JP4555135B2 - Hot water storage system - Google Patents
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本発明は、温水を貯湯する貯湯システムに関する。特に本発明は、燃料電池を冷却することによって得られる温水を貯湯する貯湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water storage system for storing hot water. In particular, the present invention relates to a hot water storage system that stores hot water obtained by cooling a fuel cell.
従来の燃料電池発電システムにおいては、改質装置、燃料電池、制御系、補機、電力変換装置などが一つの外装ケース内に収容され、当該ケースが各家庭の屋外などに設置されている(例えば、特許文献1参照。)。また、燃料電池による発電の過程で発生した熱を利用して市水から温水を生成し、当該温水を屋外に設置された貯湯タンクに蓄える。そして、貯湯タンクに蓄えられた温水は、例えば給湯需要に供給される。
例えば、住宅に貯湯タンクを設置する場合において、貯湯タンクの設置スペースを節約すべく貯湯タンクの容量をより小さくすると、燃料電池の運転によってより短い時間で貯湯タンクが規定温度の温水で満たされてしまう。貯湯タンクが規定温度の温水で満たされ、かつ、給湯需要が消費する熱量が燃料電池の生成する熱量に比べて小さい場合には、燃料電池を十分に冷却することができない。このため、燃料電池の運転を停止する必要があった。しかし、燃料電池の運転を停止すると、電力負荷への給電が停止するので好ましくない。また、燃料電池の運転と停止を頻繁に繰り返すと燃料電池の劣化が早まるので好ましくない。 For example, when installing a hot water storage tank in a house, if the capacity of the hot water storage tank is made smaller to save the space for installing the hot water storage tank, the hot water storage tank will be filled with hot water at the specified temperature in a shorter time due to the operation of the fuel cell. End up. When the hot water storage tank is filled with hot water at a specified temperature and the amount of heat consumed by the hot water supply demand is smaller than the amount of heat generated by the fuel cell, the fuel cell cannot be cooled sufficiently. For this reason, it was necessary to stop the operation of the fuel cell. However, stopping the operation of the fuel cell is not preferable because power supply to the power load is stopped. In addition, frequent repetition of operation and stop of the fuel cell is not preferable because deterioration of the fuel cell is accelerated.
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる建物を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Then, an object of this invention is to provide the building which can solve said subject. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
本発明の第1の形態における貯湯システムは、熱源からの熱量を受け取ることによって加温される温水を貯湯する第1の貯湯部と、熱源からの熱量を受け取ることによって加温される温水を貯湯し、第1の貯湯部より断熱性の低い第2の貯湯部とを備え、第1の貯湯部は、第2の貯湯部よりも優先的に熱量を受け取ることによって加温された温水を貯湯する。 The hot water storage system according to the first aspect of the present invention includes a first hot water storage section that stores hot water heated by receiving heat from the heat source, and hot water heated by receiving heat from the heat source. And a second hot water storage part having a lower thermal insulation than the first hot water storage part, and the first hot water storage part stores hot water heated by receiving heat in preference to the second hot water storage part. To do.
第1の貯湯部は、第2の貯湯部に貯湯される温水よりも高温の温水を貯湯する。第1の貯湯部は、第2の貯湯部より上方に設けられ、第1の貯湯部の下部と第2の貯湯部の上部とを接続する接続配管を更に備える。第1の貯湯部に貯湯された温水を給湯需要に給湯する給湯配管を更に備える。 The first hot water storage section stores hot water that is hotter than the hot water stored in the second hot water storage section. The 1st hot water storage part is provided above the 2nd hot water storage part, and is further provided with connection piping which connects the lower part of the 1st hot water storage part, and the upper part of the 2nd hot water storage part. A hot water supply pipe for supplying hot water stored in the first hot water storage section to hot water supply demand is further provided.
第2の貯湯部の内部に貯湯される温水の体積に対する表面積の比は、第1の貯湯部の内部に貯湯される温水の体積に対する表面積の比よりも大きくてよい。 The ratio of the surface area to the volume of hot water stored in the second hot water storage section may be larger than the ratio of the surface area to the volume of hot water stored in the first hot water storage section.
第1の貯湯部の周囲に設けられる第1の断熱材と、第2の貯湯部の周囲に設けられる第2の断熱材とを更に備え、第2の断熱材は、第1の断熱材の断熱性より低い断熱性を持ってよい。 A first heat insulating material provided around the first hot water storage unit, and a second heat insulating material provided around the second hot water storage unit, wherein the second heat insulating material is made of the first heat insulating material. It may have a heat insulating property lower than the heat insulating property.
第2の断熱材の厚さは、第1の断熱材の厚さよりも薄い。第1の貯湯部は、外部に断熱材を有し、第2の貯湯部は、外部に断熱材を含まなくてよい。 The thickness of the second heat insulating material is thinner than the thickness of the first heat insulating material. The 1st hot water storage part has a heat insulating material outside, and the 2nd hot water storage part does not need to contain a heat insulating material outside.
第1の貯湯部及び第2の貯湯部は、燃料電池によって排出される排熱によって加温された温水を貯湯する。 The first hot water storage section and the second hot water storage section store hot water heated by exhaust heat discharged by the fuel cell.
燃料電池の排熱を受け取った熱媒体と、第1の貯湯部及び/又は第2の貯湯部に貯湯される温水との熱交換によって、第1の貯湯部及び/又は第2の貯湯部に貯湯される温水を加温する温水加温部を更に備え、温水加温部は、第1の貯湯部に貯湯された温水を第2の貯湯部よりも先に加温し、第1の貯湯部に貯湯された温水を加温した後に第2の貯湯部に貯湯された温水を加温する。 By the heat exchange between the heat medium that has received the exhaust heat of the fuel cell and the hot water stored in the first hot water storage section and / or the second hot water storage section, the first hot water storage section and / or the second hot water storage section. A hot water warming section for warming hot water to be stored is further provided, and the warm water warming section warms the hot water stored in the first hot water storage section before the second hot water storage section. After warming the hot water stored in the hot water, the hot water stored in the second hot water storage is heated.
第1の貯湯部に温水を更に貯湯できないことを条件として、第2の貯湯部に貯湯された温水を温水加温部により加温する制御部を更に備える。 A control unit is further provided that heats the hot water stored in the second hot water storage unit by the hot water heating unit on condition that the hot water cannot be further stored in the first hot water storage unit.
第2の貯湯部に貯湯された温水を温水加温部に導いて加温し、加温された温水を第1の貯湯部に供給する加温配管を更に備える。 The warm water stored in the 2nd hot water storage part is further guide | induced to a warm water heating part, and it is further provided with the heating piping which supplies the warm water warmed to the 1st hot water storage part.
温水加温部は、第1の貯湯部及び第2の貯湯部のそれぞれに貯湯された温水を加温すべく、第1の貯湯部及び第2の貯湯部のそれぞれに設けられており、燃料電池の排熱により加温された熱媒体を、第1の貯湯部に設けられた温水加温部に導いて第1の貯湯部に貯湯される温水を加温した後に、第2の貯湯部に設けられた温水加温部に導いて第2の貯湯部に貯湯される温水を加温する貯湯配管を更に備える。 The hot water warming section is provided in each of the first hot water storage section and the second hot water storage section to warm the hot water stored in each of the first hot water storage section and the second hot water storage section. After the heating medium heated by the exhaust heat of the battery is guided to the hot water heating section provided in the first hot water storage section, the hot water stored in the first hot water storage section is heated, and then the second hot water storage section And a hot water storage pipe for heating the hot water stored in the second hot water storage section by guiding to the hot water heating section provided in the hot water storage section.
第1の貯湯部及び第2の貯湯部は独立した貯湯槽である。 The first hot water storage section and the second hot water storage section are independent hot water storage tanks.
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。 Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、燃料電池の排熱を利用して温水を生成して貯湯しつつ、燃料電池を安定的に冷却することができる貯湯システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hot water storage system which can cool a fuel cell stably can be provided, producing | generating hot water using the waste heat of a fuel cell, and storing hot water.
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are inventions. It is not always essential to the solution.
図1は、本発明の一実施形態に係る建物110を示す。本実施形態の建物110は、燃料電池収納室74、排気部52、燃料電池40、貯湯空間48、および連結部材66を備える。
FIG. 1 shows a
燃料電池収納室74は、燃料電池40を内部に収納すべく設けられている。具体的には、燃料電池収納室74は、建物110のテラス68の内部に設けられる。燃料電池40は燃料電池収納室74の内部に設置される。なお、ここでいうテラス68とは、バルコニー、ベランダなどを含む構造物であってよい。
The fuel
燃料電池40は水素を消費して発電する。具体的には、燃料電池40は、固体高分子形燃料電池(PEFC)であってよい。また、燃料電池40は、都市ガス、プロパンガスなどを改質して水素ガスを生成する改質器から供給される水素ガスを燃料として発電してよく、また外部から供給される水素ガスを燃料として発電してもよい。そして、燃料電池40は、アノードにおいて発電に利用されずに排出された水素を含むガス、または当該ガスを改質器で燃焼させることによって生成される燃焼ガスを、排気口54から排ガスとして排気する。なお、燃料電池40は、改質器を含む燃料電池であってよく、改質器を含まない燃料電池であってもよい。
The
排気部52は、燃料電池40からの排ガスを建物110の外部に直接排気すべく、燃料電池40からの排ガスを排気する排気口54に対向する位置に設けられ、排気口54に連結されている。図1の例では、排気部52はテラス68の腰壁72の壁面に設けられる。
The
このため、燃料電池40の排ガスを建物110から外部に適切に排気することができる。したがって、燃料電池40の排ガスが居住空間に侵入することを防ぐことができる。なお、排気部52の下方には、建物110の外部から空気を取り入れて燃料電池40に給気する給気部53が設けられている。給気部53を排気部52の下方に設けることによって、排気部52からの排ガスが燃料電池40に吸入される量を低減することができる。
For this reason, the exhaust gas of the
なお、排気部52および給気部53のそれぞれには、雨水等の水が外部から浸入することを防ぐウェザーカバー51が、建物110の外部への開口部から外に向かって延設されている。また、排気部52は、燃料電池40の排ガスに含まれる水蒸気等によって排気部52の排気経路の壁面に発生した露を建物110の外部に排出する構造を有している。例えば、排気部52の底部は、排気口54から建物110の外部に向けて下り勾配で傾斜している。他にも、排気部52の排気経路全体が、建物110の外部に向けて下り勾配で傾斜していてもよい。また、排気部52における排気経路の壁面は、排気部52の底部に露が集まる形状、例えば円筒形状になっている。そして、排気部52と排気口54との接続部分には、排気口54から燃料電池40への水の流入を防止する逆流防止板55が設けられている。このため、外部から雨水等の水が排気部52または給気部53を通って燃料電池40に浸入したり、排気部52の内壁に付着した露が燃料電池40に浸入したりすることによって燃料電池40が故障する確率を低減することができる。
In addition, in each of the
また、燃料電池40は、発電に伴って発電セルから発熱する。また、燃料電池40が改質器を有する場合には、燃料電池40は改質器において利用されなかった熱を排出する。貯湯空間48は、燃料電池40の排熱によって加温された温水を貯湯すべく、建物110の壁の内部に設けられる。具体的には、排熱配管86は燃料電池40および貯湯空間48に接続され、燃料電池40を冷却する冷却水として貯湯空間48の温水を通流させる。そして排熱配管86の温水は、排熱ポンプ99によって貯湯空間48と燃料電池40との間を循環する。
Further, the
以上説明した建物110によれば、燃料電池40の排熱によって加温された温水を貯湯する貯湯空間48および燃料電池40を内部に収納するので、燃料電池40および貯湯空間48は住民の活動の邪魔にならない位置に設置することができる。
According to the
なお、燃料電池収納室74は、貯湯空間48に貯湯される温水の下面よりも更に下方に燃料電池40を設置することができる位置に設けられる。具体的には、燃料電池収納室74は、建物110のテラス68の床面73の下部に設けられる。このため、貯湯空間48に熱量を供給する排熱ポンプ99が動作を停止した場合でも、貯湯空間48の下部の水によって燃料電池40を冷却することができる。
The fuel
そして、貯湯空間48は、壁の壁面と略平行な第1の側面62aと、第1の側面62aに対向する第2の側面62bとを有する。そして、連結部材66は、第1の側面62aと第2の側面62bとを連結し、かつ貯湯空間48を複数の部分空間(46aおよび46b)に分割する。このため、連結部材66によって腰壁72の強度を保ちつつ、腰壁72の内部に貯湯空間48を設けることができる。なお、貯湯空間48には、複数の連結部材66が設けられてもよい。そして、連結部材66は、当該連結部材66の上方に位置する部分空間46aの下部と、当該連結部材66の下方に位置する部分空間46bの上部とを連通する連通口42を有する。
And the hot
貯湯空間48に温水を貯湯すると、貯湯される温水が高温部と低温部とに分かれて両者の比重差により温度境界層が生じる。この温度境界層の厚さは、貯湯空間48の横長、縦長にかかわらず略同一となる。したがって、貯湯空間が横長になると、水平方向の断面積が大きい分、温度境界層の容積が大きくなる。そして、この温度境界層を通して高温部から低温部への熱移動により高温部の温度低下も大きくなるので、蓄熱効率が低下してしまう。しかし、本実施形態の建物110における貯湯空間48においては、連結部材66は連通口42を有することによってより縦長の空間を形成することができる。このため、腰壁72の強度を確保しつつ蓄熱効率をより高めることができる。
When hot water is stored in the hot
なお、連結部材66は、具体的には略水平に設けられる。そして、連結部材66の上方に位置する部分空間46aは、連結部材66の下方に位置する部分空間46bより高い温度の温水を貯湯する。具体的には、複数の部分空間46のうち、部分空間46aに貯湯される温水を、部分空間46aよりも下方に位置する部分空間46よりも先に熱源からの熱量を用いて加温し、部分空間46aに貯湯される温水を加温した後に、部分空間46aよりも下方に位置する部分空間46bを加温する。例えば、部分空間46bの下部の温水を、燃料電池40を冷却する冷却水として燃料電池40に供給する。そして、燃料電池40において加温されて得られる温水を部分空間46aの上部から供給する。
Specifically, the connecting
なお、貯湯空間48は、貯湯空間48の外部と断熱されているのが望ましい。例えば、貯湯空間48は、貯湯空間48と貯湯空間48の外部とを断熱する建築部材によって形成されてよい。他にも、貯湯空間48と貯湯空間48の外部とを断熱する断熱材が、貯湯空間48の周囲に設けられてもよい。
The hot
以上説明したように、建物110の内部に燃料電池40を収納するとともに、燃料電池40の排熱を用いて生成された温水を建物110の内部に効率よく貯湯することができる。なお、燃料電池収納室74は、建物110の床下、天井、階段の下方の空間などであってよい。
As described above, the
図2は、建物の壁となる壁部材64の一例を示す。壁部材64は、例えば図1において説明した腰壁72などの、建物110の建造に用いられる部材であってよい。壁部材64は、貯湯空間48、連結部材66、および断熱材60を備える。貯湯空間48は、壁部材64の内部に設けられ、温水を貯湯する。貯湯空間48の周囲には、断熱材60が設けられている。
FIG. 2 shows an example of a
貯湯空間48は、壁部材64の壁面と略平行な第1の側面62aと、第1の側面62aに対向する第2の側面62bとを有する。そして、連結部材66は、第1の側面62aと第2の側面62bとを連結し、かつ貯湯空間48を複数の部分空間(46aおよび46b)に分割する。
The hot
なお、連結部材66は略水平に設けられている。また、連結部材66は、当該連結部材66の上方に位置する部分空間46aの下部と、当該連結部材66の下方に位置する部分空間46bの上部とを連通する連通口42を有する。本実施形態においては、連結部材66は連通口42を有することによって、連通口42を有しない場合に比べて縦長の貯湯空間48を形成することができる。このため、腰壁72の強度を確保しつつ、蓄熱効率をより高めることができる。
The connecting
また、断熱材60は、建物110を断熱する部材として機能するとともに、貯湯空間48を断熱する部材としても機能させることができる。また、内部に水が蓄えられる壁部材64を建物110の壁として用いることによって、建物110の耐火性をより高めることができる。
The
図3は、壁部材64の変形例を示す。本変形例における壁部材64は、貯湯空間48、連結部材66、および断熱材60を備える。貯湯空間48は、壁部材64の壁面と略平行な第1の側面62aと、第1の側面62aに対向する第2の側面62bとを有する。なお、本変形例における断熱材60は、図2で説明した断熱材60と同一の機能を有するので説明を省略する。
FIG. 3 shows a modification of the
本変形例の壁部材64においては、第1の側面62aおよび第2の側面62bは矩形状である。そして、連結部材66は、貯湯空間48において第1の側面62aまたは第2の側面62bの矩形の対角を結ぶ方向に設けられる。連結部材66により、貯湯空間48は複数の部分空間(46aおよび46b)に分割される。そして、連結部材66は、部分空間46aおよび部分空間46bを連結する連通口42を有する。なお、連結部材66は、本変形例の壁部材64が壁となる建物を補強する筋交いであってよい。
In the
本変形例の壁部材64によると、第1の側面62aおよび第2の側面62bをより強固に連結することができる。したがって、壁部材64の強度をより高めることができる。また、本変形例の壁部材64における連結部材66には、壁部材64が壁となる建物を補強する筋交いとしての機能を持たせることができる。
According to the
図4は、壁部材64の更なる変形例を示す。本変形例における壁部材64は、貯湯空間48、連結部材66、および断熱材60を備える。貯湯空間48および断熱材60は、図2で説明した貯湯空間48および断熱材60と同一の機能を有するので説明を省略する。本変形例の壁部材64においては、連結部材66は壁部材64として一体に形成されるものであり、第1の側面62aと第2の側面62bとを連結し、かつ貯湯空間48を複数の部分空間(46aおよび46b)に分割する。
FIG. 4 shows a further modification of the
図5は、貯湯システム100の構成の一例を示す。本実施形態の貯湯システム100は、第1の貯湯部44a、第2の貯湯部44b、接続配管43、第1の断熱材60a、第2の断熱材60b、温水加温部58、加温配管(56a〜c)、貯湯ポンプ90、排熱配管88、排熱ポンプ98、バルブ92、バルブ94、給湯配管82、燃料電池40、および制御部50を備える。なお、燃料電池40は、図1で説明した燃料電池40と同様の動作をするので説明を省略する。そして、本実施形態の貯湯システム100は、例えば図1で説明した建物110に温水を貯湯する貯湯システム、または図2から図4にかけて説明した壁部材64に温水を貯湯する貯湯システムとして機能してもよい。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the hot
第1の貯湯部44aおよび第2の貯湯部44bは、熱源からの熱量を受け取ることによって加温される温水を貯湯する。具体的には、第1の貯湯部44aおよび第2の貯湯部44bは、燃料電池40によって排出される排熱によって加温された温水を貯湯する。第1の断熱材60aは第1の貯湯部44aの周囲に設けられている。また、第2の断熱材60bは第2の貯湯部44bの周囲に設けられている。
The 1st hot
第2の貯湯部44bは、第1の貯湯部44aより低い断熱性を持つ。ここでいう断熱性とは、第1の貯湯部44aおよび第2の貯湯部44bから、それぞれ第1の断熱材60aおよび第2の断熱材60bの外部の空間への熱貫流抵抗の値を指標とするものであってよい。
The 2nd hot
具体的には、第2の断熱材60bは、第1の断熱材60aの断熱性より低い断熱性を持っている。例えば、第2の断熱材60bの厚さは、第1の断熱材60aの厚さよりも薄くてよい。また、第2の断熱材60bは、第1の断熱材60aよりも低い熱貫流抵抗を持つ部材を含んでもよい。他にも、第1の貯湯部44aは、外部に断熱材を有しており、第2の貯湯部44bは、外部に断熱材を含まなくてもよい。例えば第2の貯湯部44bの周囲に第2の断熱材60bが設けられていなくてもよいし、第2の貯湯部44bの周囲の第2の断熱材60bの少なくとも一部に、断熱材が設けられていない部分領域があってもよい。他にも、第2の貯湯部44bの内部に貯湯される温水の体積に対する表面積の比を、第1の貯湯部44aの内部に貯湯される温水の体積に対する表面積の比よりも大きくてもよい。
Specifically, the second
なお、第1の貯湯部44aは、第2の貯湯部44bに貯湯される温水よりも高温の温水を貯湯する。具体的には、第1の貯湯部44aは、第2の貯湯部44bより上方に設けられており、第1の貯湯部44aの下部と第2の貯湯部44bの上部とは接続配管43によって接続されている。そして、第1の貯湯部44aは、第2の貯湯部44bよりも優先的に熱量を受け取ることによって加温された温水を貯湯する。
In addition, the 1st hot
具体的には、温水加温部58は、燃料電池40の排熱を受け取った熱媒体と、第1の貯湯部44aおよび/または第2の貯湯部44bに貯湯される温水との熱交換によって、第1の貯湯部44aおよび/または第2の貯湯部44bに貯湯される温水を加温する。そして、温水加温部58は、第1の貯湯部44aに貯湯された温水を第2の貯湯部44bよりも先に加温し、第1の貯湯部44aに貯湯された温水を加温した後に第2の貯湯部44bに貯湯された温水を加温する。
Specifically, the hot
具体的には、燃料電池40から排熱を受け取って冷却する冷却水が、排熱ポンプ98によって排熱配管88を通って循環している。そして、温水加温部58には、第2の貯湯部44bの下部から温水を取り出す加温配管56aと排熱配管88とが接続されている。そして、加温配管56aの温水は、貯湯ポンプ90によって温水加温部58に供給され、排熱配管88を流れる冷却水の熱量を温水加温部58において受け取って加温されて、第1の貯湯部44aに供給される。
Specifically, the cooling water that receives and cools the exhaust heat from the
また、制御部50は、第1の貯湯部44aに温水を更に貯湯できないことを条件として、第2の貯湯部44bに貯湯された温水を加温配管56aに取り出して、温水加温部58により加温させる。例えば、制御部50は、第1の貯湯部44aに温水を更に貯湯できる場合には、バルブ94を用いて加温配管56bを加温配管56aに連通させることによって、第1の貯湯部44aの下部の温水を加温配管56bから取り出して温水加温部58に導く。そして、温水加温部58において加温された温水は、第1の貯湯部44aの上部から供給される。
Moreover, the
このとき、制御部50は、第1の貯湯部44aの下部の温水の温度を逐次計測して、当該温水の温度が予め定めた温度以上となったことを条件として、第2の貯湯部44bの温水を温水加温部58により加温させる。具体的には、第2の貯湯部44bの下部から加温配管56aに取り出された温水を温水加温部58に導いて加温する。そして、温水加温部58において加温された温水は、第1の貯湯部44aの上部から第1の貯湯部44aに供給される。なお、制御部50は、バルブ92を制御して第2の貯湯部44bの上部に接続される加温配管56cとを連通させて、温水加温部58において加温された温水を第2の貯湯部44bの上部に供給してもよい。
At this time, the
なお、第1の貯湯部44aおよび第2の貯湯部44bは独立した貯湯槽であってよい。例えば、集合住宅の複数の階に貯湯槽が設けられている場合において、一の階に設けられた貯湯槽を貯湯システム100の第1の貯湯部44aとして機能させ、当該貯湯槽よりも下の階に設けられた貯湯槽を貯湯システム100の第2の貯湯部44bとして機能させてよい。
In addition, the 1st hot
なお、第1の貯湯部44aに貯湯された温水は、給湯配管82によって給湯需要に給湯される。また、給湯需要によって温水が消費された場合、消費された量の市水が第2の貯湯部44bの下部から供給される。
The hot water stored in the first hot
本実施形態の貯湯システム100によれば、例えば第1の貯湯部44aが規定温度の温水で満杯になった場合など、第1の貯湯部44aに燃料電池40の排熱を提供できない場合でも、燃料電池40の排熱を第2の貯湯部44bに提供することができる。したがって、排熱配管88を流れる冷却水が第1の貯湯部44aの温水によって十分に冷却されない場合でも、第2の貯湯部44bの温水によって冷却水を冷却することができる。したがって、燃料電池40の冷却不足によって燃料電池40の運転が停止される頻度を低減することができる。
According to the hot
図6は、貯湯システム100の変形例を示す。本変形例の貯湯システム100は、第1の貯湯部44a、第2の貯湯部44b、接続配管43、第1の断熱材60a、第2の断熱材60b、温水加温部58、加温配管(57aおよび57b)、貯湯ポンプ(91aおよび91b)、排熱配管88、排熱ポンプ98、給湯配管82、燃料電池40、および制御部50を備える。加温配管57aは第1の貯湯部44aの下部と第1の貯湯部44aの上部とを接続する。また、加温配管57bは、第2の貯湯部44bの下部と第2の貯湯部44bの上部とを接続する。なお、本変形例の貯湯システム100の構成要素のうち、図5における貯湯システム100の構成要素と同一の符号が付された構成要素は、当該同一の符号が付された構成要素と同一の機能を有するので説明を省略する。
FIG. 6 shows a modification of the hot
そして、加温配管57aは温水加温部58に接続されており、第1の貯湯部44aの下部から取り出された温水を、貯湯ポンプ91aによって温水加温部58を通過させて加温した後に第1の貯湯部44aの上部から供給する。また、加温配管57bは温水加温部58に接続されており、第2の貯湯部44bの下部から取り出された温水を、貯湯ポンプ91bによって温水加温部58を通過させて加温した後に、第2の貯湯部44bの上部から供給する。このとき、温水加温部58は、排熱配管88を通流する冷却水の熱量を加温配管57bの温水よりも先に加温配管57aの温水に提供する。
The warming
本変形例の貯湯システム100によれば、例えば第1の貯湯部44aが温水で満杯になった場合など、第1の貯湯部44aに燃料電池40の排熱を提供できない場合には、燃料電池40の排熱は自動的に第2の貯湯部44bに提供される。そして、排熱配管88を流れる冷却水が温水加温部58において第1の貯湯部44aの下部の温水によって十分に冷却されない場合でも、第2の貯湯部44bの下部の温水によって冷却水を冷却することができる。したがって、燃料電池40の冷却不足によって燃料電池40が運転を停止する頻度を低減することができる。
According to the hot
図7は、貯湯システム100の更なる変形例を示す。貯湯システム100は、第1の貯湯部44a、第2の貯湯部44b、接続配管43、第1の断熱材60a、第2の断熱材60b、温水加温部(58aおよび58b)、排熱配管88、排熱ポンプ98、および給湯配管82を備える。なお、本変形例の貯湯システム100の構成要素のうち、図5の貯湯システム100において同一の符号が付された構成要素は、当該同一の符号が付された構成要素とそれぞれ同一の機能を有するので説明を省略する。
FIG. 7 shows a further modification of the hot
温水加温部58aは、第1の貯湯部44aに貯湯された温水を加温すべく、第1の貯湯部44aの下部に設けられている。また、温水加温部58bは、第2の貯湯部44bに貯湯された温水を加温すべく、第2の貯湯部44bの下部に設けられている。そして、排熱配管88は、温水加温部58aおよび温水加温部58bを直列的に接続している。排熱配管88の内部においては、燃料電池40の排熱により加温された熱媒体が排熱ポンプ98によって循環している。そして、排熱配管88は、燃料電池40の排熱により加温された熱媒体を、第1の貯湯部44aに設けられた温水加温部58aに導いて第1の貯湯部44aに貯湯される温水を加温した後に、第2の貯湯部44bに設けられた温水加温部58bに導いて第2の貯湯部44bに貯湯される温水を加温する。
The hot
本変形例の貯湯システム100によれば、例えば第1の貯湯部44aが温水で満杯になった場合など、第1の貯湯部44aに燃料電池40の排熱を提供できない場合には、燃料電池40の排熱は自動的に第2の貯湯部44bに提供される。また、排熱配管88を流れる冷却水が第1の貯湯部44aの下部の温水によって十分に冷却されない場合でも、第2の貯湯部44bの下部の温水によって冷却水を冷却することができる。したがって、燃料電池40の冷却不足によって燃料電池40が運転を停止する頻度を低減することができる。
According to the hot
なお、図5から図7にかけて説明した貯湯システム100は、図1で説明した建物110に温水を貯湯する貯湯システム、または図2から図4にかけて説明した壁部材64に温水を貯湯する貯湯システムとして機能させてもよい。例えば、図5から図6にかけて説明した貯湯システム100における第1の貯湯部44a、第2の貯湯部44b、および接続配管43を、それぞれ図1から図4にかけて説明した建物110または壁部材64における部分空間46a、部分空間46b、および連通口42として機能させてよい。また、貯湯システム100における第1の断熱材60aおよび第2の断熱材60bを、図2から図4にかけて説明した壁部材64における断熱材60として機能させてもよい。
The hot
図8は、建物110における燃料電池収納室74の配置の他の一例を示す。本例の建物110は、燃料電池収納室74、燃料電池40、および排気部52の位置を除いて図1で説明した建物110と同一である。燃料電池収納室74は、建物110のテラス68の壁面に設けられており、燃料電池収納室74内に燃料電池40が設置されている。そして、テラス68の壁面に設けられた排気部52は、燃料電池40からの排ガスを建物110の外部に直接排気すべく、燃料電池40からの排ガスを排気する排気口54に対向する位置に設けられ、かつ、排気口54に連結されている。なお、燃料電池収納室74は、テラス68の壁面の他に、建造物の基礎の壁面などに設けられてもよい。なお、燃料電池収納室74は、例えば建物110の基礎で囲まれる床下空間であってもよい。
FIG. 8 shows another example of the arrangement of the fuel
図9は、建物110の変形例を示す。本変形例における建物110は、内部に燃料電池収納室74が設けられる塀70である。本変形例における塀70の各構成要素のうち、図1の建物110において同一の符号が付された構成要素は、図1の建物110において同一の符号が付された構成要素とそれぞれ同一の機能を有するので説明を省略する。また、建物110は他にも、建造物の壁であってよい。また、壁部材64は、当該建造物の壁、塀70などの、建造物の構造物に用いられる部材であってよい。
FIG. 9 shows a modification of the
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
40 燃料電池
42 連通口
43 接続配管
44a 第1の貯湯部
44b 第2の貯湯部
46 部分空間
48 貯湯空間
50 制御部
51 ウェザーカバー
52 排気部
53 給気部
54 排気口
55 逆流防止板
56 加温配管
57 加温配管
58 温水加温部
60 断熱材
60a 第1の断熱材
60b 第2の断熱材
62a 第1の側面
62b 第2の側面
64 壁部材
66 連結部材
68 テラス
70 塀
72 腰壁
73 床面
74 燃料電池収納室
82 給湯配管
86 排熱配管
88 排熱配管
98 排熱ポンプ
99 排熱ポンプ
100 貯湯システム
110 建物
40
Claims (15)
前記熱媒体との熱交換によって加温される温水を貯湯し、前記第1の貯湯部より断熱性の低い第2の貯湯部と
を備え、
前記第1の貯湯部は、前記第2の貯湯部よりも優先的に前記熱媒体と熱交換することによって加温された温水を貯湯し、
前記第1の貯湯部は、外部に断熱材を有し、
前記第2の貯湯部は、外部の少なくとも一部に断熱材を有さない
貯湯システム。 A first hot water storage section for storing hot water heated by heat exchange with a heat medium that cools the fuel cell;
Storing hot water heated by heat exchange with the heat medium, and comprising a second hot water storage section having lower heat insulation than the first hot water storage section,
The first hot water storage section stores hot water heated by exchanging heat with the heat medium preferentially over the second hot water storage section,
The first hot water storage section has a heat insulating material on the outside,
The second hot water storage section is a hot water storage system that does not have a heat insulating material in at least a part of the outside.
請求項1に記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to claim 1, wherein the second hot water storage section has no heat insulating material outside.
請求項1または2に記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to claim 1 or 2, wherein the first hot water storage section stores hot water having a temperature higher than that of hot water stored in the second hot water storage section.
前記貯湯システムは、
前記第1の貯湯部の下部と前記第2の貯湯部の上部とを接続する接続配管
を更に備える請求項1から3のいずれかに記載の貯湯システム。 The first hot water storage section is provided above the second hot water storage section,
The hot water storage system is:
The hot water storage system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a connection pipe that connects a lower part of the first hot water storage part and an upper part of the second hot water storage part.
請求項4に記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to claim 4, wherein the first hot water storage section is provided on a floor above the floor on which the second hot water storage section is provided.
請求項1から5のいずれかに記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to any one of claims 1 to 5, wherein the first hot water storage section and the second hot water storage section are provided inside a wall of a building.
請求項1から6のいずれかに記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a hot water supply pipe for supplying hot water stored in the first hot water storage section to hot water supply demand.
請求項1から7のいずれかに記載の貯湯システム。 The ratio of the surface area to the volume of hot water stored in the second hot water storage section is larger than the ratio of the surface area to the volume of hot water stored in the first hot water storage section. The hot water storage system described in Crab.
を更に備え、
前記温水加温部は、前記第1の貯湯部に貯湯された温水を前記第2の貯湯部よりも先に加温し、前記第1の貯湯部に貯湯された温水を加温した後に前記第2の貯湯部に貯湯された温水を加温する
請求項1から8のいずれかに記載の貯湯システム。 Hot water is stored in the first hot water storage section and / or the second hot water storage section by heat exchange between the heat medium and hot water stored in the first hot water storage section and / or the second hot water storage section. Further equipped with a warm water heating part for warming warm water,
The warm water warming unit warms warm water stored in the first hot water storage unit before the second hot water storage unit, and warms the warm water stored in the first hot water storage unit, The hot water storage system according to any one of claims 1 to 8, wherein the hot water stored in the second hot water storage section is heated.
前記第2の貯湯部の下部に貯湯された温水を前記温水加温部に導いて加温し、加温された温水を前記第2の貯湯部の上部に供給する第2の加温配管と
を更に備え、
前記温水加温部は、前記熱媒体の熱量を、前記第2の加温配管よりも先に前記第1の加温配管に提供する
請求項9に記載の貯湯システム。 A first heating pipe for warming the hot water stored in the lower part of the first hot water storage unit to the warm water heating unit and supplying the heated hot water to the upper part of the first hot water storage unit; ,
A second heating pipe for heating the hot water stored in the lower part of the second hot water storage unit to the hot water heating unit and supplying the hot water to the upper part of the second hot water storage unit; Further comprising
The hot water storage system according to claim 9, wherein the warm water warming unit provides the heat amount of the heat medium to the first warming pipe before the second warming pipe.
を更に備える請求項9に記載の貯湯システム。 The hot water storage according to claim 9, further comprising a control unit that heats the hot water stored in the second hot water storage unit by the hot water heating unit on condition that the hot water cannot be further stored in the first hot water storage unit. system.
を更に備える請求項9に記載の貯湯システム。 The hot water stored in the second hot water storage unit is heated by guiding the hot water to the hot water heating unit, and the heated hot water is further supplied to the first hot water storage unit. Hot water storage system.
前記貯湯システムは、
前記熱媒体を、前記第1の貯湯部に設けられた前記温水加温部に導いて前記第1の貯湯部に貯湯された温水を加温した後に、前記第2の貯湯部に設けられた前記温水加温部に導いて前記第2の貯湯部に貯湯された温水を加温する貯湯配管
を更に備える請求項9に記載の貯湯システム。 The hot water warming section is provided in each of the first hot water storage section and the second hot water storage section to warm hot water stored in each of the first hot water storage section and the second hot water storage section. And
The hot water storage system is:
The heating medium is provided in the second hot water storage section after the warm water stored in the first hot water storage section is heated by guiding the heat medium to the hot water heating section provided in the first hot water storage section. The hot water storage system according to claim 9, further comprising a hot water storage pipe that guides the hot water heating unit to heat the hot water stored in the second hot water storage unit.
請求項1から13のいずれかに記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to any one of claims 1 to 13, wherein the first hot water storage section and the second hot water storage section are independent hot water storage tanks.
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