JP4902997B2

JP4902997B2 - 燃料電池システム及び建造物

Info

Publication number: JP4902997B2
Application number: JP2006007906A
Authority: JP
Inventors: 義道奥野; 哲司田中; 雅己能森; 新一西尾; 豊水地; 真壮井上; 直樹荒井
Original assignee: Meidensha Corp; Japan Research Institute Ltd; Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Japan Research Institute Ltd; Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-01-16
Also published as: JP2007188843A

Description

本発明は、燃料電池システム及び建造物に関する。特に本発明は、隣接して燃料電池が設置される燃料電池システム及び当該燃料電池システムを備える建造物に関する。

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た燃料電池発電システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このシステムでは、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、当該温水を各家庭の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、各家庭の給湯需要等に供給される。
特開２００３-１９９２５４号公報

例えば燃料電池が生成する温水を各家庭において消費するシステムでは、燃料電池の故障時、メンテナンス時等に燃料電池が停止すると、その家庭には温水の供給が停止してしまう。燃料電池が停止しても家庭で消費される温水を供給するためには、貯湯タンクの容量を十分に確保する必要がある。しかし、集合住宅等のように、一戸建てに比べて各戸が使用することのできるスペースが限られる建物においては、貯湯タンクの容量の増大は各戸の居住スペースの圧迫につながる。

そこで本発明は、上記の課題を解決することができる燃料電池システム及び建造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。

本発明の第１の形態における燃料電池システムは、複数の閉塞空間を有する建造物に敷設される燃料電池システムであって、第１閉塞空間に近接して設けられ、第１閉塞空間に電力及び温水を供給する第１燃料電池と、第１閉塞空間に隣接する第２閉塞空間に近接して設けられ、第２閉塞空間に電力及び温水を供給する第２燃料電池とを備え、第１燃料電池は、第１閉塞空間に供給する温水を貯湯する第１貯湯槽を有し、第２燃料電池は、第２閉塞空間に供給する温水を貯湯する第２貯湯槽を有し、第１貯湯槽と第２貯湯槽とは、隣接して設置され、相互に熱を融通する。なお、第１貯湯槽と第２貯湯槽とは、対向する面で接触していてよい。

第１燃料電池は、第１貯湯槽の側面のうちで第２貯湯槽と対向する第１対向面に設けられた第１対向面断熱部と、第１対向面以外の側面に設けられた第１側面断熱部とをさらに有し、第２燃料電池は、第２貯湯槽の側面のうちで第１貯湯槽と対向する第２対向面に設けられた第２対向面断熱部と、第２対向面以外の側面に設けられた第２側面断熱部とをさらに有し、第１側面断熱部及び第２側面断熱部は、第１対向面断熱部及び第２対向面断熱部より断熱率が大きくてよい。

第３閉塞空間に近接して設けられ、第３閉塞空間に電力及び温水を供給する第３燃料電池をさらに備え、第３燃料電池は、第３閉塞空間に供給する温水を貯湯する第３貯湯槽を有し、第３貯湯槽は、第１貯湯槽に隣接して設置され、相互に熱を融通してよい。

第１貯湯槽は、一の面で第２貯湯槽と接触しており、他の面で第３貯湯槽と接触していてよい。第１貯湯槽は、一の面と略垂直な他の面で第３貯湯槽と接触していてもよい。

第１燃料電池は、第１貯湯槽が貯湯している温水を第２貯湯槽に供給する第１温水供給部をさらに有し、第２燃料電池は、第２燃料電池を起動する旨の指示を検出する第２起動検出部と、第２起動検出部が第２燃料電池を起動する旨の指示を検出した場合に、第１温水供給部に対して温水の供給を要求する第２温水要求部と、第２温水要求部の要求に応じて第１温水供給部から供給された温水の熱を利用して第２燃料電池を起動する第２起動制御部とをさらに有してよい。

第１燃料電池は、第１貯湯槽が貯湯している温水を第２貯湯槽に供給する第１温水供給部をさらに有し、第２燃料電池は、第２貯湯槽が貯湯している温水が持つ熱量を検知する第２熱量検知部と、第２熱量検知部が検知した温水の量が、予め定められた熱量よりも少ない場合に、第１温水供給部に対して温水の供給を要求する第２温水要求部とをさらに有してよい。

第１燃料電池は、第１貯湯槽が貯湯している温水を第２貯湯槽に供給する第１温水供給部と、第１貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第１温度検知部とをさらに有し、第２燃料電池は、第２貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第２温度検知部をさらに有し、第１温水供給部は、第２温度検知部が検知した温度より第１温度検知部が検知した温度が高い場合に、第１貯湯槽が貯湯している温水を第２貯湯槽に供給してよい。

第１貯湯槽の側面のうちで第２貯湯槽と対向する第１対向面と、第２貯湯槽の側面のうちで第１貯湯槽と対向する第２対向面との間の熱抵抗を変えることによって、第１貯湯槽から第２貯湯槽への熱の供給量を制御する熱供給制御部をさらに備えてよい。

第２燃料電池は、第２貯湯槽が貯湯している温水が持つ熱量を検知する第２熱量検知部をさらに有し、熱供給制御部は、第２熱量検知部が検知した熱量が予め定められた熱量よりも小さい場合に、第１対向面と第２対向面との間の熱抵抗を低下させることによって、第１貯湯槽から第２貯湯槽への熱の供給量を増加させてよい。

第１貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第１温度検知部と、第２貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第２温度検知部とをさらに備え、熱供給制御部は、第２温度検知部が検知した温度より第１温度検知部が検知した温度が高い場合に、第１対向面と第２対向面との間の熱抵抗を低下させることによって、第１貯湯槽から第２貯湯槽への熱の供給量を増加させてよい。

本発明の第２の形態における建造物は、第１閉塞空間と、第１閉塞空間に隣接する第２閉塞空間と、第１閉塞空間に近接して設けられ、第１閉塞空間に電力及び温水を供給する第１燃料電池と、第２の閉塞空間に近接して設けられ、第２閉塞空間に電力及び温水を供給する第２燃料電池とを備え、第１燃料電池は、第１閉塞空間に供給する温水を貯湯する第１貯湯槽を有し、第２燃料電池は、第２閉塞空間に供給する温水を貯湯する第２貯湯槽を有し、第１貯湯槽と第２貯湯槽とは、隣接して設置され、相互に熱を融通する。

第１閉塞空間及び第２閉塞空間のそれぞれは、水平方向に隣接する第１住戸及び第２住戸であり、第１燃料電池は、第１住戸の第１露台に設けられ、第２燃料電池は、第１露台に隣接する第２住戸の第２露台に設けられ、第１貯湯槽と第２貯湯槽とは、第１露台と第２露台との境界において隣接して設置されてよい。

第３閉塞空間と、第３閉塞空間に近接して設けられ、第３閉塞空間に電力及び温水を供給する第３燃料電池とをさらに備え、第３燃料電池は、第３閉塞空間に供給する温水を貯湯する第３貯湯槽を有し、第３貯湯槽は、第１貯湯槽に隣接して設置され、相互に熱を融通してよい。

第１閉塞空間、第２閉塞空間、及び第３閉塞空間のそれぞれは、第１住戸、第２住戸、及び第３住戸であり、第１住戸と第２住戸とは、水平方向に隣接しており、第１住戸と第３住戸とは、鉛直方向に隣接しており、第１燃料電池は、第１住戸の第１露台に設けられ、第２燃料電池は、第１露台に水平方向に隣接する第２住戸の第２露台に設けられ、第３燃料電池は、第１露台に鉛直方向に隣接する第３住戸の第３露台に設けられ、第１貯湯槽と第２貯湯槽とは、第１露台と第２露台との境界において隣接して設置され、第１貯湯槽と第３貯湯槽とは、第１露台と第３露台との境界において隣接して設置されてよい。

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。

本発明によれば、効率的に温水を利用することができる燃料電池システム及び当該燃料電池システムを備える建造物を提供することができる。

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。

図１は、燃料電池システム１２０のブロック構成の一例を示す。また、図２は、燃料電池システム１２０が設けられた建造物１００における住戸及び燃料電池の配置例を示す。燃料電池システム１２０は、隣接して設置された貯湯槽の間で温水を融通し合うことによって、燃料電池の排熱によって生成された温水を効率的に利用することができる燃料電池システムを提供する。建造物１００は、第１住戸１０１、第２住戸１０２、第３住戸１０３、及び第４住戸１０４を備える集合住宅である。

燃料電池システム１２０は、第１燃料電池１２１、第２燃料電池１２２、第３燃料電池１２３、及び第４燃料電池１２４を備える。第１燃料電池１２１、第２燃料電池１２２、第３燃料電池１２３、第４燃料電池１２４は、それぞれ第１住戸１０１、第２住戸１０２、第３住戸１０３、及び第４住戸１０４に、電力及び温水を供給する。

第１燃料電池１２１は、第１貯湯槽１３１、第１電力発生ユニット１４１、第１温水供給部１５１、第１起動検出部１６１、第１温水要求部１７１、第１起動制御部１８１、及び第１熱量検知部１９１を有する。第１熱量検知部１９１は、第１温度検知部２０１を含む。また、第２燃料電池１２２は、第２貯湯槽１３２、第２電力発生ユニット１４２、第２温水供給部１５２、第２起動検出部１６２、第２温水要求部１７２、第２起動制御部１８２、及び第２熱量検知部１９２を有する。第２熱量検知部１９２は、第２温度検知部２０２を含む。また、第３燃料電池１２３は、第３貯湯槽１３３、第３電力発生ユニット１４３、第３温水供給部１５３、第３起動検出部１６３、第３温水要求部１７３、第３起動制御部１８３、及び第３熱量検知部１９３を有する。第３熱量検知部１９３は、第３温度検知部２０３を含む。また、第４燃料電池１２４は、第４貯湯槽１３４、第４電力発生ユニット１４４、第４温水供給部１５４、第４起動検出部１６４、第４温水要求部１７４、第４起動制御部１８４、及び第４熱量検知部１９４を有する。第４熱量検知部１９４は、第４温度検知部２０４を含む。

第１〜第４電力発生ユニット（１４１〜１４４）は、水素を消費して電力及び排熱を発生する燃料電池である。例えば第１〜第４電力発生ユニット（１４１〜１４４）は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）であってよい。なお、第１〜第４電力発生ユニット（１４１〜１４４）は、都市ガス、プロパンガス等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。

第１貯湯槽１３１、第２貯湯槽１３２、第３貯湯槽１３３、及び第４貯湯槽１３４は、それぞれ第１住戸１０１、第２住戸１０２、第３住戸１０３、及び第４住戸１０４に供給する温水を貯湯する。具体的には、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）は、それぞれ第１〜第４電力発生ユニット（１４１〜１４４）から発生する排熱によって加温された温水を貯湯する。そして、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）のそれぞれは、他の貯湯槽との間で温水を融通する。以下、第１貯湯槽１３１の温水を第２貯湯槽１３２に提供する場合の燃料電池システム１２０の動作について説明する。

第２起動検出部１６２は、第２燃料電池１２２を起動する旨の指示を検出する。具体的には、第２起動検出部１６２は、第２燃料電池１２２が運転を停止している場合において、第２住戸１０２に居住する居住者からの起動指示があった場合、又は第２貯湯槽１３２に貯湯されている温水量が第２住戸１０２において将来消費される温水量に対して不足する旨を第２燃料電池１２２が検出した場合等に、第２燃料電池１２２を起動する旨の指示を検出する。

そして、第２温水要求部１７２は、第２起動検出部１６２が第２燃料電池１２２を起動する旨の指示を検出した場合に、第１温水供給部１５１に対して温水の供給を要求する。そして、第１温水供給部１５１は、第１貯湯槽１３１が貯湯している温水を第２貯湯槽１３２に供給する。そして、第２起動制御部１８２は、第２温水要求部１７２の要求に応じて第１温水供給部１５１から供給された温水の熱を利用して第２燃料電池１２２を起動する。例えば、第２起動制御部１８２は、第１温水供給部１５１から供給された温水の熱を用いて第２電力発生ユニット１４２等に含まれる発電セル、改質器等の機器を加温する。このようにして、第１燃料電池１２１が有する第１貯湯槽１３１は、第２燃料電池１２２の起動時に、第２燃料電池１２２を動作温度にまで上昇させるのに要する熱量の一部を第２燃料電池１２２に提供する。

また、第１温度検知部２０１、第２温度検知部２０２、第３温度検知部２０３、及び第４温度検知部２０４は、それぞれ第１貯湯槽１３１、第２貯湯槽１３２、第３貯湯槽１３３、及び第４貯湯槽１３４が貯湯している温水の温度を検知する。具体的には、第１温度検知部２０１、第２温度検知部２０２、第３温度検知部２０３、及び第４温度検知部２０４は、それぞれ第１貯湯槽１３１、第２貯湯槽１３２、第３貯湯槽１３３、及び第４貯湯槽１３４が貯湯する温水の空間的な温度分布を測定する。なお、空間的な温度分布とは、例えば鉛直方向の温度分布であってよい。

また、第２熱量検知部１９２は、第２貯湯槽１３２が貯湯している温水の持つ熱量を検知する。具体的には、第２熱量検知部１９２は、第２貯湯槽１３２が貯湯している温水の量を検知する。より具体的には、第２温度検知部２０２が第２貯湯槽１３２に貯湯された温水の空間的な温度分布を測定することによって、第２熱量検知部１９２は第２貯湯槽１３２が貯湯している温水の量を検知する。そして、第２温水要求部１７２は、第２熱量検知部１９２が検知した温水の量が、予め定められた温水の量よりも少ない場合に、第１温水供給部１５１に対して温水の供給を要求する。なお、第２温水要求部１７２は、現在から予め定められた時間だけ後の時刻までの第２住戸１０２における温水の消費量を過去の温水の消費履歴に従って予測して、予測した温水の消費量が第２熱量検知部１９２が検知した温水の量よりも少ない場合に、第１温水供給部１５１に対して温水の供給を要求してよい。なお、温水の量とは、貯湯された温水の持つ熱量であってもよいし、上水の水温より所定の温度以上高い温度を持つ温水の体積又は熱量であってもよい。

より一般的には、第２温水要求部１７２は、第２熱量検知部１９２が検知した熱量が予め定められた熱量よりも少ない場合に、第１温水供給部１５１に対して温水の供給を要求する。したがって、第２貯湯槽１３２が貯湯している温水の持つ熱量が第２住戸１０２において消費される熱量に対して不足する場合でも、第２住戸１０２は第１貯湯槽１３１から熱量の供給を受けることができる。なお、第２温度検知部２０２は第２貯湯槽１３２が貯湯している温水の鉛直方向の温度分布を計測し、第２熱量検知部１９２は第２温度検知部２０２が計測した鉛直方向の温度分布と、第２貯湯槽１３２の鉛直方向の断面積の分布とから、第２貯湯槽１３２が貯湯している温水の持つ熱量を検知してよい。また、第２温水要求部１７２は、現在から予め定められた時間だけ後の時刻までの第２住戸１０２における熱量の消費量を過去の熱量の消費履歴に従って予測して、予測した熱の消費量が第２熱量検知部１９２が検知した熱量よりも小さい場合に、第１温水供給部１５１に対して温水の供給を要求してよい。

なお、第１温水供給部１５１は、第２温度検知部２０２が検知した温度より第１温度検知部２０１が検知した温度が高い場合に、第１貯湯槽１３１が貯湯している温水を第２貯湯槽１３２に供給する。具体的には、第２温水要求部１７２が第１温水供給部１５１に対して温水の供給を要求した場合に、第１温水供給部１５１は、第２温度検知部２０２が検知した温度より第１温度検知部２０１が検知した温度が高いことを条件として、第１貯湯槽１３１が貯湯している温水を第２貯湯槽１３２に供給する。なお、第１温水供給部１５１は、第１燃料電池１２１が温水を生成していることをさらなる条件として、第１貯湯槽１３１が貯湯している温水を第２貯湯槽１３２に供給してよい。したがって、例えば第１貯湯槽１３１の水温が第２貯湯槽１３２の水温より低い場合であったり、第１燃料電池１２１が運転しておらず、温水を生成していない場合等、第１貯湯槽１３１から第２貯湯槽１３２に温水を供給することができない又は望ましくない状況である場合に、第１貯湯槽１３１から第２貯湯槽１３２に温水が供給されてしまうことを未然に防ぐことができる。なお、第１温度検知部２０１及び第２温度検知部２０２は、それぞれ第１貯湯槽１３１及び第２貯湯槽１３２が貯湯している温水のうち、鉛直上方の位置の温水の温度を検知してよい。例えば、第１温度検知部２０１及び第２温度検知部２０２は、それぞれ第１貯湯槽１３１及び第２貯湯槽１３２の頂部で測定された温度を検知してよい。また、第１温水供給部１５１は、第１貯湯槽１３１に貯湯された温水の温度が第２貯湯槽１３２に貯湯された温水の温度より低い場合であっても、第２貯湯槽１３２に貯湯された温水の温度と第１貯湯槽１３１に貯湯された温水の温度との差が予め定められた許容温度差より小さいことを条件として、第１貯湯槽１３１が貯湯している温水を第２貯湯槽１３２に供給してよい。

以上、本実施形態の燃料電池システム１２０において、第１貯湯槽１３１の温水を第２貯湯槽１３２に提供する場合の動作について説明したが、同様の動作によって、第２貯湯槽１３２の温水を第１貯湯槽１３１に提供することによって、第２貯湯槽１３２の温水を第１燃料電池１２１に提供することができる。また、同様にして、第１貯湯槽１３１、第２貯湯槽１３２、第３貯湯槽１３３、及び第４貯湯槽１３４の間で温水を融通し合うことができる。

図２を参照して、建造物１００における燃料電池システム１２０の配置を説明する。第１住戸１０１及び第２住戸１０２は、建造物１００の１１階に位置し、第２住戸１０２は第１住戸１０１と隣接している。具体的には、第１住戸１０１と第２住戸１０２とは、水平方向に隣接する位置にある住戸である。また、第３住戸１０３及び第４住戸１０４は建造物１００の１１階に位置し、第３住戸１０３は第４住戸１０４に隣接している。そして、第３住戸１０３は第１住戸１０１に隣接している。具体的には、第１住戸１０１と第３住戸１０３とは、鉛直方向に隣接する位置にある住戸である。また、第２住戸１０２と第４住戸１０４とは、鉛直方向に隣接する位置にある住戸である。

そして、第１燃料電池１２１、第２燃料電池１２２、第３燃料電池１２３、第４燃料電池１２４は、それぞれ第１住戸１０１、第２住戸１０２、第３住戸１０３、第４住戸１０４に近接して設けられている。具体的には、第１燃料電池１２１は、第１住戸１０１の第１露台１１１に設けられる。また、第２燃料電池１２２は、第１露台１１１に隣接する第２住戸１０２の第２露台１１２に設けられている。また、第３燃料電池１２３は、第１露台１１１に鉛直方向に隣接する第３住戸の第３露台１１３に設けられている。また、第４燃料電池１２４は、第２露台１１２に鉛直方向に隣接する第４住戸の第４露台１１４に設けられている。

そして、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２とは、隣接して設置されている。第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２とは、第１露台１１１と第２露台１１２との境界において隣接して設置される。具体的には、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２とは、第１露台１１１と第２露台１１２との境界において隣接して設置されている。また、第３貯湯槽は、第１貯湯槽１３１に隣接して設置されている。具体的には、第１貯湯槽１３１と第３貯湯槽とは、第１露台１１１と第３露台１１３との境界において隣接して設置される。

そして、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２とは相互に熱を融通する。例えば、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２とは相互に温水を融通する。より具体的には、第１貯湯槽１３１は、第２燃料電池１２２の起動時、第２貯湯槽１３２に貯湯された温水の不足時に、第２貯湯槽１３２に温水を供給する。また、第１貯湯槽１３１と第３貯湯槽１３３とは相互に熱を融通する。例えば、第１貯湯槽１３１と第３貯湯槽１３３とは相互に温水を融通する。

なお、第１貯湯槽１３１は、一の面で第２貯湯槽１３２と接触しており、他の面で第３貯湯槽１３３と接触している。具体的には、第１貯湯槽１３１は、一の面と略垂直な他の面で第３貯湯槽と接触している。このように、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の配置を、貯湯槽と接触するように配置することによって、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）から外部への放熱量を全体として削減することができる。

図３は、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の配置の一例を示す。本図は、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の鉛直断面の一例を示す。第１燃料電池１２１は、第１対向面断熱部３０１と、第１側面断熱部３１１とを有する。第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２とは、対向する面で接触している。そして、第１対向面断熱部３０１は、第１貯湯槽１３１の側面のうちで第２貯湯槽１３２と対向する第１対向面３２１に設けられている。第１側面断熱部３１１は、第１対向面３２１以外の側面に設けられている。また、第２燃料電池１２２は、第２対向面断熱部３０２と、第２側面断熱部３１２とを有する。具体的には、第２対向面断熱部３０２は、第２貯湯槽１３２の側面のうちで第１貯湯槽１３１と対向する第２対向面３２２に設けられている。第２側面断熱部３１２は、第２対向面３２２以外の側面に設けられている。

なお、熱結合部２２０（ａ〜ｄ）は、それぞれ第１貯湯槽１３２及び第２貯湯槽１３２、第１貯湯槽１３１及び第３貯湯槽１３３、第３貯湯槽１３３及び第４貯湯槽１３４、第４貯湯槽１３４及び第２貯湯槽１３２のそれぞれ対向する面の間の領域である。本配置例では、熱結合部２２０（ａ〜ｄ）には断熱部（例えば、第１対向面断熱部３０１及び第２対向面断熱部３０２）が設けられており、各貯湯槽の間の熱的な結合の度合いは低い。熱結合部２２０ａにおける熱的な結合の度合いを制御することによって貯湯槽の間で熱を融通する構成は、図７から図１０にかけて説明される。

第１側面断熱部３１１及び第２側面断熱部３１２は、第１対向面断熱部３０１及び第２対向面断熱部３０２より断熱率が大きい。具体的には、第１側面断熱部３１１及び第２側面断熱部３１２は、第１対向面断熱部３０１及び第２対向面断熱部３０２に形成された断熱材より断熱率の大きい断熱材によって形成されてよいし、第１対向面断熱部３０１及び第２対向面断熱部３０２に形成された断熱材より厚い断熱材によって形成されてよい。このように、第１側面断熱部３１１及び第２側面断熱部３１２を形成する断熱材の断熱率又は厚さの少なくとも一方を変えることによって、第１側面断熱部３１１及び第２側面断熱部３１２における断熱率を第１対向面断熱部３０１及び第２対向面断熱部３０２より断熱率より大きくする。

なお、第３燃料電池１２３が有する第３対向面断熱部３０３及び第３側面断熱部３１３、並びに第４燃料電池１２４が有する第４対向面断熱部３０４及び第４側面断熱部３１４の特徴は、それぞれ第１燃料電池１２１が有する第１対向面断熱部３０１及び第１側面断熱部３１１、並びに第２燃料電池１２２が有する第２対向面断熱部３０２及び第２側面断熱部３１２の特徴と略同一であるので説明を省略する。なお、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）が互いに対向する面には、断熱部が設けられていなくてもよい。なお、第１燃料電池１２１及び第３燃料電池１２３は梁３００の内部で隣接している。また、第２燃料電池１２２及び第４燃料電池１２４は梁３００の内部で隣接している。ここで、梁３００は、第１露台１１１及び第２露台１１２を形成する梁であってよい。

第１貯湯槽１３１が温水を貯湯する一連の動作を説明すると、第１電力発生ユニット１４１は、発電に伴って改質器、発電セル等から生成される排熱によって、第１排熱配管３６１を介して第１電力発生ユニット１４１と第１貯湯槽１３１との間を循環している冷却水を加温する。例えば、冷却水は、第１電力発生ユニット１４１の排熱によって６０度程度にまで加温される。そして、加温された冷却水は、第１排熱配管３６１によって第１貯湯槽１３１に供給される。そして、第１排熱配管３６１内を通過する冷却水は、第１貯湯槽１３１の下部の温水との熱交換によって、第１貯湯槽１３１の下部の温水を加温するとともに自らは冷却される。そして、第１貯湯槽１３１において冷却された冷却水は、第１電力発生ユニット１４１に戻されて、再び第１電力発生ユニット１４１の冷却水として使用される。

そして、第１電力発生ユニット１４１の冷却水によって加温された第１貯湯槽１３１の下部の温水は、対流によって第１貯湯槽１３１の下部から上方に移動する。そして第１住戸１０１の熱負荷６０１が温水を使用する場合には、第１貯湯槽１３１の下部より上方の上部に接続された第１給湯配管３７１を経て、第１貯湯槽１３１の上部の温水が熱負荷６０１に供給される。なお、熱負荷６０１とは、第１住戸１０１で消費される温水を消費するシャワー等の給湯機器であってよく、温水の持つ熱量を利用し温水そのものを消費しない床暖房機器等の熱機器であってよい。また、第１貯湯槽１３１は、貯湯した温水を第１電力発生ユニット１４１に供給してもよい。この場合、第１貯湯槽１３１の温水の熱は、第１電力発生ユニット１４１の起動時における要する熱の一部として利用される。なお、熱負荷６０１に供給されて消費された量の水は、第１貯湯槽１３１の下部に接続された第１給水配管３８１から第１貯湯槽１３１に供給される。

なお、第２〜第４発生ユニット（１４２〜１４４）からの排熱によって生成された温水がそれぞれ第２〜第４貯湯槽（１３２〜１３４）において貯湯され、貯湯された温水がそれぞれ熱負荷６０２〜６０４によって利用される一連の動作は、第１電力発生ユニット１４１からの排熱によって生成された温水が第１貯湯槽１３１において貯湯され、貯湯された温水が熱負荷６０１によって利用される一連の動作と同様である。すなわち、第２〜第４電力発生ユニット（１４２〜１４４）からの排熱によって加温された冷却水は、それぞれ第２〜第４排熱配管（３６２〜３６４）によってそれぞれ第２〜第４貯湯槽（１３２〜１３４）内を通過して、通過する時に熱交換によって加温された温水が第２〜第４貯湯槽（１３２〜１３４）によって貯湯される。第２〜第４貯湯槽（１３２〜１３４）によって貯湯された温水は、第２〜第４給湯配管（３２２〜３２４）によって熱負荷６０２〜６０４又は第２〜第４電力発生ユニット（１４２〜１４４）にそれぞれ供給される。そして、消費された温水と同量の水が、第２〜第４給水配管（３８２〜３８４）によって第２〜第４貯湯槽（１３２〜１３４）にそれぞれ供給される。

次に、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の間で温水を融通する場合の動作について、第１貯湯槽１３１の温水を第２貯湯槽１３２に供給する場合を例に挙げて説明する。下部接続配管３４０ａは、第２貯湯槽１３２の下部の温水を、第１貯湯槽１３１の下部に供給すべく、第１貯湯槽１３１の下部と第２貯湯槽１３２の下部とを接続している。また、上部接続配管３３０ａは、第１貯湯槽１３１の上部の温水を第２貯湯槽１３２の上部に供給すべく、第１貯湯槽１３１の下部よりも鉛直上方の上部と第２貯湯槽１３２の下部よりも鉛直上方の上部とを接続している。

また、循環ポンプ３５０ａは、上部接続配管３３０ａに設けられている。また、バルブ３５２ａ及び３５４ａが、それぞれ上部接続配管３３０ａ及び下部接続配管３４０ａに設けられている。そして、第１貯湯槽１３１の温水を第２貯湯槽１３２に供給する場合には、バルブ３５２ａ及び３５４ａを開にするとともに循環ポンプ３５０ａを駆動することによって、第１貯湯槽１３１の上部の温水は上部接続配管３３０ａを経て第２貯湯槽１３２の上部に供給されるとともに、第２貯湯槽１３２の下部の温水は下部接続配管３４０ａを経て第１貯湯槽１３１の下部に供給される。なお、上部接続配管３３０ａ、下部接続配管３４０ａ、循環ポンプ３５０ａ、バルブ３５２ａ及び３５４ａが、第１温水供給部１５１として機能し、第２温水要求部１７２は、循環ポンプ３５０ａ、バルブ３５２ａ及び３５４ａの動作を制御することによって、第１貯湯槽１３１の温水を第２貯湯槽１３２に供給する。

以上説明したように、第１貯湯槽１３１の上部と第２貯湯槽１３２の上部とが上部接続配管３３０ａによって接続されており、第１貯湯槽１３１において下部よりも高温の上部の温水が、第２貯湯槽１３２の上部に供給される。したがって、第１貯湯槽１３１の上部の温水が第２貯湯槽１３２の下部の低温の温水と直接混合されることがないので、第１貯湯槽１３１の高温の温水を効率的に第２貯湯槽１３２に供給することができる。なお、上記の説明においては、第１貯湯槽１３１の温水を第２貯湯槽１３２に供給する場合の動作について説明したが、上記の説明における温水の循環方向と逆の方向で循環させるように循環ポンプ３５０ａを制御することによって、第２貯湯槽１３２の温水を第１貯湯槽１３１に供給することができる。このようにして、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２との間で温水を融通し合うことができる。

また、第１貯湯槽１３１と第３貯湯槽１３３との間、第２貯湯槽１３２と第４貯湯槽１３４との間、及び第３貯湯槽１３３と第４貯湯槽１３４との間で温水を融通し合う場合における上部接続配管３３０ｂ〜ｄ、下部接続配管３４０ｂ〜ｄ、循環ポンプ３５０ｂ〜ｄ、バルブ３５２ｂ〜ｄ、及びバルブ３５４ｂ〜ｄの動作は、それぞれ上部接続配管３３０ａ、下部接続配管３４０ａ、及び循環ポンプ３５０ａの動作と同様であるので説明を省略する。

以上説明したように、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）は隣接して設置されているので、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）から外部への放熱量を全体として削減することができる。同一の貯湯槽の温水を複数の住戸で利用し合うシステムでは、当該貯湯槽に障害が発生したり、メンテナンス等によって当該貯湯槽を利用することができなくなると、複数の住戸で温水を利用することができなくなる。しかし、本実施形態におけるシステムでは、各住戸が利用することができる貯湯槽は住戸毎に配置されているので、他の住戸の貯湯槽の故障等によって温水を利用することができなくなる虞がない。

なお、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）は、個別の４つの貯湯空間を隣接させることによって形成されてもよいし、一の貯湯空間を仕切ることによって形成された４つの貯湯空間のそれぞれが、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）として機能してもよい。また、ここで示した温水の融通方法の他に、様々な方法で温水を融通することができる。

以上図１から図３にかけて説明したように、燃料電池システム１２０では、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の間で温水を融通し合うことができる。このため、温水の不足時には、上隣又は横隣の住戸の貯湯槽に貯湯された温水を利用することができる。また、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）は隣接して設けられているので、隣接しない場合に比べて配管の長さを短くすることができる。また、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の全体としての放熱量を削減することができるので、より効率的に温水を貯湯することができる。また、複数の住戸で貯湯槽を共有するシステムでは、当該貯湯槽が故障した場合にはその影響が複数の住戸に及ぶが、本実施形態の燃料電池システム１２０では、１の貯湯槽に故障が発生してもその影響が他の住戸に及ぶことを未然に防ぐことができる。

なお、第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）を露台に配置する配置例について説明したが、露台の他にも、各住戸の境界における任意の位置に、貯湯層が他の貯湯槽と接するように第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）を配置してもよい。例えば、他の配置例においては、第１住戸１０１と第２住戸１０２とにまたがる廊下における第１住戸１０１と第２住戸１０２境界の近傍に、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２を隣接して設置することができる。

以上説明したように、燃料電池システム１２０は、複数の閉塞空間（第１から第４住戸（１０１〜１０４））を有する建造物１００に敷設されている。なお、この発明における閉塞空間とは、他の閉塞空間に温水を主として供給しない貯湯槽を有する燃料電池から、主として温水の供給を受ける空間を意味してよい。したがって、本実施形態における第１住戸１０１、第２住戸１０２、第３住戸、及び第４住戸のそれぞれは、この発明における第１住戸１０１、第２住戸１０２、第３住戸１０３、及び第４住戸１０４の一例である。また、建造物１００は、図１から図３に関連して説明した集合住宅の他に、工場、駅等の、建造された建物であってよい。

また、一の住戸における複数の居住空間毎に燃料電池が設けられている場合には、それぞれの居住空間が、この発明における閉塞空間となる。また、一の住戸に複数の燃料電池を設置する場合には、水平方向に両隣の住戸との境界に互いに燃料電池を設けることによって、図１から図３に関連して説明した燃料電池システム１２０と同様の効果を得ることができる。

図４は、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２の他の配置例における、建造物１００の水平断面の一例を示す。また、図５は、建造物１００における第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２の配置を立体的に示す。また、図６は、建造物１００の鉛直断面の一例を示す。本配置例においては、第１住戸１０１と第２住戸１０２にまたがる廊下、及び第３住戸１０３と第４住戸１０４とにまたがる廊下における各住戸の境界の近傍に、第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）が隣接して配置される。なお、本配置例においても、第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）の各構成要素の機能及び動作、並びに第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）の相対的な位置関係は、図１から図３にかけて説明した第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）と同様であるので、以下の説明においては、その相違点を除いて説明を省略する。

建造物１００は、筒状の柱を備える筒状柱システム４００を備えており、第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）は、筒状の柱の内部に設けられる。筒状柱システム４００は、第１柱部４１１と、第１柱部４１１と略平行に設けられる第２柱部４１２を備えている。第１柱部４１１及び第２柱部４１２は、内部に長手方向の空洞を有し、筒状の形状を持つ。なお、第１柱部４１１及び第２柱部４１２は、住戸の出入り口の扉よりも各住戸の外に突き出ており、第１柱部４１１又は第２柱部の側壁によって、各住戸の扉の外側にアルコーブが形成されている。

第１柱部４１１は、第１隔壁部５２１及び第１貫通口部５３１を備える。また、第２柱部４１２は、第２隔壁部５２２及び第２貫通口部５３２を備える。

第１隔壁部５２１は、第１柱部４１１の空洞を長手方向に分割する。また、第１貫通口部５３１は、第１柱部４１１の空洞を挟んで対向する第１柱部４１１の側面にそれぞれ形成され、第１隔壁部５２１に沿って第１柱部４１１を貫通させる。第１柱部４１１と同様に、第２隔壁部５２２は、第２柱部４１２の空洞を長手方向に分割する。そして、第２貫通口部５３２は、第２柱部４１２の空洞を挟んで対向する第２柱部４１２の側面にそれぞれ形成されており、第２隔壁部５２２に沿って第２柱部４１２を貫通させる。

第１柱部４１１及び第２柱部４１２は共に、内部に四角柱状の空洞を有する四角柱状である。そして、２つの第１貫通口部５３１は、第１柱部４１１の空洞を挟んで対向する２つの側面にそれぞれ形成される。そして、扁平梁部５８０は、第１柱部４１１と第２柱部４１２との間に、第１隔壁部５２１と第２隔壁部５２２とを接続すべく設けられ、第１柱部４１１及び第２柱部４１２の長手方向と略垂直な方向の面を有する。

第１住戸１０１は、第１隔壁部５２１及び第２隔壁部５２２並びに扁平梁部５８０と略同一面内に位置する床部を有する。また、第２住戸１０２は、第１住戸１０１に隣接し、第１隔壁部５２１及び第２隔壁部５２２並びに扁平梁部５８０と略同一面内に位置する床部を有する。

なお、第１柱部４１１は、第１住戸１０１及び第２住戸１０２の境界領域に設けられる。そして、第１柱部４１１の空洞は、２つの第１貫通口部５３１の間の領域である貫通領域４２０と、内側領域４３０と、外側領域４４０を有する。また、内側領域４３０は、貫通領域４２０を挟んで対向する２つの領域のうちの第１住戸１０１に近くに位置する領域である。また、外側領域４４０は、貫通領域を挟んで対向する２つの領域のうちの第１住戸１０１から遠くに位置する領域である。このように、本実施形態の扁平梁部５８０及び第１隔壁部５２１の貫通領域４２０は、水平方向に隣接する第１住戸１０１及び第２住戸１０２にわたる廊下を形成する。

第１柱部４１１の空洞には、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２が共有する貯湯槽が配置される。例えば、第１燃料電池１２１は、第２燃料電池１２２が動作していない場合に、第２住戸１０２に電力又は温水を供給する。より具体的には、図１から図３にかけて説明したように、燃料電池システム１２０は、第１貯湯槽１３１から第２貯湯槽１３２に温水を供給することによって、第１燃料電池１２１によって生成された温水を第２住戸１０２に供給する。同様にして、第２燃料電池１２２は、第１燃料電池１２１が動作していない場合、第１住戸１０１に電力又は温水を供給することができる。なお、以上の説明においては、２つの貯湯槽１３１及び１３２が第１柱部４１１の空洞に設けられる例について説明したが、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２が共有する１つの貯湯槽が第１柱部４１１の空洞に配置されてもよい。

そして、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２が有する電力発生ユニット（第１電力発生ユニット１４１及び第２電力発生ユニット１４２）は、内側領域４３０及び外側領域４４０の一方に配置される。また、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２が有する貯湯槽（第１貯湯槽１３１及び第２貯湯槽１３２）は、内側領域４３０及び外側領域４４０の他方に配置される。このように、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２は、第１柱部４１１の空洞内に配置される。このように、本実施形態における筒状柱システム４００では、第１柱部４１１の内部に燃料電池を設置することによって、燃料電池の設置スペースを削減することができる。

本実施形態における筒状柱システム４００では、電力発生ユニット（第１電力発生ユニット１４１及び第２電力発生ユニット１４２）は、外側領域４４０に配置されている。また、貯湯槽（第１貯湯槽１３１及び第２貯湯槽１３２）は、内側領域４３０に配置される。このため、貯湯槽から各住戸への温水の移動距離を短縮することができる。また、外側領域４４０の住居と反対側が建造物１００の外部である場合には、電力発生ユニット（第１電力発生ユニット１４１及び第２電力発生ユニット１４２）から発生する排ガスを建造物１００の外に排気する排気口が、第１柱部４１１及び第２柱部４１２に設けられてもよい。

なお、筒状柱システム４００の内部には、各住戸（１０１〜１０４）のメータボックス６５１〜６５４が設けられてよい。このとき、第１住戸１０１及び第２住戸１０２のそれぞれのメータボックス６５１及び６５２は、第１燃料電池１２１及び第２燃料電池１２２のそれぞれの上部に設けられ、第３住戸１０３及び第４住戸１０４のそれぞれのメータボックス６５３及び６５４は、第３燃料電池１２３及び第４燃料電池１２４の下部に設けられる。

以上図４から図６にかけて説明した筒状柱システム４００によれば、燃料電池システム１２０を設置する設置スペースを削減することができる。また、第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）に容易に住戸外から容易にアクセスすることができるので、燃料電池システム１２０のメンテナンス時に各住戸に立ち入る必要がなく、容易にメンテナンスすることができる。また、筒状柱システム４００の内部に第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）を隣接して設けることによって、温水を効率的に利用することができる。

以上、図４から図６にかけて、筒状柱システム４００内に配置された燃料電池システム１２０の一例について説明した。なお、図４から図６に関連して説明した筒状柱システム４００は、建造物１００の任意の位置に使用することができる。例えば、図１から図３にかけて説明したように燃料電池システム１２０が露台に設けられる場合には、筒状柱システム４００と同様の筒状柱システムが露台を形成すべく設けられ、その内部に第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）を設けることができる。また、図３に関連して説明した梁３００は、図５における扁平梁５８０であってよい。

図７は、燃料電池システム１２０の他の構成例を示す。本構成例における燃料電池システム１２０は、第１燃料電池１２１、第２燃料電池１２２、第３燃料電池１２３、第４燃料電池１２４、熱結合部２２０（ａ〜ｄ）、及び熱供給制御部２１０を備える。なお、本構成における第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）のそれぞれは、図１から図６に関連して説明した第１燃料電池１２１、第２燃料電池１２２、第３燃料電池１２３、及び第４燃料電池１２４がそれぞれ備える各構成要素と同一の構成要素を有するので、説明を省略する。また、図１から図６に関連して説明した燃料電池システム１２０の構成要素と、本構成例における燃料電池システム１２０の構成要素とを組み合わせたシステムを用いることによって、貯湯槽の間で熱量を効果的に融通することができる。

熱結合部２２０（ａ〜ｄ）は、それぞれ第１貯湯槽１３１及び第２貯湯槽１３２の間、第１貯湯槽１３１及び第３貯湯槽１３３の間、第３貯湯槽１３３及び第４貯湯槽１３４の間、第４貯湯槽１３４及び第２貯湯槽１３２の間を熱的に結合する。熱供給制御部２１０は、熱結合部２２０（ａ〜ｄ）における熱的な結合の度合いを制御することによって、第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の間で熱を融通する。具体的には、熱供給制御部２１０は、第１〜第４熱量検知部（１９１〜１９４）の検知結果に基づいて、熱結合部２２０（ａ〜ｄ）における伝熱特性を変化させることによって、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２との間で熱を融通する。

図８、図９、及び図１０は、第１対向面３２１及び第２対向面３２２との間の熱結合部２２０ａの伝熱特性を変化させる場合の熱結合部２２０ａの構成例を示す。これらの構成例においては、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２との間で熱を融通する場合には熱結合部２２０ａを挟む面の間の熱抵抗が、熱を融通しない場合より低下させられる。なお、熱結合部２２０ａは、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の領域のうちの鉛直上方の部分領域に形成されてよい。

具体的には、熱供給制御部２１０は、第１貯湯槽１３１の側面のうちで第２貯湯槽１３２と対向する第１対向面３２１と、第２貯湯槽１３２の側面のうちで第１貯湯槽１３１と対向する第２対向面３２２との間の熱抵抗を変えることによって、第１貯湯槽１３１から第２貯湯槽１３２への熱の供給量を制御する。例えば、熱供給制御部２１０は、第２熱量検知部が検知した熱量が予め定められた熱量よりも小さい場合に、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を低下させることによって、第１貯湯槽１３１から第２貯湯槽１３２への熱の供給量を増加させる。また、熱供給制御部は、第２温度検知部２０２が検知した温度より第１温度検知部２０１が検知した温度が高い場合に、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を低下させることによって、第１貯湯槽１３１から第２貯湯槽１３２への熱の供給量を増加させる。

図８は、熱結合部２２０ａの構成例を示す。熱結合部２２０ａは、断熱材７１０、及び断熱材７１０より伝熱性の高い熱伝導材７２０を有する。熱供給制御部２１０は、熱伝導材７２０を熱結合部２２０ａに挿入することによって、断熱材７１０が熱結合部２２０ａに挿入されている場合より熱抵抗を低下させる。なお、断熱材７１０及び熱伝導材７２０の幅は、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の幅と略同一であり、熱結合部２２０ａに挿入されると、断熱材７１０及び熱伝導材７２０は第１対向面３２１と第２対向面３２２とに同時に密接する。また、熱伝導材７２０は、断熱材７１０より熱伝導率が高い部材から形成されてよい。このように、熱供給制御部２１０は、伝熱特性の異なる部材を熱結合部２２０aに入れ替えることによって、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を変化させる。

なお、本構成においては、断熱材７１０を必ずしも使用する必要はない。例えば、熱供給制御部２１０は、空気より熱伝導率が高い熱伝導部材７２０を熱結合部２２０ａに挿入することによって、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を、熱伝導部材７２０が熱結合部２２０ａに挿入されていない場合（この場合、熱結合部２２０ａには空気が存在する）より低下させることができる。これにより、断熱材７１０を用いることなく、熱伝導部材７２０の出し入れによって、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を変化させることができる。

図９は、熱結合部２２０ａの他の構成例を示す。熱結合部２２０ａは、熱伝導材８１１及び８１２、並びに熱伝導部片８１３を有する。熱伝導材８１１及び８１２は、それぞれ第１対向面３２１と第２対向面３２２における鉛直上方の面において密接して設けられている。また、熱伝導材８１１と８１２との間には、断熱材が設けられている。また、熱伝導部片８１３は、熱伝導材８１１及び８１２と同時に密接する位置と、熱伝導材８１１又は８１２と離れた位置との間を移動可能に設けられている。そして、熱供給制御部２１０は、熱伝導部片８１３と熱伝導材８１１及び８１２とが同時に密接する位置に熱伝導部片８１３を移動させることによって、熱伝導部片８１３が熱伝導材８１１又は８１２と離れた位置にある場合より第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を低下させる。このように、熱供給制御部２１０は、熱伝導部片８１３を移動することによって、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を変化させる。

図１０は、熱結合部２２０ａの更なる他の構成例を示す。熱結合部２２０ａはペルチェ素子９１０等の熱電素子を有する。ペルチェ素子９１０の吸熱面及び放熱面は、それぞれ第１対向面３２１及び第２対向面３２２に密接している。そして、熱供給制御部２１０は、ペルチェ素子９１０に通電することによって、第１貯湯槽１３１から吸収した熱を第２貯湯槽１３２に供給する。同様に、他のペルチェ素子９２０の吸熱面及び放熱面は、ペルチェ素子９１０と異なる位置でそれぞれ第２対向面３２２及び第１対向面３２１に密接しており、熱供給制御部２１０は、ペルチェ素子９２０に通電することによって、第２貯湯槽１３２から吸収した熱を第１貯湯槽１３１に供給する。このように、熱供給制御部２１０は、ペルチェ素子９１０、９２０等の熱電素子に通電することによって、第１対向面３２１と第２対向面３２２との間の熱抵抗を変化させる。

なお、図８から図１０において、第１対向面３２１及び第２対向面３２２に挟まれる領域のうちの鉛直上方の部分領域に熱結合部２２０ａが形成される構成例について説明したが、第１対向面３２１及び第２対向面３２２に挟まれる全領域にわたって熱結合部２２０ａが形成されてよいことは言うまでもない。また、上記説明においては、第１貯湯槽１３１と第２貯湯槽１３２との間の熱の融通について説明したが、熱結合部２２０ｂ〜ｃの構成を熱結合部２２０ａと同様の構成にすることによって、第１貯湯槽１３１と第３貯湯槽１３３との間、第２貯湯槽１３２と第４貯湯槽１３４との間、又は第３貯湯槽１３３と第４貯湯槽１３４との間においても熱を融通することができる。

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、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又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。

燃料電池システム１２０のブロック構成の一例を示す図である。建造物１００における住戸及び燃料電池の配置例を示す図である。第１〜第４貯湯槽（１３１〜１３４）の配置の一例を示す図である。建造物１００の水平断面の一例を示す図である。建造物１００を立体的に示す図である。第１〜第４燃料電池（１２１〜１２４）の建造物１００における配置の一例を示す図である。燃料電池システム１２０の他の構成例を示す図である。熱結合部２２０aの構成例を示す図である。熱結合部２２０aの他の構成例を示す図である。熱結合部２２０aの更なる他の構成例を示す図である。

符号の説明

１００建造物
１０１第１住戸
１０２第２住戸
１０３第３住戸
１０４第４住戸
１１１第１露台
１１２第２露台
１１３第３露台
１１４第４露台
１２０燃料電池システム
１２１第１燃料電池
１２２第２燃料電池
１２３第３燃料電池
１２４第４燃料電池
１３１第１貯湯槽
１３２第２貯湯槽
１３３第３貯湯槽
１３４第４貯湯槽
１４１第１電力発生ユニット
１４２第２電力発生ユニット
１４３第３電力発生ユニット
１４４第４電力発生ユニット
１５１第１温水供給部
１５２第２温水供給部
１５３第３温水供給部
１５４第４温水供給部
１６１第１起動検出部
１６２第２起動検出部
１６３第３起動検出部
１６４第４起動検出部
１７１第１温水要求部
１７２第２温水要求部
１７３第３温水要求部
１７４第４温水要求部
１８１第１起動制御部
１８２第２起動制御部
１８３第３起動制御部
１８４第４起動制御部
１９１第１熱量検知部
１９２第２熱量検知部
１９３第３熱量検知部
１９４第４熱量検知部
２０１第１温度検知部
２０２第２温度検知部
２０３第３温度検知部
２０４第４温度検知部
２１０熱供給制御部
３００梁
３０１第１対向面断熱部
３０２第２対向面断熱部
３０３第３対向面断熱部
３０４第４対向面断熱部
３１１第１側面断熱部
３１２第２側面断熱部
３１３第３側面断熱部
３１４第４側面断熱部
３２１第１対向面
３２２第２対向面
３２３第３対向面
３２４第４対向面
３３０上部接続配管
３４０下部接続配管
３５０循環ポンプ
３５２バルブ
３５４バルブ
３６１第１排熱配管
３６２第２排熱配管
３６３第３排熱配管
３６４第４排熱配管
３７１第１給湯配管
３７２第２給湯配管
３７３第３給湯配管
３７４第４給湯配管
３８１第１給水配管
３８２第２給水配管
３８３第３給水配管
３８４第４給水配管
４００筒状柱システム
４１１第１柱部
４１２第２柱部
４２０貫通領域
４３０内側領域
４４０外側領域
５２１第１隔壁部
５２２第２隔壁部
５３１第１貫通口部
５３２第２貫通口部
５８０扁平梁部

Claims

複数の閉塞空間を有する建造物に敷設される燃料電池システムであって、
第１閉塞空間に近接して設けられ、前記第１閉塞空間に電力及び温水を供給する第１燃料電池と、
前記第１閉塞空間に隣接する第２閉塞空間に近接して設けられ、前記第２閉塞空間に電力及び温水を供給する第２燃料電池と
を備え、
前記第１燃料電池は、前記第１閉塞空間に供給する温水を貯湯する第１貯湯槽を有し、
前記第２燃料電池は、前記第２閉塞空間に供給する温水を貯湯する第２貯湯槽を有し、
前記第１貯湯槽と前記第２貯湯槽とは、隣接して設置され、相互に熱を融通し、
前記第１燃料電池は、
前記第１貯湯槽の側面のうちで前記第２貯湯槽と対向する第１対向面に設けられた第１対向面断熱部と、
前記第１対向面以外の側面に設けられた第１側面断熱部と
をさらに有し、
前記第２燃料電池は、
前記第２貯湯槽の側面のうちで前記第１貯湯槽と対向する第２対向面に設けられた第２対向面断熱部と、
前記第２対向面以外の側面に設けられた第２側面断熱部と
をさらに有し、
前記第１側面断熱部及び前記第２側面断熱部は、前記第１対向面断熱部及び前記第２対向面断熱部より断熱率が大きい
燃料電池システム。
前記第１燃料電池は、前記第１貯湯槽が貯湯している温水を前記第２貯湯槽に供給する第１温水供給部をさらに有し、
前記第２燃料電池は、
前記第２貯湯槽が貯湯している温水が持つ熱量を検知する第２熱量検知部と、
前記第２熱量検知部が検知した熱量が、予め定められた熱量よりも小さい場合に、前記第１温水供給部に対して温水の供給を要求する第２温水要求部と
をさらに有する請求項１に記載の燃料電池システム。
前記第１燃料電池は、
前記第１貯湯槽が貯湯している温水を前記第２貯湯槽に供給する第１温水供給部と、
前記第１貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第１温度検知部と
をさらに有し、
前記第２燃料電池は、前記第２貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第２温度検知部をさらに有し、
前記第１温水供給部は、前記第２温度検知部が検知した温度より前記第１温度検知部が検知した温度が高い場合に、前記第１貯湯槽が貯湯している温水を前記第２貯湯槽に供給する
請求項１に記載の燃料電池システム。
複数の閉塞空間を有する建造物に敷設される燃料電池システムであって、
第１閉塞空間に近接して設けられ、前記第１閉塞空間に電力及び温水を供給する第１燃料電池と、
前記第１閉塞空間に隣接する第２閉塞空間に近接して設けられ、前記第２閉塞空間に電力及び温水を供給する第２燃料電池と
を備え、
前記第１燃料電池は、前記第１閉塞空間に供給する温水を貯湯する第１貯湯槽を有し、
前記第２燃料電池は、前記第２閉塞空間に供給する温水を貯湯する第２貯湯槽を有し、
前記第１貯湯槽と前記第２貯湯槽とは、隣接して設置され、相互に熱を融通し、
前記第１燃料電池は、前記第１貯湯槽が貯湯している温水を前記第２貯湯槽に供給する第１温水供給部をさらに有し、
前記第２燃料電池は、
前記第２燃料電池を起動する旨の指示を検出する第２起動検出部と、
前記第２起動検出部が前記第２燃料電池を起動する旨の指示を検出した場合に、前記第１温水供給部に対して温水の供給を要求する第２温水要求部と、
前記第２温水要求部の要求に応じて前記第１温水供給部から供給された温水の熱を利用して前記第２燃料電池を起動する第２起動制御部と
をさらに有する
燃料電池システム。
前記第２燃料電池は、
前記第２貯湯槽が貯湯している温水が持つ熱量を検知する第２熱量検知部
をさらに有し、
前記第２温水要求部は更に、前記第２熱量検知部が検知した熱量が、予め定められた熱量よりも小さい場合に、前記第１温水供給部に対して温水の供給を要求する
請求項４に記載の燃料電池システム。
前記第１燃料電池は、前記第１貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第１温度検知部をさらに有し、
前記第２燃料電池は、前記第２貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第２温度検知部をさらに有し、
前記第１温水供給部は更に、前記第２温度検知部が検知した温度より前記第１温度検知部が検知した温度が高い場合に、前記第１貯湯槽が貯湯している温水を前記第２貯湯槽に供給する
請求項４に記載の燃料電池システム。
複数の閉塞空間を有する建造物に敷設される燃料電池システムであって、
第１閉塞空間に近接して設けられ、前記第１閉塞空間に電力及び温水を供給する第１燃料電池と、
前記第１閉塞空間に隣接する第２閉塞空間に近接して設けられ、前記第２閉塞空間に電力及び温水を供給する第２燃料電池と
を備え、
前記第１燃料電池は、前記第１閉塞空間に供給する温水を貯湯する第１貯湯槽を有し、
前記第２燃料電池は、前記第２閉塞空間に供給する温水を貯湯する第２貯湯槽を有し、
前記第１貯湯槽と前記第２貯湯槽とは、隣接して設置され、相互に熱を融通し、
前記燃料電池システムは、
前記第１貯湯槽の側面のうちで前記第２貯湯槽と対向する第１対向面と、前記第２貯湯槽の側面のうちで前記第１貯湯槽と対向する第２対向面との間の熱抵抗を変えることによって、前記第１貯湯槽から前記第２貯湯槽への熱の供給量を制御する熱供給制御部
をさらに備える燃料電池システム。
前記第２燃料電池は、前記第２貯湯槽が貯湯している温水が持つ熱量を検知する第２熱量検知部をさらに有し、
前記熱供給制御部は、前記第２熱量検知部が検知した熱量が予め定められた熱量よりも小さい場合に、前記第１対向面と前記第２対向面との間の熱抵抗を低下させることによって、前記第１貯湯槽から前記第２貯湯槽への熱の供給量を増加させる
請求項７に記載の燃料電池システム。
前記第１貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第１温度検知部と、
前記第２貯湯槽が貯湯している温水の温度を検知する第２温度検知部と
をさらに備え、
前記熱供給制御部は、前記第２温度検知部が検知した温度より前記第１温度検知部が検知した温度が高い場合に、前記第１対向面と前記第２対向面との間の熱抵抗を低下させることによって、前記第１貯湯槽から前記第２貯湯槽への熱の供給量を増加させる
請求項８に記載の燃料電池システム。
前記第１閉塞空間及び前記第２閉塞空間のそれぞれは、水平方向に隣接する第１住戸及び第２住戸であり、
前記第１燃料電池は、前記第１住戸の第１露台に設けられ、
前記第２燃料電池は、前記第１露台に隣接する前記第２住戸の第２露台に設けられ、
前記第１貯湯槽と前記第２貯湯槽とは、前記第１露台と前記第２露台との境界において隣接して設置される
請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
第３閉塞空間に近接して設けられ、前記第３閉塞空間に電力及び温水を供給する第３燃料電池
をさらに備え、
前記第３燃料電池は、前記第３閉塞空間に供給する温水を貯湯する第３貯湯槽を有し、
前記第３貯湯槽は、前記第１貯湯槽に隣接して設置され、相互に熱を融通する
請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
前記第１閉塞空間、前記第２閉塞空間、及び前記第３閉塞空間のそれぞれは、第１住戸、第２住戸、及び第３住戸であり、
前記第１住戸と前記第２住戸とは、水平方向に隣接しており、前記第１住戸と前記第３住戸とは、鉛直方向に隣接しており、
前記第１燃料電池は、前記第１住戸の第１露台に設けられ、
前記第２燃料電池は、前記第１露台に水平方向に隣接する前記第２住戸の第２露台に設けられ、
前記第３燃料電池は、前記第１露台に鉛直方向に隣接する前記第３住戸の第３露台に設けられ、
前記第１貯湯槽と前記第２貯湯槽とは、前記第１露台と前記第２露台との境界において隣接して設置され、
前記第１貯湯槽と前記第３貯湯槽とは、前記第１露台と前記第３露台との境界において隣接して設置される
請求項１１に記載の燃料電池システム。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の燃料電池システムと、
前記第１閉塞空間と、
前記第２閉塞空間と
を備える建造物。