cases where the external drainage pipe freezes. In addition to the pump delivery method, the method of draining water through an external drainage pipe may be the gravity flow method, in which water is discharged naturally without using a pump. In some cases, an overflow method is adopted in which water is discharged directly to the outside without passing through piping. According to this, even if the drainage pipe is clogged due to freezing, the system will not fail.
しかしながら、システムによっては、排水配管の凍結により排水できないことで異常状態と判断し、システムがエラー(以下、「排水異常エラー」という。)で停止してしまう場合がある。通常、この排水異常エラーは、安全性の観点から、ユーザが解除できない仕組みになっているため、発電機会の損失が発生し、メンテナンス員の出動が必要となる。 However, depending on the system, it may be determined as an abnormal state that the water cannot be drained due to freezing of the drain pipe, and the system may stop due to an error (hereinafter referred to as "drainage abnormality error"). Normally, this drainage abnormality error cannot be canceled by the user from the viewpoint of safety, so the opportunity for power generation is lost, and maintenance personnel must be dispatched.
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、低温環境下で排水異常エラーが発生した場合に、発電機会を損失させることなく、メンテナンス員の出動を回避することができる燃料電池システム、制御装置、及び制御プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and is a fuel cell system capable of avoiding the dispatch of maintenance personnel without losing the opportunity for power generation when a drainage abnormality error occurs in a low-temperature environment. , a control device, and a control program.
上記目的を達成するために、第1態様に係る燃料電池システムは、発電を行う燃料電池モジュールと、前記燃料電池モジュールから排出される排ガスから得られる水を、前記燃料電池モジュールに導入する改質水として貯留する改質水貯留部を含む改質水タンクと、前記改質水タンク内に備え付けられ、前記改質水貯留部からオーバーフローした水を貯留し、かつ、貯留した水を外部に排出する第1排水路及び排水配管が接続された排水貯留部と、前記改質水タンク内に備え付けられ、前記排水貯留部からオーバーフローした水を直接外部に排出する第2排水路が接続された余剰分貯留部と、排水異常のエラーを検知し、かつ、外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件を満たす場合に、自システムの停止を無効化し、発電を継続させる制御を行う制御部を含む制御装置と、を備える。 In order to achieve the above object, a fuel cell system according to a first aspect includes a fuel cell module that generates power, and a reforming system that introduces water obtained from exhaust gas discharged from the fuel cell module into the fuel cell module. a reformed water tank including a reformed water reservoir for storing water; and a reformed water tank provided in the reformed water tank for storing water overflowing from the reformed water reservoir and discharging the stored water to the outside. A waste water storage section to which a first drainage channel and a drainage pipe are connected, and a second drainage channel provided in the reformed water tank for directly discharging water overflowing from the waste water storage section to the outside. If an error is detected in the minute storage unit and drainage anomaly, and if the condition indicates that the temperature of the external environment is relatively low, the stoppage of the own system is invalidated and control is performed to continue power generation. a controller including a controller.
また、第2態様に係る燃料電池システムは、第1態様に係る燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュール、前記改質水タンク、及び前記制御装置を格納する筐体を更に備え、前記第1排水路及び前記第2排水路が、前記筐体内に設けられ、前記排水配管が、前記筐体外に設けられ、前記第1排水路を介して前記排水貯留部に接続されている。 Further, a fuel cell system according to a second aspect is the fuel cell system according to the first aspect, further comprising a housing for housing the fuel cell module, the reformed water tank, and the control device, A channel and the second drainage channel are provided within the housing, and the drainage pipe is provided outside the housing and is connected to the waste water reservoir via the first drainage channel.
また、第3態様に係る燃料電池システムは、第1態様又は第2態様に係る燃料電池システムにおいて、前記制御装置が、前記排水異常のエラーを検知した場合に、前記燃料電池モジュールが設けられた燃料電池ユニットの周囲で計測された気温を取得する取得部を更に含み、前記外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件が、前記気温が閾値以下であることを含む。 Further, a fuel cell system according to a third aspect is the fuel cell system according to the first aspect or the second aspect, in which the fuel cell module is installed when the control device detects the drainage abnormality error. The method further includes an obtaining unit that obtains an air temperature measured around the fuel cell unit, and the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low includes that the air temperature is equal to or less than a threshold.
また、第4態様に係る燃料電池システムは、第1態様又は第2態様に係る燃料電池システムにおいて、前記制御装置が、前記排水異常のエラーを検知した場合に、自システムが設置された地域の天候情報を取得する取得部を更に含み、前記外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件が、前記天候情報から得られた気温が閾値以下であることを含む。 Further, a fuel cell system according to a fourth aspect is the fuel cell system according to the first aspect or the second aspect, wherein when the control device detects the drainage abnormality error, The method further includes an acquisition unit that acquires weather information, and the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low includes that the temperature obtained from the weather information is equal to or lower than a threshold.
また、第5態様に係る燃料電池システムは、第1態様又は第2態様に係る燃料電池システムにおいて、前記制御装置が、前記排水異常のエラーを検知した場合に、当該エラーを検知した時期を示す暦情報を取得する取得部を更に含み、前記外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件が、前記暦情報から得られた時期が相対的に低温な時期であることを含む。 Further, in a fuel cell system according to a fifth aspect, in the fuel cell system according to the first aspect or the second aspect, when the control device detects an error of the drainage abnormality, the timing at which the error is detected is indicated. The method further includes an acquisition unit that acquires calendar information, and the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low includes that the time obtained from the calendar information is a relatively low temperature.
また、第6態様に係る燃料電池システムは、第1態様~第5態様の何れか1の態様に係る燃料電池システムにおいて、前記第1排水路に設けられた排水ポンプを更に備え、前記排水貯留部の排水方式が、前記排水ポンプを用いて排水を行うポンプ送出方式とされている。 A fuel cell system according to a sixth aspect is the fuel cell system according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a drainage pump provided in the first drainage channel, The drainage method of the part is a pump delivery method in which the drainage pump is used to drain the water.
また、第7態様に係る燃料電池システムは、第1態様~第5態様の何れか1の態様に係る燃料電池システムにおいて、前記排水貯留部の排水方式が、自然流下で排水を行う自然流下方式とされている。 Further, a fuel cell system according to a seventh aspect is the fuel cell system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the drainage method of the waste water reservoir is a natural flow method in which water is drained by gravity flow. It is said that
更に、上記目的を達成するために、第8態様に係る制御装置は、発電を行う燃料電池モジュールと、前記燃料電池モジュールから排出される排ガスから得られる水を、前記燃料電池モジュールに導入する改質水として貯留する改質水貯留部を含む改質水タンクと、前記改質水タンク内に備え付けられ、前記改質水貯留部からオーバーフローした水を貯留し、かつ、貯留した水を外部に排出する第1排水路及び排水配管が接続された排水貯留部と、前記改質水タンク内に備え付けられ、前記排水貯留部からオーバーフローした水を直接外部に排出する第2排水路が接続された余剰分貯留部と、を備えた燃料電池システムの運転を制御する制御装置であって、排水異常のエラーを検知し、かつ、外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件を満たす場合に、自システムの停止を無効化し、発電を継続させる制御を行う制御部を含む。 Furthermore, in order to achieve the above object, a control device according to an eighth aspect includes a fuel cell module that generates power and an improvement that introduces water obtained from exhaust gas discharged from the fuel cell module into the fuel cell module. a reformed water tank including a reformed water reservoir that stores reformed water; A waste water storage section to which a first drainage channel for discharging and a drainage pipe are connected, and a second drainage channel provided in the reformed water tank for directly discharging water overflowing from the waste water storage section to the outside are connected. A control device for controlling the operation of a fuel cell system, comprising: a surplus storage unit, the control device detecting an error of abnormal drainage and satisfying a condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low. In this case, it includes a control unit that disables the stoppage of its own system and performs control to continue power generation.
更に、上記目的を達成するために、第9態様に係る制御プログラムは、コンピュータを、第1態様~第7態様の何れか1の態様に係る制御装置が備える制御部として機能させる。 Furthermore, in order to achieve the above object, a control program according to a ninth aspect causes a computer to function as a control unit provided in the control device according to any one of the first to seventh aspects.
以上詳述したように、本開示の技術によれば、低温環境下で排水異常エラーが発生した場合に、発電機会を損失させることなく、メンテナンス員の出動を回避することができる、という効果を有する。 As described in detail above, according to the technology of the present disclosure, when a drainage abnormality error occurs in a low-temperature environment, it is possible to avoid dispatching maintenance personnel without losing the opportunity to generate power. have.
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、動作、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。各図面は、本開示の技術を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本開示の技術は、図示例のみに限定されるものではない。また、本実施形態では、本開示の技術と直接的に関連しない構成や周知な構成については、説明を省略する場合がある。 Hereinafter, an example of a mode for implementing the technology of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Components and processes having the same actions, actions, and functions are given the same reference numerals throughout the drawings, and overlapping descriptions may be omitted as appropriate. Each drawing is only schematically shown to the extent that the technology of the present disclosure can be fully understood. Therefore, the technology of the present disclosure is not limited only to the illustrated examples. Further, in the present embodiment, descriptions of configurations that are not directly related to the technology of the present disclosure and well-known configurations may be omitted.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る燃料電池システム10の構成の一例を示す図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a
図1に示すように、本実施形態に係る燃料電池システム10は、燃料電池ユニット12と、タンクユニット13と、給湯器ユニット14との3ユニットで構成されている。燃料電池ユニット12は、燃料ガス及び水を用いて発電を行い、タンクユニット13は、燃料電池ユニット12で用いる伝熱媒体を蓄える。給湯器ユニット14は、バックアップ熱源機の一例であり、燃料電池ユニット12から供給される湯を目的の温度まで加熱して供給する。なお、燃料電池ユニット12、タンクユニット13、及び給湯器ユニット14は、各々、燃料電池ユニット筐体12A、タンクユニット筐体13A、及び給湯器ユニット筐体14Aを有し、内部に各機器が配置されている。
As shown in FIG. 1, a
燃料電池ユニット筐体12A、タンクユニット筐体13A、給湯器ユニット筐体14Aはそれぞれ独立しており、各ユニット12、13、14は、それぞれ別体で構成されている。なお、本実施形態では、燃料電池システム10を3ユニットの構成として示しているが、燃料電池ユニット12及びタンクユニット13を一体とし、給湯器ユニット14との2ユニットの構成としてもよい。
The fuel cell unit housing 12A, the
燃料電池システム10の燃料電池ユニット12は、発電を行う燃料電池の一例である燃料電池モジュール20を備えている。燃料電池モジュール20は、ガス供給路21を介して、ガス継手22に接続されており、ガス継手22には、ガス供給管24が接続されている。
The
ガス供給管24は、ガス本管に接続されており、ガス供給管24には、炭化水素原料の一例であるメタンを主成分とする都市ガス(原料ガス)が供給される。ガス供給路21には、脱硫部26が設けられており、都市ガスに含まれた硫黄分や硫黄化合物が脱硫部26で除去されて燃料電池モジュール20に供給される。
The
また、燃料電池モジュール20は、供給ポンプ28を有する改質水流入路30を介して改質水タンク32に接続されており、燃料電池モジュール20には、改質水タンク32に貯留された改質水が供給ポンプ28で供給される。この燃料電池モジュール20は、都市ガスと改質水とを改質反応させて水素を生成する水素生成部(改質器)を備えている。
The
図2は、第1の実施形態に係る燃料電池モジュール20の構成の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
燃料電池モジュール20は、図2に示すように、筐体201の内部に、改質触媒202、バーナ204、及び燃料電池スタック206を主要な構成として備えている。
As shown in FIG. 2, the
改質触媒202は、ガス供給路21と接続されている。この改質触媒202には、脱硫部26にて硫黄化合物が吸着除去された都市ガスがガス供給路21を通じて供給される。この改質触媒202は、供給された都市ガスを、改質水流入路30を通じて供給された改質水(凝縮水)を利用して水蒸気改質する。
The reforming
バーナ204には、スタック排ガス管210が接続されている。このバーナ204は、スタック排ガス管210を通じて供給されたバーナガス(スタック排ガス)を燃焼し、改質触媒202を加熱する。スタック排ガスは、未反応の水素ガスを含む。そして、この改質触媒202では、脱硫部26から供給された都市ガスから、水素ガスを含む燃料ガスが生成される。この燃料ガスは、燃料ガス管212を通じて燃料電池スタック206の燃料極206Aに供給される。
A stack
燃料電池スタック206は、一例として、固体酸化物形の燃料電池スタックであり、積層された複数の燃料電池セル211(図2では1つのみ図示)を有している。各燃料電池セル211は、電解質層206Cと、この電解質層206Cの表裏面にそれぞれ積層された燃料極206Aと空気極206Bとを有している。
The
空気極206B(カソード極)には、空気ブロワ212が設けられた酸化ガス管214を通じて酸化ガス(筐体の外部の空気)が供給される。この空気極206Bでは、下記式(1)で示されるように、酸化ガス中の酸素と電子とが反応して酸素イオンが生成される。この酸素イオンは、電解質層206Cを通って燃料極206Aに到達する。
An oxidizing gas (air outside the housing) is supplied to the
(空気極反応)
1/2O2+2e- →O2- ・・・(1)
(air electrode reaction)
1/2O 2 +2e − →O 2− (1)
一方、燃料極206Aでは、下記式(2)及び式(3)で示されるように、電解質層206Cを通ってきた酸素イオンが燃料ガス中の水素及び一酸化炭素と反応し、水(水蒸気)及び二酸化炭素と、電子が生成される。燃料極206Aで生成された電子は、外部回路を通って空気極206Bに到達する。そして、このようにして電子が燃料極206Aから空気極206Bに移動することにより、各燃料電池セル211において発電される。また、各燃料電池セル211は、発電時に上記反応に伴って発熱する。
On the other hand, in the
(燃料極反応)
H2 +O2- →H2O+2e- ・・・(2)
CO+O2- →CO2+2e- ・・・(3)
(Anode reaction)
H 2 +O 2− →H 2 O+2e − (2)
CO+O 2− →CO 2 +2e − (3)
燃料電池スタック206に接続されたスタック排ガス管210の上流側は、燃料極排ガス管208A及び空気極排ガス管208Bに分岐されており、この燃料極排ガス管208A及び空気極排ガス管208Bは、燃料極206A及び空気極206Bにそれぞれ接続されている。燃料極206Aから排出された燃料極排ガスと、空気極206Bから排出された空気極排ガスとは、燃料極排ガス管208A及び空気極排ガス管208Bを通じて排出されると共に、スタック排ガス管210内にて混合されてスタック排ガスとされる。このスタック排ガスは、燃料極排ガスに含まれる未反応の水素ガスを含んでおり、上述の通り、バーナ204にバーナガスとして供給される。なお、このバーナ204に、バーナ排ガスを排気熱交換部36へ排出する排出路34が接続されている。
The upstream side of the stack
排気熱交換部36には改質水タンク32が接続されている。燃料電池モジュール20からの燃焼排ガスは、排気熱交換部36で冷却され、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮される。これにより、燃焼排ガスは、水とガスとに分けられ、水は改質水タンク32へ送られて改質水として再利用される。また、ガスは、排気口15より排気される。
The reforming
図3は、第1の実施形態に係る改質水タンク32の排水構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the drainage configuration of the reformed
図3に示すように、改質水タンク32には、改質水貯留部32A、排水貯留部32B、及び余剰分貯留部32Cが互いに仕切りを挟んで備え付けられている。改質水貯留部32Aは、排気熱交換部36から排出路34を介して送られた凝縮水を改質水として貯留する。排水貯留部32Bは、改質水貯留部32Aからオーバーフローした水を貯留し、かつ、貯留した水を外部に排出する第1排水路102及び排水配管104が接続されている。筐体内部の第1排水路102及び筐体外部の排水配管104は排水継手102aを介して接続される。余剰分貯留部32Cは、排水貯留部32Bからオーバーフローした水を直接外部に排出する第2排水路105が接続されている。つまり、第1排水路102及び第2排水路105は筐体内部に設けられ、排水配管104は筐体外部に設けられている。
As shown in FIG. 3, the reforming
なお、図1に示すように、排水貯留部32Bには、圧抜き弁35から排出される水を導く圧抜き水路41が接続されている。この場合、圧抜き水路41から排水貯留部32Bへ、圧抜き弁35を介して排出される水が流入する。なお、圧抜き弁35及び圧抜き水路41は必須ではなく、これら圧抜き弁35及び圧抜き水路41を設けない構成としてもよい。
As shown in FIG. 1, a
排水貯留部32Bには、排水ポンプ100を有した第1排水路102が接続されており、第1排水路102は、排水継手102aに接続された排水配管104を介して、排水受け120に接続されている。排水受け120に流入した排水は、下水等に排出することができる。
A
改質水タンク32には、排水貯留部32Bの液面を検知する液面センサ33が設けられている。排水ポンプ100は、液面センサ33によって排水貯留部32Bの水が所定量以上になったことを検知した際に作動し、排水貯留部32Bの水を、第1排水路102及び排水配管104を介して、排水設備としての排水受け120へ送出する。
The reformed
図3を参照して、本実施形態に係る改質水タンク32の排水構成について具体的に説明する。
The drainage configuration of the reforming
燃料電池システム10は、メインの排水方式としてポンプ送出方式を有し、バックアップ用の排水方式としてオーバーフロー方式を有している。ポンプ送出方式では、排水ポンプ100によって排水貯留部32B内の水(以下、「ドレン水」ともいう。)が第1排水路102及び筐体外部の排水配管104を介して排水受け120へ導かれる。一方、オーバーフロー方式では、排水貯留部32Bからオーバーフローしたドレン水が余剰分貯留部32Cに貯留され、余剰分貯留部32Cに接続された第2排水路105から排水配管を介さずに直接筐体外部に排出される。
The
なお、ポンプ送出方式では、排水貯留部32Bに一定量のドレン水が貯まったことを液面センサ33で検知して、排水ポンプ100により排水(間欠的排水)される。このとき、排水配管104が凍結閉塞した場合、排水ポンプ100による排水ができず排水異常エラーが検知される。一方、ドレン水の余剰分は余剰分貯留部32Cからオーバーフローで筐体外部に排出させる。なお、ドレン水の余剰分を貯める余剰分貯留部32Cには筐体外部に延びる第2排水路105が設けられているが、第2排水路105は筐体内部のため、凍結閉塞することはない。
In the pump delivery method, the
図1に戻り、燃料電池モジュール20からの電力は、インバーター回路38によって交流に変換された後、接続端子40aに接続された供給線92aを介して外部へ供給される。
Returning to FIG. 1, the power from the
排気熱交換部36には、伝熱媒体50を排気熱交換部36と貯湯タンク48との間で循環させる熱回収循環路42が接続されている。排気熱交換部36と貯湯タンク48とを接続する熱回収循環路42の一方の流路である第一流路42aには、熱回収ポンプ44及びラジエータ46が設けられている。この第一流路42aのラジエータ46より上流側は、継手42b、42d及び配管42cを介して貯湯タンク48に接続されている。貯湯タンク48には、湯50が貯留されている。
A
この第一流路42aは、貯湯タンク48の下部に接続されており、貯湯タンク48の下部に貯留した湯50が優先的に排気熱交換部36へ送られる。貯湯タンク48から熱回収循環路42の第一流路42aに供給された湯50は、ラジエータ46で冷却された後、熱回収ポンプ44によって排気熱交換部36へ送られる。なお、ラジエータ46は、供給される湯50が高温の際など必要に応じてファンモータが作動する。
The
貯湯タンク48から第一流路42aを介して排気熱交換部36へ送られた湯50は、熱回収循環路42の他方の流路である第二流路42eを介して貯湯タンク48に戻される。第二流路42eは、継手42f、42h及び配管42gを介して貯湯タンク48の上部に接続されている。燃料電池モジュール20からの燃焼排ガスの熱は、排気熱交換部36によって湯50へ伝達され、この熱で加熱された湯50は、貯湯タンク48の上部に戻される。
The
第二流路42eには、圧抜き弁35が設けられている。圧抜き弁35は、第二流路42eの圧力が所定の値以上になった場合に開放される弁体で形成されている。圧抜き弁35により第二流路42eの圧力を逃がし、貯湯タンク48及び熱回収循環路42の内圧が所定内圧P0以上になることが防止されている。
A
タンクユニット13の貯湯タンク48の下部には、流入側分岐点60aを有する流入路60が接続されている。流入路60は、入側管継手62に接続されている。入側管継手62は、例えば水道管の給水管64に接続されており、流入路60には、上水が供給される。
An
流入側分岐点60aから燃料電池ユニット12へ、バイパス路74が分岐されている。バイパス路74は、継手74a、継手74bを介して、混合弁72と接続されている。
A
貯湯タンク48に貯留された上水は、貯湯タンク48の上部に接続された上水供給路400を介して、燃料電池ユニット12内の混合弁72へ送出される。上水供給路400は、継手400a、配管400b、継手400cを介して、燃料電池ユニット12へ通流されている。上水供給路400を通流する上水は、混合弁72、出側継手76、及び出湯管78を介して、給湯器ユニット14に供給される。
The clean water stored in the hot
混合弁72は、バイパス路74からの上水と貯湯タンク48からの上水とを混合する弁であり、例えば流出温が予め定められた設定温度となるように、流入路60からの上水と貯湯タンク48からの上水との混合比を調整する。
The mixing
上水供給路400の混合弁72より下流側は、出側継手76に接続されており、出側継手76は、出湯管78を介して、給湯器ユニット14の入水継手80に接続されている。
The
燃料電池ユニット12には、コントローラとしての制御装置110が設けられている。制御装置110により、燃料電池システム10の動作(つまり、運転)が制御される。制御装置110は、燃料電池ユニット12、タンクユニット13、及び給湯器ユニット14の各々に設けられた各種電装部品の制御を行う。また、制御装置110には、リモコン装置51が接続されている。リモコン装置51は、ユーザからの操作入力を受け付けると共に、燃料電池システム10の状態情報、エラー情報等の各種の情報を表示する。制御装置110は、例えば、各ポンプ28、44、100やインバーター回路38の動作を制御する。
The
燃料電池ユニット12の筐体内部には、燃料電池ユニット12の周囲の気温を計測するための温度センサSが設けられている。また、燃料電池ユニット12の筐体には、排水異常エラーによりシステムが停止した場合に、排水異常エラーを強制的に解除するための解除スイッチSWが設けられている。解除スイッチSWは、リモコン装置51に設けられていてもよい。
A temperature sensor S for measuring the air temperature around the
本実施形態に係る燃料電池システム10は、凝縮水を改質水として再利用しつつ、余剰分をドレン水として排水しながら発電を行う。
The
本実施形態の給湯器ユニット14は、燃料電池ユニット12から供給された湯を更に加熱して排出可能とした潜熱回収型の熱源機である。潜熱回収型の熱源機は、バーナ150の排気中の水蒸気を水(凝縮水)にすることにより、排気中の潜熱を回収して、熱効率を向上させたタイプの熱源機である。図1に示すように、給湯器ユニット14の内部には、二次熱交換器154B、一次熱交換器154A、燃料電池ユニット12からの湯を二次熱交換器154B、一次熱交換器154Aに供給する入水路152、一次熱交換器154Aを加熱する加熱装置としてのバーナ150、バーナ150に燃料ガスを供給するガス供給管24、一次熱交換器154Aを通った湯を排出する給湯路158、配管152の途中に接続されたバイパス路160と給湯路158とに接続された混合弁156、混合弁156から湯を排出する給湯管86、排出される湯の温度を計測する温度センサ(図示省略)、制御装置164等が設けられている。制御装置164は、混合弁156、バーナ150へ送る燃料ガスの流量調整弁(図示省略)等の電装部品を制御する。
The
なお、図1において、燃料電池ユニット12と給湯器ユニット14とを接近させて記載されているが、実際の住宅においては、燃料電池ユニット12と給湯器ユニット14とはある程度離されている場合がある。
In FIG. 1, the
給湯器ユニット14のガス継手82には、ガス供給管24が接続されており、給湯器ユニット14のバーナ150には、ガス供給管24からの都市ガスが供給される。また、給湯器ユニット14の給湯継手84には、給湯管86が接続されており、給湯管86は、湯が利用される給湯箇所へ配索されている。給湯器ユニット14に接続された排水管88は、排水受け120に接続されている。排水管88には、給湯器ユニット14において凝縮により発生した水が流入し、当該凝縮水が排水受け120へ導かれる。
A
給湯器ユニット14の入水継手80には、入水路152が接続されており、入水路152は、二次熱交換器154Bに接続されている。二次熱交換器154Bは、一次熱交換器154Aと接続され、一次熱交換器154Aは、混合弁156を有する給湯路158を介して給湯継手84に接続されており、混合弁156は、バイパス路160を介して入水路152の入水側分岐点152aに接続されている。混合弁156は、入水路152からの湯と一次熱交換器154Aからの湯とを混合する弁であり、入水路152からの湯と一次熱交換器154Aからの湯との混合比を調整する。
A
この給湯器ユニット14の制御装置164は、マイコン等を備え、マイコンは、バーナ150での燃焼量を調整して一次熱交換器154Aでの上水の加熱量を制御するとともに、混合弁156の開度を制御する。これにより、制御装置164のマイコンは、給湯管86からの給湯温度がリモコン装置51で設定された設定温度となるように制御する。
The
図4は、第1の実施形態に係る制御装置110の電気的な構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the
図4に示すように、本実施形態に係る制御装置110は、CPU(Central Processing Unit)111と、ROM(Read Only Memory)112と、RAM(Random Access Memory)113と、入出力インターフェース(I/O)114と、記憶部115と、通信部116と、外部インターフェース(以下、「外部I/F」という。)117と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the
CPU111、ROM112、RAM113、及びI/O114は、バスを介して各々接続されている。I/O114には、記憶部115と、通信部116と、外部I/F117と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、I/O114を介して、CPU111と相互に通信可能とされる。
The
記憶部115としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部115には、燃料電池システム10の動作を制御するための制御プログラム115Aが記憶される。なお、この制御プログラム115Aは、ROM112に記憶されていてもよい。
As the
制御プログラム115Aは、例えば、制御装置110に予めインストールされていてもよい。制御プログラム115Aは、不揮発性の記憶媒体に記憶して、又はネットワークを介して配布して、制御装置110に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の記憶媒体の例としては、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、光磁気ディスク、HDD、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。
The
通信部116は、例えば、インターネット、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等のネットワークに接続されており、天候情報、暦情報等の各種情報を提供可能なWebサーバとの間でネットワークを介して通信が可能とされる。
The
外部I/F117には、例えば、解除スイッチSW、温度センサS、リモコン装置51、液面センサ33、及び排水ポンプ100等が接続されている。これらの解除スイッチSW、温度センサS、リモコン装置51、液面センサ33、及び排水ポンプ100等は、外部I/F117を介して、CPU111と通信可能に接続される。
For example, the release switch SW, the temperature sensor S, the
ところで、上述したように、システムによっては、排水配管104の凍結により排水できないことで異常状態と判断し、システムが排水異常エラーで停止してしまう場合がある。通常、この排水異常エラーは、安全性の観点から、ユーザが解除できない仕組みになっているため、発電機会の損失が発生し、メンテナンス員の出動が必要となる。
By the way, as described above, depending on the system, it may be determined that the water cannot be drained due to the freezing of the
このため、本実施形態に係る制御装置110のCPU111は、記憶部115に記憶されている制御プログラム115AをRAM113に書き込んで実行することにより、図5に示す各部として機能する。
Therefore, the
図5は、第1の実施形態に係る制御装置110の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the
図5に示すように、本実施形態に係る制御装置110のCPU111は、エラー検知部111A、取得部111B、低温判定部111C、及び排水制御部111Dとして機能する。なお、排水制御部111Dは、制御部の一例である。
As shown in FIG. 5, the
エラー検知部111Aは、排水貯留部32Bからの排水に異常があることを示す排水異常エラーを検知する。排水異常エラーと判定する条件には、例えば、排水貯留部32Bの水位が低下しないこと、排水流量が設定値よりも低下すること、等が挙げられる。
The
取得部111Bは、エラー検知部111Aにより排水異常エラーが検知された場合に、温度センサSにより計測された気温を取得する。なお、ここでいう気温とは、上述したように、燃料電池ユニット12の周囲の気温である。
The
また、取得部111Bは、排水異常エラーが検知された場合に、システムが設置された地域の天候情報を取得するようにしてもよい。天候情報は、例えば、天候情報を提供するWebサーバからインターネットを介して取得する。天候情報には、地域の天候(晴れ、曇り、雨、雪等)、気温(最高気温/最低気温等)等の情報が含まれる。
Further, the acquiring
また、取得部111Bは、排水異常エラーが検知された場合に、当該エラーを検知した時期を示す暦情報を取得するようにしてもよい。暦情報は、例えば、制御装置110のカレンダ機能を利用して取得してもよいし、暦情報を提供するWebサーバからインターネットを介して取得してもよい。暦情報には、排水異常エラーを検知した月日等の情報が含まれる。
Further, when a drainage abnormality error is detected, the
低温判定部111Cは、外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件(以下、単に「低温条件」という。)を満たすか否かを判定する。具体的に、低温条件は、例えば、温度センサSで計測された気温が閾値以下であることを含む。温度センサSによる計測温度を用いる場合、閾値には、例えば、4℃以上7℃以下の範囲で適切な値が設定される。また、燃料電池ユニット12の周囲の気温についての温度履歴を記憶しておいてもよい。温度履歴は、燃料電池ユニット12の周囲の気温を計測して得られた計測温度の履歴である、例えば、温度履歴の各計測温度に、第1排水路102及び排水配管104の水が凍結したか否かを対応付けておき、実際に凍結したときの計測温度を閾値としてもよい。なお、実際に凍結したときの計測温度が複数存在する場合には、これら複数の計測温度のうちの例えば最高温度を閾値とすればよい。
The low
また、天候情報を用いる場合、低温条件は、例えば、天候情報から得られた気温が閾値以下であることを含む。この場合、地域の天候(晴れ、曇り、雨、雪等)、気温(最高気温/最低気温等)等の情報に基づいて、適切な閾値を設定すればよい。 Also, when using weather information, the low temperature condition includes, for example, that the temperature obtained from the weather information is below a threshold. In this case, an appropriate threshold may be set based on information such as local weather (sunny, cloudy, rainy, snowy, etc.), temperature (maximum/minimum temperature, etc.).
また、暦情報を用いる場合、低温条件は、暦情報から得られた時期が相対的に低温な時期であることを含む。この場合、例えば、排水異常エラーを検知した時期が12月~3月の間である場合に、低温環境と判定してもよい。 Moreover, when using the calendar information, the low temperature condition includes that the time obtained from the calendar information is a relatively low temperature time. In this case, for example, when the abnormal drainage error is detected during December to March, the low temperature environment may be determined.
排水制御部111Dは、排水異常エラーを検知し、かつ、低温条件を満たす場合に、燃料電池システム10の動作の停止を無効化し、発電を継続させる制御を行う。排水制御部111Dは、低温環境と判定した場合、ユーザインターフェースの一例であるリモコン装置51に、排水異常エラーの表示と共に、凍結閉塞の疑いのため、システム停止せずに発電を継続する旨を表示する制御を行う。つまり、仮に排水配管104が凍結閉塞していても、オーバーフロー方式でドレン水の余剰分を筐体外部に排出しながら、発電を継続させる。このため、発電機会を損失することなく、メンテナンス員の出動を回避することができる。
The
次に、図6を参照して、第1の実施形態に係る制御装置110の作用について説明する。
Next, operation of the
図6は、第1の実施形態に係る制御プログラム115Aによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flow chart showing an example of the flow of processing by the
燃料電池システム10に対して排水制御の指示が実行されると、CPU111により記憶部115に記憶されている制御プログラム115Aが起動され、以下に示す各ステップが実行される。
When a water discharge control instruction is issued to the
図6のステップS101では、CPU111が、排水異常エラーを検知したか否かを判定する。排水異常エラーを検知したと判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS102に移行し、排水異常エラーを検知していないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS101で待機となる。排水異常エラーと判定する条件には、上述したように、例えば、排水貯留部32Bの水位が低下しないこと、排水流量が設定値よりも低下すること、等が挙げられる。
In step S101 of FIG. 6, the
ステップS102では、CPU111が、低温環境であるか否か、つまり、低温条件を満たすか否かを判定する。低温条件を満たすと判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS103に移行し、低温条件を満たさないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS107に移行する。低温条件は、上述したように、例えば、温度センサSで計測された気温が閾値以下であること、天候情報から得られた気温が閾値以下であること、及び、暦情報から得られた時期が相対的に低温な時期であることの少なくとも1つを含む。
In step S102, the
ステップS103では、CPU111が、凍結閉塞の疑いのため、燃料電池システム10の動作の停止を無効化する。つまり、オーバーフロー方式でドレン水の余剰分を筐体外部に排出しながら、発電を継続させる。
In step S103, the
ステップS104では、CPU111が、例えば、リモコン装置51に排水異常エラーの表示を行うと共に、凍結閉塞の疑いのため、システム停止せずに発電を継続する旨を表示する制御を行う。
In step S104, the
ステップS105では、CPU111が、停止スイッチが押下されたか否かを判定する。停止スイッチが押下されないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS106に移行し、停止スイッチが押下されたと判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS107に移行する。なお、停止スイッチは、システムを強制的に停止させるためのスイッチであり、例えば、リモコン装置51等に設けられている。
In step S105, the
ステップS106では、CPU111が、終了タイミングが到来したか否かを判定する。終了タイミングが到来しないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS101に戻り処理を繰り返し、終了タイミングが到来したと判定した場合(肯定判定の場合)、本制御プログラム115Aによる一連の処理を終了する。
In step S106, the
一方、ステップS107では、CPU111が、凍結閉塞以外の疑いがあるため、燃料電池システム10の動作を停止させる。
On the other hand, in step S107, the
ステップS108では、CPU111が、例えば、リモコン装置51に排水異常エラーの表示を行うと共に、メンテナンス員に出動要請を行う必要がある旨を表示する制御を行い、本制御プログラム115Aによる一連の処理を終了する。
In step S108, the
このように本実施形態によれば、低温環境下で排水異常エラーが発生した場合に、発電機会を損失させることなく、メンテナンス員の出動を回避することができる。 As described above, according to the present embodiment, when a drainage abnormality error occurs in a low-temperature environment, it is possible to avoid dispatching maintenance personnel without losing the opportunity to generate power.
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、メインの排水構成としてポンプ送出方式を採用した形態について説明した。本実施形態では、メインの排水構成として自然流下方式を採用した形態について説明する。
[Second embodiment]
In the above-described first embodiment, a configuration in which a pump delivery system is employed as the main drainage configuration has been described. In this embodiment, a configuration in which a gravity flow system is employed as a main drainage configuration will be described.
図7及び図8は、第2の実施形態に係る改質水タンク32の排水構成の一例を示す図である。なお、本実施形態では、排水ポンプ100は不要である。
7 and 8 are diagrams showing an example of the drainage configuration of the reformed
燃料電池システム10は、メインの排水方式として自然流下方式を有し、バックアップ用の排水方式としてオーバーフロー方式を有している。自然流下方式では、自然流下によって排水貯留部32B内のドレン水が第1排水路102及び排水配管104を介して排水受け120へ導かれ、オーバーフロー方式では、排水貯留部32Bからオーバーフローしたドレン水が余剰分貯留部32Cに貯留され、余剰分貯留部32Cに接続された第2排水路105から排水配管を介さずに直接筐体外部に排出される。
The
正常時は、図7に示すように、自然流下方式でドレン水を排水する。この場合、液面センサ33まで水位は上がらない。一方、異常時(排水配管閉塞時)は、図8に示すように、排水貯留部32Bのドレン水を排水できず、液面センサ33の位置まで水位が上昇し、排水異常エラーが検知される。
Normally, as shown in FIG. 7, drain water is drained by a gravity flow method. In this case, the water level does not rise to the
上述の図5を参照して、本実施形態に係る排水制御部111Dは、上記第1の実施形態と同様に、排水異常エラーを検知し、かつ、低温条件を満たす場合に、燃料電池システム10の動作の停止を無効化し、発電を継続させる制御を行う。但し、排水異常エラーと判定する条件には、例えば、排水貯留部32Bの水位が上昇すること、等が挙げられる。また、低温条件は、例えば、温度センサSによる計測温度、天候情報、及び暦情報の少なくとも1つにより定められる。
Referring to FIG. 5 described above, a
このように本実施形態によれば、メインの排水方式として自然流下方式を採用した場合であっても、低温環境下で排水異常エラーが発生した場合に、発電機会を損失させることなく、メンテナンス員の出動を回避することができる。 As described above, according to this embodiment, even when the gravity flow system is adopted as the main drainage system, when a drainage abnormality error occurs in a low temperature environment, the maintenance staff can can be avoided.
以上、上記各実施形態として、燃料電池システム及び制御装置を例示して説明したが、実施形態は、制御装置が備える各部の機能をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、このプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体の形態としてもよい。 Although the fuel cell system and the control device have been exemplified as the above-described embodiments, the embodiments may be in the form of programs for causing a computer to execute the functions of the respective units of the control device. Embodiments may be in the form of a computer-readable storage medium storing this program.
その他、上記各実施形態で説明した燃料電池システム及び制御装置の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。 In addition, the configurations of the fuel cell system and the control device described in each of the above embodiments are examples, and may be changed according to circumstances without departing from the scope of the invention.
また、上記各実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。 Further, the flow of processing of the programs described in each of the above embodiments is also an example, and unnecessary steps may be deleted, new steps added, or the processing order changed within the scope of the gist. good too.
また、上記各実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, a case has been described in which the processing according to the embodiment is realized by a software configuration using a computer by executing a program, but the present invention is not limited to this. Embodiments may be implemented by, for example, a hardware configuration or a combination of hardware and software configurations.
10 燃料電池システム
12 燃料電池ユニット
13 タンクユニット
14 給湯器ユニット
20 燃料電池モジュール
32 改質水タンク
32A 改質水貯留部
32B 排水貯留部
32C 余剰分貯留部
33 液面センサ
34 排出路
51 リモコン装置
100 排水ポンプ
102 第1排水路
104 排水配管
105 第2排水路
110 制御装置
111 CPU
111A エラー検知部
111B 取得部
111C 低温判定部
111D 排水制御部
112 ROM
113 RAM
114 I/O
115 記憶部
115A 制御プログラム
116 通信部
117 外部I/F
120 排水受け
10
111A
113 RAM
114 I/O
115
120 Drain receiver
Claims (9)
前記燃料電池モジュールから排出される排ガスから得られる水を、前記燃料電池モジュールに導入する改質水として貯留する改質水貯留部を含む改質水タンクと、
前記改質水タンク内に備え付けられ、前記改質水貯留部からオーバーフローした水を貯留し、かつ、貯留した水を外部に排出する第1排水路及び排水配管が接続された排水貯留部と、
前記改質水タンク内に備え付けられ、前記排水貯留部からオーバーフローした水を直接外部に排出する第2排水路が接続された余剰分貯留部と、
排水異常のエラーを検知し、かつ、外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件を満たす場合に、自システムの停止を無効化し、発電を継続させる制御を行う制御部を含む制御装置と、
を備えた燃料電池システム。 a fuel cell module that generates electricity;
a reforming water tank including a reforming water reservoir for storing water obtained from exhaust gas discharged from the fuel cell module as reforming water to be introduced into the fuel cell module;
a drainage reservoir provided in the reforming water tank and connected to a first drainage channel and a drainage pipe for storing water overflowing from the reforming water reservoir and discharging the stored water to the outside;
a surplus water storage unit provided in the reformed water tank and connected to a second drainage channel for directly discharging water overflowing from the waste water storage unit to the outside;
Control including a control unit that disables the stoppage of the own system and continues power generation when a condition indicating that a drainage abnormality is detected and the temperature of the external environment is relatively low is satisfied. a device;
A fuel cell system with
前記第1排水路及び前記第2排水路は、前記筐体内に設けられ、
前記排水配管は、前記筐体外に設けられ、前記第1排水路を介して前記排水貯留部に接続されている
請求項1に記載の燃料電池システム。 further comprising a housing for storing the fuel cell module, the reformed water tank, and the control device;
The first drainage channel and the second drainage channel are provided in the housing,
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the drainage pipe is provided outside the housing and connected to the drainage reservoir via the first drainage channel.
前記外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件は、前記気温が閾値以下であることを含む
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。 The control device further includes an acquisition unit that acquires the temperature measured around the fuel cell unit in which the fuel cell module is provided when the drainage abnormality error is detected,
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low includes that the air temperature is below a threshold.
前記外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件は、前記天候情報から得られた気温が閾値以下であることを含む
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。 The control device further includes an acquisition unit that acquires weather information for the area where the system is installed when the drainage abnormality error is detected,
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low includes that the temperature obtained from the weather information is below a threshold.
前記外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件は、前記暦情報から得られた時期が相対的に低温な時期であることを含む
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。 The control device further includes an acquisition unit that, when detecting an error of the drainage abnormality, acquires calendar information indicating the time when the error was detected,
3. The fuel cell according to claim 1, wherein the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low includes that the time obtained from the calendar information is a time when the temperature is relatively low. system.
前記排水貯留部の排水方式は、前記排水ポンプを用いて排水を行うポンプ送出方式である
請求項1~請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。 Further comprising a drainage pump provided in the first drainage channel,
6. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein a drainage system of the drainage reservoir is a pump delivery system in which drainage is performed using the drainage pump.
請求項1~請求項5の何れか1項に記載の燃料電池システム。 6. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein a drainage system of the drainage reservoir is a gravity flow system in which drainage is performed by gravity flow.
前記燃料電池モジュールから排出される排ガスから得られる水を、前記燃料電池モジュールに導入する改質水として貯留する改質水貯留部を含む改質水タンクと、
前記改質水タンク内に備え付けられ、前記改質水貯留部からオーバーフローした水を貯留し、かつ、貯留した水を外部に排出する第1排水路及び排水配管が接続された排水貯留部と、
前記改質水タンク内に備え付けられ、前記排水貯留部からオーバーフローした水を直接外部に排出する第2排水路が接続された余剰分貯留部と、を備えた燃料電池システムの運転を制御する制御装置であって、
排水異常のエラーを検知し、かつ、外部環境の温度が相対的に低温であることを示す条件を満たす場合に、自システムの停止を無効化し、発電を継続させる制御を行う制御部を含む
制御装置。 a fuel cell module that generates electricity;
a reforming water tank including a reforming water reservoir for storing water obtained from exhaust gas discharged from the fuel cell module as reforming water to be introduced into the fuel cell module;
a drainage reservoir provided in the reforming water tank and connected to a first drainage channel and a drainage pipe for storing water overflowing from the reforming water reservoir and discharging the stored water to the outside;
A control for controlling the operation of a fuel cell system provided in the reformed water tank and connected to a second drainage passage for directly discharging water overflowing from the drainage storage to the outside. a device,
Including a control unit that disables the stoppage of its own system and continues power generation when it detects an error of drainage abnormality and satisfies the condition indicating that the temperature of the external environment is relatively low Control Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021064910A JP2022160264A (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Fuel cell system, control device, and control program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021064910A JP2022160264A (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Fuel cell system, control device, and control program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022160264A true JP2022160264A (en) | 2022-10-19 |
Family
ID=83657629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021064910A Pending JP2022160264A (en) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | Fuel cell system, control device, and control program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022160264A (en) |
-
2021
- 2021-04-06 JP JP2021064910A patent/JP2022160264A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5106702B1 (en) | Fuel cell system | |
JP5438420B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5634488B2 (en) | Method for operating hydrogen generator and method for operating fuel cell system | |
JP5611712B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2007280650A (en) | Operation method of fuel cell system, and fuel cell system | |
JP2013161754A (en) | Fuel cell system | |
JP5504725B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2011034700A (en) | Fuel cell system | |
JP2022160264A (en) | Fuel cell system, control device, and control program | |
JP2022160262A (en) | Fuel cell system, control device, and control program | |
JP2022160263A (en) | Fuel cell system, control device, and control program | |
JP2014191965A (en) | Fuel cell system | |
JP5907372B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5593808B2 (en) | Fuel cell hot water supply system | |
JP2014002883A (en) | Fuel cell system | |
JP6654463B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
JP2019091658A (en) | Fuel cell system | |
JP2014007001A (en) | Fuel cell system | |
JP2007242493A (en) | Fuel cell system and its operation stopping method | |
JP2010272343A (en) | Fuel cell system | |
JP7505905B2 (en) | Fuel cell system, control device, and control program | |
JPWO2011108274A1 (en) | FUEL CELL SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING FUEL CELL SYSTEM | |
JP2010015937A (en) | Fuel cell power generating device | |
JP6454874B2 (en) | Fuel cell system and operation method thereof | |
JP2007048654A (en) | Power generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240522 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240702 |