JP4911879B2 - Fuel cell exhaust heat utilization system capable of effectively utilizing exhaust heat of fuel cell, and building - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池の排熱を有効に利用することができる燃料電池排熱利用システム、および建物に関する。特に本発明は、燃料電池の排熱から更に電力を得ることができる燃料電池排熱利用システム、および建物に関する。   The present invention relates to a fuel cell exhaust heat utilization system capable of effectively utilizing exhaust heat of a fuel cell, and a building. In particular, the present invention relates to a fuel cell exhaust heat utilization system that can further obtain electric power from the exhaust heat of the fuel cell, and a building.

従来、住宅における電力系統の補助電源として燃料電池等が考えられている。燃料電池は、発電に伴い熱を生じるので、生じた熱から温水を生成し、生成した温水を建物で利用するシステムが知られている(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, a fuel cell or the like has been considered as an auxiliary power source for a power system in a house. Since a fuel cell generates heat with power generation, a system that generates hot water from the generated heat and uses the generated hot water in a building is known (for example, see Non-Patent Document 1).

石井弘毅著、燃料電池開発情報センター監修、「燃料電池がわかる本」、第1版、株式会社オーム社、平成13年9月25日Written by Hiroshi Ishii, supervised by the Fuel Cell Development Information Center, "Book that understands fuel cells", 1st edition, Ohm Corporation, September 25, 2001

しかしながら、燃料電池の排熱によって温水が余分に生じた場合、余った温水は、建物で利用されずに捨てられている。このように燃料電池の排熱は、必ずしも有効には活用されていないという課題があった。   However, when extra hot water is generated due to exhaust heat of the fuel cell, the extra hot water is discarded without being used in the building. As described above, there is a problem that the exhaust heat of the fuel cell is not necessarily utilized effectively.

このような課題を解決するために、本発明の第一の形態における燃料電池排熱利用システムは、燃料電池と、水道管から供給される冷水を蓄える冷水タンクと、冷水タンクから冷水を供給する冷水配管と、燃料電池が生成する熱量と、冷水タンクに蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行う温度差発電装置とを備えた。これにより、燃料電池の排熱から更に電力を得ることができ、燃料電池の排熱を有効に利用することができる。   In order to solve such problems, the fuel cell exhaust heat utilization system according to the first aspect of the present invention supplies a fuel cell, a cold water tank that stores cold water supplied from a water pipe, and supplies cold water from the cold water tank. A cold water pipe, a heat generation amount generated by the fuel cell, and a temperature difference power generation device that generates power using a temperature difference between the cold water stored in the cold water tank are provided. Thereby, further electric power can be obtained from the exhaust heat of the fuel cell, and the exhaust heat of the fuel cell can be used effectively.

冷水タンクは、上方で冷水配管に接続されていてもよい。これにより、温度差発電装置によって温められた、冷水タンクの上部の水を、冷水タンクから排出することができる。   The cold water tank may be connected to the cold water pipe at the top. Thereby, the water of the upper part of a cold water tank warmed by the temperature difference power generation device can be discharged | emitted from a cold water tank.

冷水タンクは、下方で水道管に接続されていてもよい。これにより、より冷たい水を、冷水タンクの下部に貯めることができる。   The cold water tank may be connected to the water pipe at the bottom. Thereby, cooler water can be stored in the lower part of a cold water tank.

冷水タンクは、冷水配管および水道管の双方に対して開放されていてもよい。これにより、冷水配管の水は、水道管の圧力により加圧されるので、建物の利用者は、蛇口をひねるだけで、冷水を得ることができる。   The cold water tank may be open to both the cold water pipe and the water pipe. Thereby, since the water of cold water piping is pressurized with the pressure of a water pipe, the user of a building can obtain cold water only by twisting a faucet.

燃料電池が生成した温水を蓄える温水タンクと、温水タンクから家庭に温水を供給する温水配管とを更に備え、温度差発電装置は、温水タンクに蓄えられた温水と、冷水タンクに蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行ってもよい。これにより、燃料電池の排熱から生成された温水を利用して、更に電力を得ることができる。   The fuel cell further includes a hot water tank for storing hot water generated by the fuel cell and a hot water pipe for supplying hot water from the hot water tank to the home. Power generation may be performed using the temperature difference between Thereby, further electric power can be obtained using the hot water generated from the exhaust heat of the fuel cell.

冷水タンクの上方が温水タンクの下方と接続されていてもよい。これにより温度差発電装置の発電によって温められた水を、冷水から温水タンクへ逃がすことができる。   The upper part of the cold water tank may be connected to the lower part of the hot water tank. Thereby, the water heated by the power generation of the temperature difference power generation device can be released from the cold water to the hot water tank.

温水タンクは冷水タンクに対して開放されていてもよい。これにより、温水タンクは冷水タンクの圧力により加圧されるので、建物の利用者は、蛇口をひねるだけで、温水を得ることができる。   The hot water tank may be open to the cold water tank. Thereby, since a warm water tank is pressurized with the pressure of a cold water tank, the user of a building can obtain warm water only by twisting a faucet.

温水タンクは、冷水タンクの上に冷水タンクと一体に設けられており、冷水配管は、水道管よりも上方で、温水配管よりも下方において冷水タンクに接続されていてもよい。これにより、温水の量が多い場合には、冷水タンクへ温水を貯めることができ、冷水の量が多い場合には、温水タンクへ冷水を貯めることができる。   The hot water tank is provided integrally with the cold water tank on the cold water tank, and the cold water pipe may be connected to the cold water tank above the water pipe and below the hot water pipe. Thereby, when there is much quantity of warm water, warm water can be stored in a cold water tank, and when there is much quantity of cold water, cold water can be stored in a warm water tank.

本発明の第二の形態における建物は、燃料電池と、水道管から供給される冷水を蓄える冷水タンクと、冷水タンクから冷水を供給する冷水配管と、燃料電池が生成する熱量と、冷水タンクに蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行う温度差発電装置とを備えた。   The building according to the second aspect of the present invention includes a fuel cell, a cold water tank that stores cold water supplied from a water pipe, a cold water pipe that supplies cold water from the cold water tank, an amount of heat generated by the fuel cell, and a cold water tank. And a temperature difference power generation device that generates power using a temperature difference from the stored cold water.

本形態における建物は、燃料電池が生成した温水を蓄える温水タンクと、温水タンクから家庭に温水を供給する温水配管とを更に備え、温度差発電装置は、温水タンクに蓄えられた温水と、冷水タンクに蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行ってもよい。   The building in this embodiment further includes a hot water tank that stores hot water generated by the fuel cell, and a hot water pipe that supplies hot water from the hot water tank to the home, and the temperature difference power generation device includes hot water stored in the hot water tank, cold water You may generate electric power using the temperature difference with the cold water stored in the tank.

温水タンクは、冷水タンクの上に冷水タンクと一体に設けられており、冷水配管は、水道管よりも上方で、温水配管よりも下方において冷水タンクに接続されていてもよい。   The hot water tank is provided integrally with the cold water tank on the cold water tank, and the cold water pipe may be connected to the cold water tank above the water pipe and below the hot water pipe.

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又発明となりうる。   The above summary of the invention does not enumerate all necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.

以下、発明の実施の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にかかる発明を限定するものではなく、又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開発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 the combinations of features described in the embodiments are not included in the invention. It is not always essential for development means.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池排熱利用システム100を備えた建物800を示す。燃料電池排熱利用システム100は、燃料電池40、冷水タンク42、温水タンク44、温度差発電装置46、水道管48、冷水配管50、温水配管52、制御部54、2つの温度センサ56、58、および燃料電池冷却用ポンプ60を有する。   FIG. 1 shows a building 800 equipped with a fuel cell exhaust heat utilization system 100 according to an embodiment of the present invention. The fuel cell waste heat utilization system 100 includes a fuel cell 40, a cold water tank 42, a hot water tank 44, a temperature difference power generation device 46, a water pipe 48, a cold water pipe 50, a hot water pipe 52, a control unit 54, and two temperature sensors 56, 58. And a fuel cell cooling pump 60.

燃料電池40は、例えば固体高分子型の燃料電池であり、電力を生成すると共に、熱を発生する。本例の燃料電池40は、例えば、建物800へ供給される都市ガスやプロパンガスを改質して、燃料となる水素ガスを生成するものであってよく、また外部から供給される水素ガスを燃料とするものであってもよい。   The fuel cell 40 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell, which generates electric power and generates heat. The fuel cell 40 of this example may be one that reforms city gas or propane gas supplied to the building 800 to generate hydrogen gas as fuel, and uses hydrogen gas supplied from the outside. It may be a fuel.

水道管48は冷水タンク42に接続されており、冷水タンク42は、水道管48から供給される冷水を蓄える。本実施形態においては、温水タンク44は、冷水タンク42の上に一体に設けられており、この場合、冷水タンク42の上方は温水タンク44の下方と、接続配管51によって接続されている。これにより、温水タンク44は冷水タンク42に対して開放されている。そして、温水タンク44には、接続配管51を介して、冷水タンク42から水が供給される。尚、他の形態としては、冷水タンク42と温水タンク44とは、物理的に離れて設置され、接続配管51によって接続されていてもよい。   The water pipe 48 is connected to a cold water tank 42, and the cold water tank 42 stores cold water supplied from the water pipe 48. In the present embodiment, the hot water tank 44 is integrally provided on the cold water tank 42, and in this case, the upper side of the cold water tank 42 is connected to the lower side of the hot water tank 44 by the connection pipe 51. Thereby, the hot water tank 44 is opened with respect to the cold water tank 42. The hot water tank 44 is supplied with water from the cold water tank 42 via the connection pipe 51. As another form, the cold water tank 42 and the hot water tank 44 may be physically separated and connected by a connection pipe 51.

ここで、温水タンク44は、燃料電池40が生成した温水を蓄える。この場合、燃料電池冷却用ポンプ60は、燃料電池40および温水タンク44のそれぞれの内部に、例えば水などの冷媒を循環させることにより、燃料電池40で発生した熱を温水タンク44へ排出する。この場合、燃料電池40の排熱は、温水タンク44の上方へ排出される。このように、本例においては、冷水タンク42の下方から、水道管48によって水道水が供給され、温水タンク44の上方において温水が生成されるので、冷水タンク42には冷水が蓄えられ、温水タンク44には、冷水タンク42に貯えられた冷水よりも温かい温水が蓄えられる。   Here, the hot water tank 44 stores the hot water generated by the fuel cell 40. In this case, the fuel cell cooling pump 60 discharges heat generated in the fuel cell 40 to the hot water tank 44 by circulating a coolant such as water in each of the fuel cell 40 and the hot water tank 44. In this case, the exhaust heat of the fuel cell 40 is exhausted above the hot water tank 44. Thus, in this example, since the tap water is supplied from the lower side of the cold water tank 42 by the water pipe 48 and the hot water is generated above the hot water tank 44, the cold water is stored in the cold water tank 42. The tank 44 stores hot water that is warmer than the cold water stored in the cold water tank 42.

本例の温度差発電装置46は、温水タンク44に蓄えられた温水と、冷水タンク42に蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行う。本例の温度差発電装置46は、2つの蒸発器62、64、凝縮器66、作動媒体循環用ポンプ68、作動媒体用配管70、タービン72および発電機76を含む。作動媒体用配管70は、凝縮器66、作動媒体循環用ポンプ68、2つの蒸発器64、62、およびタービン72のそれぞれを、この順番に直列に接続する。そして凝縮器66には、例えばアルコールやアンモニア等を含む作動媒体が予め含まれており、作動媒体循環用ポンプ68は、この作動媒体を、凝縮器66、蒸発器64、62、およびタービン72の順に、循環させる。   The temperature difference power generation device 46 of this example performs power generation using the temperature difference between the hot water stored in the hot water tank 44 and the cold water stored in the cold water tank 42. The temperature difference power generation device 46 of this example includes two evaporators 62 and 64, a condenser 66, a working medium circulation pump 68, a working medium pipe 70, a turbine 72 and a generator 76. The working medium pipe 70 connects the condenser 66, the working medium circulation pump 68, the two evaporators 64 and 62, and the turbine 72 in series in this order. The condenser 66 includes a working medium containing alcohol, ammonia, or the like in advance. The working medium circulation pump 68 supplies the working medium to the condenser 66, the evaporators 64 and 62, and the turbine 72. Cycle in order.

本例の凝縮器66は、冷水タンク42の内部に配置される。そして、作動媒体循環用ポンプ68は、液化した作動媒体を蒸発器64へ送出する。蒸発器64は、温水タンク44の内部に配置される。蒸発器64は温水タンク44の内部に蓄えられた温水を用いて、液化した作動媒体を、蒸発させる。また本例においては、蒸発器62は、燃料電池冷却用ポンプ60が循環させる冷媒の方向に沿って、燃料電池40よりも下流であって、かつ温水タンク44の上流に配置される。ここで蒸発器62は、燃料電池40からの排熱により温度の上昇した、燃料電池40と温水タンク44との間で排熱の交換を行うための冷媒を用いて、液化した作動媒体を蒸発させる。   The condenser 66 of this example is disposed inside the cold water tank 42. Then, the working medium circulation pump 68 sends the liquefied working medium to the evaporator 64. The evaporator 64 is disposed inside the hot water tank 44. The evaporator 64 evaporates the liquefied working medium using the hot water stored in the hot water tank 44. Further, in this example, the evaporator 62 is arranged downstream of the fuel cell 40 and upstream of the hot water tank 44 along the direction of the refrigerant circulated by the fuel cell cooling pump 60. Here, the evaporator 62 evaporates the liquefied working medium using a refrigerant for exchanging the exhaust heat between the fuel cell 40 and the hot water tank 44, the temperature of which increases due to the exhaust heat from the fuel cell 40. Let

作動媒体用配管70は、蒸発器62および蒸発器64において蒸発した作動媒体をタービン72へ供給する。タービン72は発電機76と接続されており、発電機76は、電力を発生させる。ここで、蒸発した作動媒体は、作動媒体用配管70によって凝縮器66へ送られる。すると、凝縮器66は、冷水タンク42の内部に蓄えられた冷水を用いて、蒸発した作動媒体を凝縮する。このように、本例の温度差発電装置46は、燃料電池40の排熱から生成された温水を利用して、更に電力を得ることができる。   The working medium pipe 70 supplies the working medium evaporated in the evaporator 62 and the evaporator 64 to the turbine 72. The turbine 72 is connected to a generator 76, and the generator 76 generates electric power. Here, the evaporated working medium is sent to the condenser 66 through the working medium pipe 70. Then, the condenser 66 condenses the evaporated working medium using the cold water stored in the cold water tank 42. As described above, the temperature difference power generation device 46 of this example can further obtain electric power by using the hot water generated from the exhaust heat of the fuel cell 40.

ここで凝縮器66は、蒸発した作動媒体を凝縮した場合に、冷水タンクの冷水の温度を上昇させる。この場合、温度差発電装置46によって温められた水は、冷水タンクの上方へ貯えられる。ここで、本発明の冷水タンク42は、上方で冷水配管50に接続されており、冷水配管50は、冷水タンク42から冷水を家庭へ供給する。これにより、冷水配管50は、温められた冷水を、冷水タンク42から排出することができる。また、冷水タンク42は、下方で水道管48に接続されている。これにより、冷水タンク42はより冷たい水を、冷水タンク42の下部に貯めることができる。本例において、冷水タンク42は、冷水配管50および水道管48の双方に対して開放されている。これにより、冷水配管50の水は、水道管48の圧力により加圧されるので、建物800の利用者は、蛇口をひねるだけで、冷水を得ることができる。   Here, the condenser 66 raises the temperature of the cold water in the cold water tank when the evaporated working medium is condensed. In this case, the water heated by the temperature difference power generation device 46 is stored above the cold water tank. Here, the cold water tank 42 of the present invention is connected to the cold water pipe 50 at the upper side, and the cold water pipe 50 supplies cold water from the cold water tank 42 to the home. Thereby, the cold water piping 50 can discharge the warm cold water from the cold water tank 42. The cold water tank 42 is connected to the water pipe 48 at the lower side. Thereby, the cold water tank 42 can store cooler water in the lower part of the cold water tank 42. In this example, the cold water tank 42 is open to both the cold water pipe 50 and the water pipe 48. Thereby, since the water of the cold water piping 50 is pressurized by the pressure of the water pipe 48, the user of the building 800 can obtain cold water only by twisting the faucet.

また、温水配管52は、温水タンク44に接続される。この場合、冷水配管50は、水道管48よりも上方で、温水配管52よりも下方において冷水タンク42に接続されている。そして、温水配管52は、温水タンク44から家庭に温水を供給する。この場合、温水タンク44は冷水タンク42に対して開放されているので、温水タンク44は冷水タンク42の圧力により加圧される。これにより、建物800の利用者は、蛇口をひねるだけで、温水を得ることができる。また、温水の量が多い場合には、冷水タンク42へ温水を貯めることができ、冷水の量が多い場合には、温水タンク44へ冷水を貯めることができる。また本例において、冷水タンク42の上方は温水タンク44の下方と接続されているので、温度差発電装置46の発電によって温められた水を、冷水タンク42から温水タンク44へ逃がすことができる。   Further, the hot water pipe 52 is connected to the hot water tank 44. In this case, the cold water pipe 50 is connected to the cold water tank 42 above the water pipe 48 and below the hot water pipe 52. The hot water pipe 52 supplies hot water from the hot water tank 44 to the home. In this case, since the hot water tank 44 is open to the cold water tank 42, the hot water tank 44 is pressurized by the pressure of the cold water tank 42. Thereby, the user of the building 800 can obtain hot water only by twisting the faucet. Further, when the amount of hot water is large, the hot water can be stored in the cold water tank 42, and when the amount of cold water is large, the cold water can be stored in the hot water tank 44. In this example, since the upper part of the cold water tank 42 is connected to the lower part of the hot water tank 44, the water heated by the power generation of the temperature difference power generation device 46 can be released from the cold water tank 42 to the hot water tank 44.

尚、本例において作動媒体は、冷水タンク42における冷水の温度よりも高い温度で凝縮し、温水タンク44における温水の温度よりも低い温度で蒸発するような媒体が用いられる。例えば、燃料電池40に固体高分子型の燃料電池を用いた場合、温水タンク44の温水の温度は60℃から80℃程度であり、冷水タンク42の冷水の温度は、水道水の温度、例えば5℃から25℃程度であるので、沸点が25℃から60℃の間にある媒体が作動媒体として用いられてよい。   In this example, the working medium is a medium that condenses at a temperature higher than the temperature of the cold water in the cold water tank 42 and evaporates at a temperature lower than the temperature of the hot water in the hot water tank 44. For example, when a polymer electrolyte fuel cell is used as the fuel cell 40, the temperature of the hot water in the hot water tank 44 is about 60 ° C. to 80 ° C., and the temperature of the cold water in the cold water tank 42 is the temperature of tap water, for example, Since the temperature is about 5 ° C to 25 ° C, a medium having a boiling point between 25 ° C and 60 ° C may be used as the working medium.

そして、温度差発電装置46を用いて発電を行う場合、蒸発器64における温水の温度は、作動媒体の沸点よりも高い温度であって、かつ、凝縮器66の冷水の温度は、作動媒体の沸点よりも低い温度であることが必要である。そこで、本例の温度センサ56は、冷水タンク42に蓄えられた冷水の温度を検出し、温度センサ58は、温水タンク44に蓄えられた温水の温度を検出する。制御部54は、冷水タンク42に蓄えられた冷水の温度と、温水タンク44に蓄えられた温水の温度に基づいて、燃料電池40および温度差発電装置46の運転を制御する。本例では、温水タンク44における温水の温度が、作動媒体の沸点よりも所定値以上高く、かつ冷水タンク42における冷水の温度が、作動媒体の沸点よりも所定値以上低い場合に、温度差を利用して発電を行う。尚、制御の詳細については、次の図2で説明する。   When power generation is performed using the temperature difference power generation device 46, the temperature of the hot water in the evaporator 64 is higher than the boiling point of the working medium, and the temperature of the cold water in the condenser 66 is equal to that of the working medium. The temperature must be lower than the boiling point. Therefore, the temperature sensor 56 of this example detects the temperature of the cold water stored in the cold water tank 42, and the temperature sensor 58 detects the temperature of the hot water stored in the hot water tank 44. The control unit 54 controls the operation of the fuel cell 40 and the temperature difference power generator 46 based on the temperature of the cold water stored in the cold water tank 42 and the temperature of the hot water stored in the hot water tank 44. In this example, the temperature difference is determined when the temperature of the hot water in the hot water tank 44 is higher than the boiling point of the working medium by a predetermined value or more and the temperature of the cold water in the cold water tank 42 is lower than the boiling point of the working medium by a predetermined value or more. Use it to generate electricity. Details of the control will be described with reference to FIG.

図2は、燃料電池排熱利用システム100の動作の一例を示す状態図である。ここで、現在の家庭の消費電力Pが、燃料電池40が発電することのできる最大の電力値Pよりも大きく、温水タンク44の温度Taが、作動媒体の沸点よりも所定の温度だけ高い温度T以上であって、かつ、冷水タンク42の温度Tbが、作動媒体の沸点よりも所定の温度だけ低い温度T以下である場合には、制御部54は、燃料電池40および温度差発電装置46の両者の運転を行う。ここで、所定の温度とは、例えば10℃であってよい。これにより本発明の建物800は、燃料電池40のみを運転した場合に比べて、より大きな電力を得ることができる。 FIG. 2 is a state diagram showing an example of the operation of the fuel cell exhaust heat utilization system 100. Here, the current household power consumption P is greater than the maximum power value P 2 that the fuel cell 40 can generate, and the temperature Ta of the hot water tank 44 is higher than the boiling point of the working medium by a predetermined temperature. a the temperature above T 1 and the temperature Tb of the cold water tank 42, when it is low temperature T 2 less by a predetermined temperature than the boiling point of the working medium, the control unit 54, the fuel cell 40 and the temperature difference Both of the generators 46 are operated. Here, the predetermined temperature may be 10 ° C., for example. Thereby, the building 800 of the present invention can obtain larger electric power than the case where only the fuel cell 40 is operated.

また、現在の家庭の消費電力Pが、温度差発電装置46が発電することのできる最大の電力Pよりも大きく、P以下である場合、制御部54は、温水タンク44の温度Taおよび、冷水タンク42の温度Tbに関わらず、温度差発電装置46による発電は行わずに、燃料電池40で発電を行う。また、温水タンク44の温度Taが、Tよりも低いか、或いは、冷水タンク42の温度TbがTよりも高い場合には、家庭の電力の需要がある場合には、制御部54は、温度差発電装置46による発電は行わずに、燃料電池40で発電を行う。この場合、例えば、家庭の消費電力PがPよりも大きい場合には、水道管48は、燃料電池40で不足した分の電力として、外部の商用電力を家庭へ供給させる。 When the current household power consumption P is greater than the maximum power P 1 that can be generated by the temperature difference power generation device 46 and equal to or less than P 2 , the control unit 54 determines whether the temperature Ta of the hot water tank 44 and Regardless of the temperature Tb of the cold water tank 42, the fuel cell 40 generates power without generating power by the temperature difference power generation device 46. In addition, when the temperature Ta of the hot water tank 44 is lower than T 1 or the temperature Tb of the cold water tank 42 is higher than T 2 , the control unit 54 may The fuel cell 40 generates power without generating power by the temperature difference power generation device 46. In this case, for example, when the power consumption P of the home is greater than P 2, the water pipe 48, as a minute power shortage in the fuel cell 40, to supply the external commercial power to the home.

消費電力Pが、P以下であり、温水タンク44の温度Taが、T以上であって、かつ、冷水タンク42の温度TbがT以下である場合には、制御部54は、温度差発電装置46のみで発電を行う。これにより、燃料電池40における原燃料の消費を抑えることができる。そして、電力の需要が無い場合には、燃料電池40および温度差発電装置46のいずれにおいても発電を行わない。 When the power consumption P is P 1 or less, the temperature Ta of the hot water tank 44 is T 1 or more, and the temperature Tb of the cold water tank 42 is T 2 or less, the control unit 54 Power generation is performed only by the differential power generation device 46. Thereby, consumption of the raw fuel in the fuel cell 40 can be suppressed. When there is no demand for power, neither the fuel cell 40 nor the temperature difference power generation device 46 generates power.

尚、本例において、燃料電池40を動作させている場合には、蒸発器62の温度は、常にTよりも高い。従って、例えば消費電力PがPよりも大きく、冷水タンク42の温度TbがTよりも低い場合に、温水タンク44の温水の温度がTよりも低くても、蒸発器62は作動媒体を気化することができるので、制御部54は温度差発電装置46の運転を開始することができる。このように、本発明の燃料電池排熱利用システム100は、燃料電池40の排熱から更に電力を得ることができるので、燃料電池40の排熱を有効に利用することができる。 In the present embodiment, when the fuel cell 40 are operated, the temperature of the evaporator 62 is higher than always T 1. Therefore, for example, when the power consumption P is larger than P 2 and the temperature Tb of the cold water tank 42 is lower than T 2 , the evaporator 62 can be operated even if the temperature of the hot water in the hot water tank 44 is lower than T 1. Therefore, the control unit 54 can start the operation of the temperature difference power generation device 46. As described above, the fuel cell exhaust heat utilization system 100 according to the present invention can obtain more power from the exhaust heat of the fuel cell 40, and therefore can effectively utilize the exhaust heat of the fuel cell 40.

尚、他の例において温度差発電装置46は、作動媒体を減圧する減圧手段を更に有しても良い。この場合、減圧手段は、例えば蒸発器62とタービン72との間に設けられ、温水タンク44の温水により暖められた作動媒体を減圧することにより、作動媒体を蒸発させる。ここで、蒸発器62および64は、例えば、作動媒体を液体の状態のままで加圧および加熱し、減圧手段は、作動媒体を加圧された圧力よりも低い圧力に減圧してよい。これにより、蒸気となった作動媒体、或いは、蒸気と液体の混合体となった作動媒体がタービン72へ供給され、発電機76は電力を得ることができる。尚、減圧手段は、例えば減圧弁であってよい。   In another example, the temperature difference power generation device 46 may further include a decompression unit that decompresses the working medium. In this case, the depressurizing means is provided between the evaporator 62 and the turbine 72, for example, and evaporates the working medium by depressurizing the working medium warmed by the hot water in the hot water tank 44. Here, for example, the evaporators 62 and 64 may pressurize and heat the working medium in a liquid state, and the decompression unit may decompress the working medium to a pressure lower than the pressurized pressure. Thereby, the working medium that has become steam or the working medium that has become a mixture of steam and liquid is supplied to the turbine 72, and the generator 76 can obtain electric power. The pressure reducing means may be a pressure reducing valve, for example.

また、本例の燃料電池排熱利用システム100は、作動媒体を用いてタービン72を動作させることで発電を行ったが、他の例においては、熱電素子を用いることにより発電を行ってもよい。この場合、温度差発電装置46は、タービン72、発電機76、2つの蒸発器62、64、凝縮器66、作動媒体用配管70、作動媒体循環用ポンプ68に代えて、熱電素子を有する。ここで、本例の熱電素子は、異なる2種類の金属が一端で結合され、結合されていない各他端には、起電力を取り出す為の端子がそれぞれ接続されている。結合部および各他端は、冷水タンク42および温水タンク44へそれぞれ設置される。ここで、冷水タンク42の冷水および温水タンク44の温水により、結合部と各他端との間には温度差が生じるので、これにより熱電素子は温度差に応じた起電力を発生させる。発生した起電力は、各他端に接続された端子により外部へ取り出され、適切な変圧を行われた後、家庭へ供給される。このように本例の燃料電池排熱利用システム100は、熱電素子を用いて電力を得ることができる。   Further, the fuel cell exhaust heat utilization system 100 of this example performs power generation by operating the turbine 72 using a working medium. However, in other examples, power generation may be performed by using a thermoelectric element. . In this case, the temperature difference power generation device 46 has a thermoelectric element instead of the turbine 72, the generator 76, the two evaporators 62 and 64, the condenser 66, the working medium pipe 70, and the working medium circulation pump 68. Here, in the thermoelectric element of this example, two different kinds of metals are coupled at one end, and terminals for extracting an electromotive force are connected to the other uncoupled ends. The coupling portion and each other end are installed in the cold water tank 42 and the hot water tank 44, respectively. Here, the cold water in the cold water tank 42 and the hot water in the hot water tank 44 cause a temperature difference between the coupling portion and each other end, so that the thermoelectric element generates an electromotive force according to the temperature difference. The generated electromotive force is taken out to the outside by a terminal connected to each other end, subjected to appropriate transformation, and then supplied to the home. Thus, the fuel cell exhaust heat utilization system 100 of this example can obtain electric power using a thermoelectric element.

尚、熱電素子は温度差が大きい場合により大きな起電力を発生させるので、熱電素子の結合部および各他端のそれぞれは、温度差が大きな箇所に設けられることが好ましい。例えば熱電素子の結合部および各他端のそれぞれは、冷水タンク42の下方、および温水タンク44の上方にそれぞれ設けられてよい。これにより、熱電素子はより大きな電力を得ることができる。尚、結合部および各他端のそれぞれは、生じる起電力の方向によって、適宜、冷水タンク42または温水タンク44のいずれかに設けられてよい。このように、熱電素子を用いることにより、燃料電池排熱利用システム100は、より簡易な構成の温度差発電装置46を用いて電力を得ることができる。   In addition, since the thermoelectric element generates a larger electromotive force when the temperature difference is large, it is preferable that the coupling portion of the thermoelectric element and each of the other ends are provided at locations where the temperature difference is large. For example, the coupling portion of the thermoelectric element and each of the other ends may be provided below the cold water tank 42 and above the hot water tank 44, respectively. Thereby, the thermoelectric element can obtain larger electric power. Note that each of the coupling portion and each of the other ends may be appropriately provided in either the cold water tank 42 or the hot water tank 44 depending on the direction of the generated electromotive force. Thus, by using the thermoelectric element, the fuel cell exhaust heat utilization system 100 can obtain electric power using the temperature difference power generation device 46 having a simpler configuration.

図3は、本発明の他の実施形態に係る燃料電池排熱利用システム105を備えた建物800を示す。燃料電池排熱利用システム105は、燃料電池40、貯湯タンク67、冷水配管50、温水配管52、水道管48、制御部54、2つの温度センサ57、59、および温度差発電装置80を有する。温度差発電装置80は、作動媒体循環用ポンプ69、蒸発器64、作動媒体用配管70、タービン72、発電機76、および凝縮器66を含む。尚、図3において、図1と同じ符号を付した構成は、図1における構成と同一又は同様の機能を有するので、説明を省略する。   FIG. 3 shows a building 800 equipped with a fuel cell exhaust heat utilization system 105 according to another embodiment of the present invention. The fuel cell exhaust heat utilization system 105 includes a fuel cell 40, a hot water storage tank 67, a cold water pipe 50, a hot water pipe 52, a water pipe 48, a control unit 54, two temperature sensors 57 and 59, and a temperature difference power generation device 80. The temperature difference power generation device 80 includes a working medium circulation pump 69, an evaporator 64, a working medium pipe 70, a turbine 72, a generator 76, and a condenser 66. In FIG. 3, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same or similar functions as the components in FIG.

温度差発電装置80が有する作動媒体用配管70は、蒸発器64、タービン72、凝縮器66、および作動媒体循環用ポンプ69と、この順に直列に接続される。ここで、蒸発器64は燃料電池40の内部に配置され、凝縮器66は貯湯タンク67の内部に配置される。作動媒体用配管70は、内部に作動媒体を有しており、作動媒体循環用ポンプ69は、作動媒体用配管70の内部に含まれる作動媒体を、凝縮器66、作動媒体循環用ポンプ68、蒸発器64、蒸発器62、およびタービン72に循環させる。   A working medium pipe 70 included in the temperature difference power generation device 80 is connected in series with an evaporator 64, a turbine 72, a condenser 66, and a working medium circulation pump 69 in this order. Here, the evaporator 64 is disposed inside the fuel cell 40, and the condenser 66 is disposed inside the hot water storage tank 67. The working medium pipe 70 has a working medium therein, and the working medium circulation pump 69 converts the working medium contained in the working medium pipe 70 into a condenser 66, a working medium circulation pump 68, It is circulated through the evaporator 64, the evaporator 62, and the turbine 72.

本例の凝縮器66は、貯湯タンク67の内部に配置されている。これにより凝縮器66は、貯湯タンク67の内部に蓄えられた水を用いて、蒸発した作動媒体を凝縮する。この場合、凝縮器66は、貯湯タンク67の上部から下部へ向かって作動媒体が循環するように、貯湯タンク67の内部に配置される。貯湯タンク67の上部には、より温かい温水が貯えられ、貯湯タンク67の下部には、より冷たい水が貯えられているので、蒸発した作動媒体を効率よく凝縮することができる。作動媒体循環用ポンプ69は、液体の作動媒体を蒸発器64へ送出する。   The condenser 66 of this example is disposed inside the hot water storage tank 67. Thereby, the condenser 66 condenses the evaporated working medium using the water stored in the hot water storage tank 67. In this case, the condenser 66 is arranged inside the hot water storage tank 67 so that the working medium circulates from the upper part to the lower part of the hot water storage tank 67. Warm hot water is stored in the upper part of the hot water storage tank 67, and colder water is stored in the lower part of the hot water storage tank 67, so that the evaporated working medium can be efficiently condensed. The working medium circulation pump 69 sends the liquid working medium to the evaporator 64.

蒸発器64は、燃料電池40の内部に配置される。蒸発器64は燃料電池40の排熱を用いて、凝縮した作動媒体を蒸発させる。作動媒体用配管70は、蒸発した作動媒体をタービン72へ供給する。気化した作動媒体は、作動媒体用配管70によって凝縮器66へ送られ、再び、貯湯タンク67の水により凝縮される。このように本発明の温度差発電装置80は、燃料電池40と貯湯タンク67との温度差を用いて発電を行うと共に、燃料電池40で生じた熱を、貯湯タンク67へ排出する。   The evaporator 64 is disposed inside the fuel cell 40. The evaporator 64 uses the exhaust heat from the fuel cell 40 to evaporate the condensed working medium. The working medium pipe 70 supplies the evaporated working medium to the turbine 72. The vaporized working medium is sent to the condenser 66 through the working medium pipe 70 and is condensed again by the water in the hot water storage tank 67. Thus, the temperature difference power generation device 80 of the present invention generates power using the temperature difference between the fuel cell 40 and the hot water storage tank 67 and discharges the heat generated in the fuel cell 40 to the hot water storage tank 67.

尚、貯湯タンク67は、上部で温水配管52と接続され、下部で冷水配管50および水道管48と接続されている。ここで、水道管48は、冷水配管50よりも更に下部で、貯湯タンク67と接続される。この場合、貯湯タンク67は、貯湯タンク67の下部から貯湯タンク67の上部へ向かって、より高い温度の水を貯えている。温水配管52、冷水配管50および水道管48は、この順番で、貯湯タンク67の上部から下部へ配置されているので、温水配管52は、温水を利用者へ提供することができ、また冷水配管50は、温水配管52が供給する温水よりも冷たい水を利用者へ提供することができる。   The hot water storage tank 67 is connected to the hot water pipe 52 at the upper part and to the cold water pipe 50 and the water pipe 48 at the lower part. Here, the water pipe 48 is connected to the hot water storage tank 67 further below the cold water pipe 50. In this case, the hot water storage tank 67 stores water at a higher temperature from the lower part of the hot water storage tank 67 toward the upper part of the hot water storage tank 67. Since the hot water pipe 52, the cold water pipe 50, and the water pipe 48 are arranged in this order from the upper part to the lower part of the hot water storage tank 67, the hot water pipe 52 can provide hot water to the user, and the cold water pipe. 50 can provide the user with colder water than the hot water supplied by the hot water pipe 52.

温度センサ57は、貯湯タンク67の冷水の温度を測定し、温度センサ59は、燃料電池40の内部の温度を測定する。制御部54は、貯湯タンク67に蓄えられた水の温度と、燃料電池40の内部の温度に基づいて、燃料電池40および温度差発電装置80の運転を制御する。尚、制御の詳細は、図4で説明する。   The temperature sensor 57 measures the temperature of the cold water in the hot water storage tank 67, and the temperature sensor 59 measures the temperature inside the fuel cell 40. The control unit 54 controls the operation of the fuel cell 40 and the temperature difference power generator 80 based on the temperature of the water stored in the hot water storage tank 67 and the temperature inside the fuel cell 40. Details of the control will be described with reference to FIG.

図4は、燃料電池排熱利用システム105の動作の一例を示す状態図である。本例の制御部54は、貯湯タンク67の温度Tdに基づいて、貯湯タンク67の熱量を算出する。一例として、制御部54は、貯湯タンク67の温度Tdから水道管48によって給水される温度を減じた値に、貯湯された水量を乗じることにより、制御部54の熱量を算出する。また、制御部54は、貯湯タンク67の熱量の基準値Qを予め有する。尚、熱量の基準値Qとは、燃料電池40の排熱を温水として貯湯タンク67に貯えることのできる最大の熱量であってもよいし、燃料電池40の排熱を温水として貯湯タンク67に貯えることのできる最大の熱量から、所定の割合の熱量だけ減じた熱量であってもよい。 FIG. 4 is a state diagram showing an example of the operation of the fuel cell exhaust heat utilization system 105. The control unit 54 of this example calculates the amount of heat of the hot water storage tank 67 based on the temperature Td of the hot water storage tank 67. As an example, the control unit 54 calculates the amount of heat of the control unit 54 by multiplying the value obtained by subtracting the temperature supplied by the water pipe 48 from the temperature Td of the hot water storage tank 67 by the amount of stored hot water. Further, the control unit 54 has a reference value Q 1 for the amount of heat of the hot water storage tank 67 in advance. Incidentally, the reference value to Q 1 heat may be a maximum amount of heat that can store the exhaust heat of the fuel cell 40 in the hot water storage tank 67 as hot water, hot water storage exhaust heat of the fuel cell 40 as a hot water tank 67 It may be the amount of heat obtained by subtracting a predetermined amount of heat from the maximum amount of heat that can be stored.

ここで、現在の家庭の消費電力Pが、燃料電池40が発電することのできる最大の電力Pよりも大きく、かつ貯湯タンク67の熱量QがQよりも小さい場合であって、かつ、燃料電池40の温度Tcが、作動媒体の沸点よりも所定の温度だけ高い温度T以上であって、かつ貯湯タンク67の温度Tdが、作動媒体の沸点よりも所定の温度だけ低い温度T以下である場合には、制御部54は、燃料電池40および温度差発電装置80によって発電を行う。 Here, the power consumption P of the current home, greater than the maximum power P 3 that can be the fuel cell 40 generates electric power, and quantity Q of the hot water storage tank 67 is a smaller than Q 1, and, temperature Tc of the fuel cell 40, be only a temperature above T 1 predetermined temperature than the boiling point of the working medium and the temperature Td of the hot water storage tank 67, a predetermined temperature above the boiling point of the working medium only lower temperature T 2 In the following cases, the control unit 54 generates power with the fuel cell 40 and the temperature difference power generation device 80.

また、消費電力PがP以下であり、かつ貯湯タンク67の熱量QがQよりも小さい場合には、燃料電池40の温度Tcおよび貯湯タンク67の温度Tdに関わらず、制御部54は、温度差発電装置80の発電を停止し、燃料電池40で発電を行わせる。 Further, the power consumption P is a P 3 or less, and when the amount of heat Q of the hot water storage tank 67 is less than Q 1 is, regardless of the temperature Td of the temperature Tc and the hot water storage tank 67 of the fuel cell 40, the control unit 54 Then, the power generation of the temperature difference power generation device 80 is stopped and the fuel cell 40 generates power.

或いは、貯湯タンク67の熱量QがQよりも小さい場合であって、かつ、燃料電池40の温度TcがTよりも低いか、又は、貯湯タンク67の温度TdがTよりも高い場合には、制御部54は、作動媒体用配管70の発電を停止し、燃料電池40で発電を行わせる。尚、本例において温度差発電装置80の発電を停止する場合、制御部54は、発電機76による発電を停止させるが、作動媒体循環用ポンプ69による作動媒体の循環は停止させない。本例において、温度Tは、作動媒体の沸点よりも10℃高く、温度Tは作動媒体の沸点よりも10℃低いので、温度差発電装置80が温度差を用いた発電ができない場合であっても、燃料電池排熱利用システム105は、作動媒体用配管70の内部の作動媒体を循環させることにより、燃料電池40による発電を続けることができる。 Alternatively, when the heat quantity Q of the hot water storage tank 67 is smaller than Q 1 and the temperature Tc of the fuel cell 40 is lower than T 1 or the temperature Td of the hot water storage tank 67 is higher than T 2. The control unit 54 stops the power generation of the working medium pipe 70 and causes the fuel cell 40 to generate power. In this example, when the power generation of the temperature difference power generation device 80 is stopped, the control unit 54 stops the power generation by the generator 76, but does not stop the circulation of the working medium by the working medium circulation pump 69. In this example, the temperature T 1 is 10 ° C. higher than the boiling point of the working medium, and the temperature T 2 is 10 ° C. lower than the boiling point of the working medium. Therefore, the temperature difference power generator 80 cannot generate power using the temperature difference. Even in this case, the fuel cell exhaust heat utilization system 105 can continue the power generation by the fuel cell 40 by circulating the working medium inside the working medium pipe 70.

そして、貯湯タンク67の熱量QがQよりも大きい場合いは、制御部54は、燃料電池40および温度差発電装置80の発電を停止させる。このように、本発明の燃料電池排熱利用システム105は、燃料電池40の排熱を利用することにより、更に電力を得ることができる。そして、電力の需要が無い場合には、燃料電池40および温度差発電装置80のいずれにおいても発電を行わない。 Then, had when heat Q of the hot water storage tank 67 is greater than Q 1 is, the control unit 54 stops the power generation of the fuel cell 40 and the temperature difference power generator 80. As described above, the fuel cell exhaust heat utilization system 105 of the present invention can further obtain electric power by utilizing the exhaust heat of the fuel cell 40. When there is no demand for power, neither the fuel cell 40 nor the temperature difference power generation device 80 generates power.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の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ことが当業者に明らかである。その様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. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の実施形態に係る燃料電池排熱利用システム100を備えた建物800を示す。1 shows a building 800 equipped with a fuel cell exhaust heat utilization system 100 according to an embodiment of the present invention. 燃料電池排熱利用システム100の動作の一例を示す状態図である。3 is a state diagram showing an example of the operation of the fuel cell exhaust heat utilization system 100. FIG. 発明の他の実施形態に係る燃料電池排熱利用システム105を備えた建物800を示す1 shows a building 800 with a fuel cell waste heat utilization system 105 according to another embodiment of the invention. 燃料電池排熱利用システム105の動作の一例を示す状態図である。It is a state diagram showing an example of operation of fuel cell exhaust heat utilization system 105.

符号の説明Explanation of symbols

40・・・燃料電池、42・・・冷水タンク、44・・・温水タンク、46・・・温度差発電装置、48・・・水道管、50・・・冷水配管、51・・・接続配管、52・・・温水配管、54・・・制御部、56、57、58、59・・・温度センサ、60・・・燃料電池冷却用ポンプ、62・・・蒸発器、64・・・蒸発器、66・・・凝縮器、67・・・貯湯タンク、68、69・・・作動媒体循環用ポンプ、70・・・作動媒体用配管、72・・・タービン、76・・・発電機、80・・・温度差発電装置、100、105燃料電池排熱利用システム、800・・・建物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Fuel cell, 42 ... Cold water tank, 44 ... Hot water tank, 46 ... Temperature difference power generation device, 48 ... Water pipe, 50 ... Cold water piping, 51 ... Connection piping 52 ... Hot water piping, 54 ... Control unit, 56, 57, 58, 59 ... Temperature sensor, 60 ... Fuel cell cooling pump, 62 ... Evaporator, 64 ... Evaporation , 66 ... condenser, 67 ... hot water storage tank, 68, 69 ... pump for working medium circulation, 70 ... piping for working medium, 72 ... turbine, 76 ... generator, 80 ... Temperature difference power generator, 100, 105 Fuel cell exhaust heat utilization system, 800 ... Building

Claims (9)

燃料電池と、
水道管から供給される冷水を蓄える冷水タンクと、
前記冷水タンクから冷水を供給する冷水配管と、
前記燃料電池が生成した温水を蓄える温水タンクと、
前記温水タンクから家庭に温水を供給する温水配管と、
前記温水タンクに蓄えられた温水と、前記冷水タンクに蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行う温度差発電装置と
を備える燃料電池排熱利用システム。
A fuel cell;
A cold water tank for storing cold water supplied from a water pipe;
Cold water piping for supplying cold water from the cold water tank;
A hot water tank for storing hot water generated by the fuel cell;
Hot water piping for supplying hot water to the home from the hot water tank;
A fuel cell exhaust heat utilization system comprising: a temperature difference power generation device that generates power using a temperature difference between hot water stored in the hot water tank and cold water stored in the cold water tank.
前記冷水タンクは、上方で前記冷水配管に接続されている請求項1に記載の燃料電池排熱利用システム。   The fuel cell exhaust heat utilization system according to claim 1, wherein the cold water tank is connected to the cold water pipe at an upper side. 前記冷水タンクは、下方で前記水道管に接続されている請求項1または2に記載の燃料電池排熱利用システム。 The fuel cell waste heat utilization system according to claim 1 or 2, wherein the cold water tank is connected to the water pipe at a lower side. 前記冷水タンクは、前記冷水配管および前記水道管の双方に対して開放されている請求項1からのいずれか1項に記載の燃料電池排熱利用システム。 The fuel cell exhaust heat utilization system according to any one of claims 1 to 3, wherein the cold water tank is open to both the cold water pipe and the water pipe. 前記冷水タンクの上方が前記温水タンクの下方と接続されている請求項1から4のいずれか1項に記載の燃料電池排熱利用システム。 The fuel cell exhaust heat utilization system according to any one of claims 1 to 4, wherein an upper part of the cold water tank is connected to a lower part of the hot water tank. 前記温水タンクは前記冷水タンクに対して開放されている請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料電池排熱利用システム。 The fuel cell waste heat utilization system according to any one of claims 1 to 5, wherein the hot water tank is open to the cold water tank. 前記温水タンクは、前記冷水タンクの上に前記冷水タンクと一体に設けられており、
前記冷水配管は、前記水道管よりも上方で、前記温水配管よりも下方において前記冷水タンクに接続されている請求項1から6のいずれか1項に記載の燃料電池排熱利用システム。
The hot water tank is provided integrally with the cold water tank on the cold water tank,
The fuel cell exhaust heat utilization system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the cold water pipe is connected to the cold water tank above the water pipe and below the hot water pipe.
燃料電池と、
水道管から供給される冷水を蓄える冷水タンクと、
前記冷水タンクから冷水を供給する冷水配管と、
前記燃料電池が生成した温水を蓄える温水タンクと、
前記温水タンクから家庭に温水を供給する温水配管と、
前記温水タンクに蓄えられた温水と、前記冷水タンクに蓄えられた冷水との温度差を利用して発電を行う温度差発電装置と
を備える建物。
A fuel cell;
A cold water tank for storing cold water supplied from a water pipe;
Cold water piping for supplying cold water from the cold water tank;
A hot water tank for storing hot water generated by the fuel cell;
Hot water piping for supplying hot water to the home from the hot water tank;
A building comprising a temperature difference power generation device that generates power using a temperature difference between hot water stored in the hot water tank and cold water stored in the cold water tank.
前記温水タンクは、前記冷水タンクの上に前記冷水タンクと一体に設けられており、
前記冷水配管は、前記水道管よりも上方で、前記温水配管よりも下方において前記冷水タンクに接続されている請求項に記載の建物。
The hot water tank is provided integrally with the cold water tank on the cold water tank,
The building according to claim 8 , wherein the cold water pipe is connected to the cold water tank above the water pipe and below the hot water pipe.
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