JP5488812B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
マイコンメータは、保護機能の一つとして「ガス漏れ警報機能」を有しており、第1の所定時間(例えば、30日)連続してガスが流れ続けたと判定すると警報を発する。具体的には、マイコンメータは、第2の所定時間毎(例えば、60分毎)にガスの流れを検出しており、この検出により、第1の所定時間にわたって連続して第2の所定時間毎にガス流が検出されると、ガス漏れと判定して、警報を発するようになっている。
特許文献1に記載された燃料電池システムは、固体高分子形燃料電池であり、27日目までに計測された家庭における電力・温水使用スケジュールにより、人が活動していない時間帯を推測する学習機能を有しており、28日目以降に所定時間の運転停止を最適タイミングで行うようになっている。
さらに、この燃料電池システムでは、警報回避のために運転を停止している最中に、貯湯ユニット内の補助加熱器で実際にガスが使用された場合には、運転停止時間(第2の所定時間)の計測をリセットして、新たに運転停止時間が経過するのを待つようになっている。これにより、この燃料電池システムでは、第1の所定時間内において、ガスが実際に使用されていない第2の所定時間を確保することで、警報回避することができる。
したがって、固体電解質形燃料電池を用いた燃料電池システムでは、このような長期間にわたって不使用時間帯を確保することができない場合には、ガス漏れ警報機能によるガス漏れ誤判定を回避することができないという問題があった。
また、本発明は、固体電解質形燃料電池を用いた場合であっても、マイコンメータのガス漏れ警報機能による警報を回避することが可能な燃料電池システムを提供することを目的としている。
さらに、本発明は、ガス漏れ警報機能による警報を回避するための運転停止時間を人の活動状態に合わせて適宜に設定可能な燃料電池システムを提供することを目的としている。
第3の所定時間は、燃料電池ユニットのセルの酸化が発生しない程度の温度まで、燃料電池ユニットの温度が下がるのに要する時間であるから、外気温や燃料電池ユニット内の温度に応じて変化する。上記構成の本発明では、運転停止処理を行うときの外気温や燃料電池ユニット内の温度に基づいて、第3の所定時間を適切に算出することで、不使用時間帯の開始時刻に合わせて、より正確にガス供給を停止させることができる。
ガス供給を停止している第2の所定時間の経過中に、人の活動を検知した場合は、人がガス使用器具を使用してしまう可能性があり、マイコンメータの警報回避に失敗する可能性が高くなる。このため、上記構成の本発明では、人の活動を検知した場合は、その時点から新たに第2の所定時間のカウントを始めてガス停止時間を延長することで、警報回避の確率を高めることができる。なお、本発明では、不使用時間帯の開始時点に合わせて、ガス供給を完全に停止することができるため、延長可能な時間を従来よりも長く確保することができる。
人の活動を検知してリセットした第2の所定時間の終了時刻が不使用時間帯を超えてしまう場合は、第2の所定時間の計測のリセットにより、ガス供給停止時間を延長しても、警報回避が失敗する可能性が高い。このため、上記構成の本発明では、このような場合には、燃料電池システムの運転停止状態を解除して、発電状態に戻すことで、早期に電力需要に備えることができる。
このように構成された本発明によれば、運転停止処理を中止した場合には、次の不使用時間帯に再度運転停止処理を試みることで、全体として警報回避の確率を高めることができる。
このように構成された本発明によれば、人の活動を検知するために別途センサを設けることなく、負荷追従等の目的で燃料電池システムに既に存在する電力検知手段によって人の活動を検知することができる。
このように構成された本発明によれば、人の活動を検知するために別途センサを設けることなく、コジェネシステムに既に存在する給湯量測定手段によって人の活動を検知することができる。
不使用時間帯の推定に用いる平均的な活動状態と比較して、第3の所定時間の経過中の人の活動状態が異なっていると推測される場合には、第2の所定時間(ガス停止時間)の経過中にガスが使用されてしまう可能性が高い。このため、上記構成の本発明では、運転停止制御を変更することで、今回予定していた運転停止処理を行わなかったり、無駄に終わってしまうであろうガス停止時間を設けることなく再起動処理を行ったりする等の対応をとることで、運転効率を向上させることができる。
第3の所定時間の経過中に通常と異なる活動パターンを検出した後、第2の所定時間(ガス停止時間)に人の活動を検知した場合、それ以降においても平均的な活動パターンと異なることが予測されるため、第2の所定時間の計測をリセットすることで第2の所定時間を延長しても、警報回避ができずに無駄になってしまう可能性が高い。このため、上記構成の本発明では、このような場合には、第2の所定時間の延長処理(すなわち、第2の所定時間の計測のリセット処理)を行うことなく、発電状態に復帰するように構成されている。
第3の所定時間の経過中における給湯量が平均的なパターンと異なる場合は、入浴時間が異なる等、人の活動が通常の生活パターンから大きくずれることが予想されるので、ガス停止時間帯にガスが使用されてしまう可能性が特に高い。このため、上記構成の本発明では、このような場合には、第3の所定時間の経過中に発電状態に戻すことで無駄な運転停止を避けることができる。
平均活動パターンからずれた人の活動は、イレギュラーなものであるため、別の不使用時間帯に再度運転停止処理を実施することで、次回は警報回避に成功する可能性が高い。このため、上記構成の本発明では、第3の所定時間の経過中に通常の平均活動パターンから異なった人の活動が検出されたことにより、運転停止処理を中止した場合にも、別の不使用時間帯において、再度の運転停止処理を行う。
モジュール温度が所定温度以下まで下がると、再起動に要するエネルギーが大きくなってしまうので、この場合はそのまま運転停止させて警報回避を試みる方が望ましい。このため、上記構成の本発明では、燃料電池ユニット内のモジュール温度が第3の所定時間の経過と共に所定温度以下(例えば500℃以下)まで下がっていた場合には、そのまま運転停止させて警報回避を試みる。
このように構成された本発明によれば、所定時間が経過することでモジュール温度が低下した場合は、再起動に要する大きなエネルギーを考慮して、そのまま運転停止させて警報回避を試みる。
このように構成された本発明によれば、不使用時間帯を自動設定(推定)ではなく手動設定とすることで、家庭によっては自動設定(推定)した場合よりも精度よく運転停止制御を行うことができる。また、ユーザが手動設定することで、ガス使用器具を使用すべきでない時間帯がユーザによって認識されるため、このような時間帯にガス使用器具が使用される可能性が更に低くなる。
特定の曜日(例えば土曜日、日曜日)には生活パターンが異なる場合が考えられるが、上記構成の本発明では、運転停止制御を行う曜日を限定することで、ユーザの生活パターンに応じて、ガスの使われない時間帯を正確に狙って停止させることができる。
このように構成された本発明によれば、得られた器具情報に基づいて、ガス使用器具の有無、種類に応じて適切な運転停止制御を行うことができる。
このように構成された本発明によれば、ガス使用器具の有無に応じて、適切な制御を行うことができる。例えばオール電化の家庭では、運転停止処理中に使用されて困るのは、燃料電池システムに付随する給湯器だけであり、しかも、この給湯器は使用されたか否かを燃料システム側で検出することができる。したがって、上記構成の本発明では、ガス使用器具の使用を「推定」するような制御は不要になるため、ガス使用器具がある場合とは異なる簡素化した制御を行うことが可能となる。
このように構成された本発明によれば、第2の所定時間の経過中におけるガス使用器具の使用を考慮する必要がないので、燃料電池システムに付随する給湯器の使用を検出した場合を除いて、第2の所定時間の計測をリセットしない。
ガス使用器具が無い場合は、燃料電池システムに付随する給湯器以外にガスの使用チャンネルが無いので、第3の所定時間の経過中に通常と異なるガス使用を検知しても、第2の所定時間(ガス停止期間)を確保できない可能性は低い。また、給湯器が使用された場合には、第2の所定時間の経過カウントがリセットされるが、第2の所定時間の計測のリセットを行う場合でも、給湯器の使用が長時間続く可能性は低い。このため、上記構成の本発明では、ガス使用器具が無い場合には、警報回避できる可能性が高いため、運転停止制御を変更しない。
ガス使用器具の種類によって、一般的に使用される時間帯は異なる。上記構成の本発明では、ガス使用器具の種類に応じて、不使用時間帯として設定することが適切でない時間帯を決めることができるので、不使用時間帯の推定をより正確に行うことができる。
このように構成された本発明によれば、ガス使用器具の器具情報(有無及び種類)で特定されるガス使用器具の一般的な使用時間帯を避けることにより、不使用時間帯の推定をより正確に行うことができる。
このように構成された本発明によれば、次回に行われる運転停止処理の時間帯を予告することで、ユーザに停止時間帯を認識させることができ、この時間帯におけるガス使用器具の使用を防止することができる。
このように構成された本発明によれば、運転停止処理中であることをユーザに知らせることで、ガス使用器具が使用されることを防止することができる。
また、本発明の燃料電池システムによれば、固体電解質形燃料電池を用いた場合であっても、マイコンメータのガス漏れ警報機能による警報を回避することができる。
さらに、本発明の燃料電池システムによれば、ガス漏れ警報機能による警報を回避するための運転停止時間を人の活動状態に合わせて適宜に設定することができる。
図1は、本発明の一実施形態による燃料電池システムの全体構成図である。図1は、本発明の一実施形態の燃料電池システム1が家庭内に設置された場合を示しているが、これに限らず、燃料電池システム1を工場、集合住宅、公共施設等のガス及び電力を使用する場所に設置してもよい。
また、貯湯ユニット50は、燃料電池システム1からの排熱を利用して水を昇温して湯を生成及び貯留し、家庭へ給湯可能となっている。また、貯湯ユニット50には、補助加熱用器具が備えられている。補助加熱用器具は、貯留されている湯温度が低い場合に、給湯時に供給する湯を再加熱するためのガス器具である。
貯湯ユニット50は、燃料電池システム1へ給湯情報モニター信号を送出する。この給湯情報モニター信号は、貯湯情報、給湯量情報を含んでいる。
また、この燃焼室18の上方には、燃料ガスを改質する改質器20が配置され、上述した残余ガスの燃焼熱によって改質器20を改質反応が可能な温度となるように加熱している。さらに、この改質器20の上方には、燃焼熱を受けて空気を加熱するための空気用熱交換器22が配置されている。
また、燃料電池モジュール2には、燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス52が取り付けられている。
さらに、燃料電池モジュール2には、燃料電池モジュールにより発電された電力を外部に供給するための電力取出部(電力変換部)であるインバータ54が接続されている。
図3及び図4に示すように、燃料電池モジュール2のハウジング6内の密閉空間8には、上述したように、下方から順に、燃料電池セル集合体12、改質器20、空気用熱交換器22が配置されている。
空気分配室72のそれぞれには、空気導入管76が接続され、この空気導入管76は、下方に延び、その下端側が、発電室10の下方空間に連通し、発電室10に余熱された空気を導入する。
図3に示すように、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置83が、燃焼室18に設けられている。
図5に示すように、燃料電池セルユニット16は、燃料電池セル84と、この燃料電池セル84の上下方向端部にそれぞれ接続された内側電極端子86とを備えている。
燃料電池セル84は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路88を形成する円筒形の内側電極層90と、円筒形の外側電極層92と、内側電極層90と外側電極層92との間にある電解質層94とを備えている。この内側電極層90は、燃料ガスが通過する燃料極であり、(−)極となり、一方、外側電極層92は、空気と接触する空気極であり、(+)極となっている。
図6に示すように、燃料電池セルスタック14は、16本の燃料電池セルユニット16を備え、これらの燃料電池セルユニット16の下端側及び上端側が、それぞれ、セラミック製の下支持板68及び上支持板100により支持されている。これらの下支持板68及び上支持板100には、内側電極端子86が貫通可能な貫通穴68a及び100aがそれぞれ形成されている。
図7に示すように、固体電解質型燃料電池1は、制御部110を備え、この制御部110には、使用者が操作するための「ON」や「OFF」等の操作ボタンを備えた操作装置112、発電出力値(ワット数)等の種々のデータを表示するための表示装置114、及び、異常状態のとき等に警報(ワーニング)を発する報知装置116が接続されている。なお、この報知装置116は、遠隔地にある管理センタに接続され、この管理センタに異常状態を通知するようなものであっても良い。
先ず、可燃ガス検出センサ120は、ガス漏れを検知するためのもので、燃料電池モジュール2及び補機ユニット4に取り付けられている。
CO検出センサ122は、本来排気ガス通路80等を経て外部に排出される排気ガス中のCOが、燃料電池モジュール2及び補機ユニット4を覆う外部ハウジング(図示せず)へ漏れたかどうかを検知するためのものである。
貯湯状態検出センサ124は、図示しない給湯器におけるお湯の温度や水量を検知するためのものである。
発電用空気流量検出センサ128は、発電室10に供給される発電用空気の流量を検出するためのものである。
改質用空気流量センサ130は、改質器20に供給される改質用空気の流量を検出するためのものである。
燃料流量センサ132は、改質器20に供給される燃料ガスの流量を検出するためのものである。
水位センサ136は、純水タンク26の水位を検出するためのものである。
圧力センサ138は、改質器20の外部の上流側の圧力を検出するためのものである。
排気温度センサ140は、温水製造装置50に流入する排気ガスの温度を検出するためのものである。
燃焼室温度センサ144は、燃焼室18の温度を検出するためのものである。
排気ガス室温度センサ146は、排気ガス室78の排気ガスの温度を検出するためのものである。
改質器温度センサ148は、改質器20の温度を検出するためのものであり、改質器20の入口温度と出口温度から改質器20の温度を算出する。
外気温度センサ150は、固体電解質型燃料電池(SOFC)が屋外に配置された場合、外気の温度を検出するためのものである。また、外気の湿度等を測定するセンサを設けるようにしても良い。
負荷使用電力センサ154は、家庭内での使用電力量を検出し送出する。
また、制御ユニット110は、インバータ54に、制御信号を送り、電力供給量を制御するようになっている。
さらに、制御部110は、マイコンメータ200によるガス漏れ警報機能による警報を回避するための運転停止制御により、燃料電池システム1の運転停止処理を行うように構成されている。
最初は、燃料電池モジュール2を温めるために、無負荷状態で、即ち、燃料電池モジュール2を含む回路を開いた状態で、運転を開始する。このとき、回路に電流が流れないので、燃料電池モジュール2は発電を行わない。
この直ぐ後、燃料流量調整ユニット38からも燃料ガスが供給され、改質用空気が混合された燃料ガスが、改質器20及び燃料電池セルスタック14、燃料電池セルユニット16を通過して、燃焼室18に到達する。
CmHn+xH2O → aCO2+bCO+cH2 (3)
図9に示すように、燃料電池モジュール2の運転停止を行う場合には、先ず、燃料流量調整ユニット38及び水流量調整ユニット28を操作して、燃料ガス及び水蒸気の改質器20への供給量を減少させる。
図10は、誤判定を回避するための運転停止が不使用時間帯T0内に行われた場合を示している。
図10(b)は、ある家庭における平均的な負荷使用電力の時間変化のパターンを示している。図10(b)では、時刻t1〜t2の間が、長時間にわたって不使用時間帯T0となっている。この例では、負荷使用電力が無い時間帯(すなわち、ユーザが電気を使用していない時間帯)を不使用時間帯T0としている。本実施形態では、この不使用時間帯T0を家庭内で人が活動していない時間帯と推定しており、よって、不使用時間帯T0にはガス使用器具が使用されていないものとみなしている。
そして、所定時間Ta(第3の所定時間)経過し、燃料電池モジュール内の温度が十分下がった時刻t4において、燃料電池システムへのガス供給が完全に停止されている。時刻t4から所定時間Tb(第2の所定時間)経過後の時刻t5までは、ガス供給が停止状態に保持されている。よって、この期間Tbの間に、マイコンメータはガス流が停止したことを検出し、ガス漏れ監視期間(第1の所定時間)の計測期間を、再び30日にリセットする。
このように、不使用時間帯T0が十分に長い場合は、運転停止時間に長時間を要する固体電解質形燃料電池であっても、ガス流が停止している時間を、不使用時間帯T0の中に十分確保できるため、ガス漏れ監視期間(第1の所定時間)の計測をリセットすることができ、警報回避を行うことが可能である。
図11(a)は、図10(a)と同一のガス使用量の時間変化を示している。
一方、図11(b)は、図10(b)と同様な負荷使用電力の時間変化を示しているが、不使用時間帯T0が時刻t1〜t6の間の短時間しかなく、図10の場合(時刻t1〜t2)よりも短くなっている。図11(a)は、通常とは異なりユーザが時刻t6に早期に活動を開始した場合や、不使用時間帯が短い生活パターンのユーザの場合である。
したがって、図11に示されたように不使用時間帯T0が短い場合は、不使用時間帯T0の開始と共に、燃料電池システムの運転停止処理を開始し、ガス停止時間Tb(時刻t4〜t5)の間に、燃料電池システムでガス供給が完全に停止されていても、ガス停止時間Tbの間に、ユーザが他のガス使用器具を使用している可能性が高い。
このように、不使用時間帯T0が短い場合は、運転停止時間に長時間を要する固体電解質形燃料電池では、警報回避ができる可能性は極めて低くなってしまう。
この制御を行うため、制御手段としての制御部110は、人の活動を検知するため活動検知手段としての給湯量センサ152及び負荷使用電力センサ154から、給湯量信号及び負荷使用電力量信号を受け取る。
先ず、各状況に共通する処理について説明する。
制御部110は、前回の運転停止処理の実行からガス漏れ監視期間が経過する所定日数前(例えば3日前)に、運転停止処理の実行予定日を設定する。そして、制御部110は、予定日に対応する負荷使用電力パターンをメモリから読み込む。
なお、余裕時間Δtが含まれるように低流量時間Taを算出することで、時刻t1から低流量時間Ta遡った時刻を開始時刻t3とするように構成してもよい。
低流量時間Taが経過した時刻t4に、モジュール温度等に基づいてガスを完全に遮断できる条件が揃うと、制御部110はガスを完全に止め、この状態をガス停止時間Tbの間保持する。
ガス停止時間Tbが経過した時刻t5(人が活動を開始する時刻t2より前)に、制御部110は再起動処理を開始する。これにより、燃料電池モジュール2のガス使用量が増大していく。
ガス停止時間Tbが経過する前に、人の活動(電力使用)が検出された場合には、ユーザによるガス使用器具の使用の可能性がある。したがって、本実施形態では、人の活動が検出された場合にはガス停止時間Tbの計測をリセットし、人の活動が検出されなくなってから再度ガス停止時間Tbの経過をカウントするように構成されている。これにより、ガス供給を停止した状態をガス停止時間Tbの間維持できる可能性を大幅に高めることができる。
ガス供給が完全に停止された時刻t4からガス停止時間Tbが経過する前の時刻t7に、制御部110が電力使用を検出すると、制御部110は、電力使用が検出されなくなるまで待つ。
このように、人が活動していないと判断される状態で、ガス停止時間Tbの間継続してガス供給を停止できない場合には、次の機会に運転停止処理を再設定することで、警報回避を確実に行うことができる。
図15(c)は、運転停止予定日の給湯使用量パターン(実線)を示している。この給湯量使用パターンでは、時刻t11〜t12が不使用時間帯となっている。しかしながら、図15(c)では、制御部110は、給湯量センサ152からの給湯量信号に基づいて、ユーザが時刻t13〜t14にかけて給湯使用していることを検出している(一点鎖線)。
本実施形態では、負荷使用電力パターンと給湯使用量パターンのそれぞれの不使用時間帯のうち両方に共通する時間帯を不使用時間帯T0として使用する。したがって、図15の例では、時刻t11〜t12が不使用時間帯T0として設定される。
図15の例では、ガス停止時間Tbが経過する前の時刻t13に給湯使用が検出されたので、制御部110は、給湯使用が検出されなくなるのを待つ。
このとき不使用時間帯T0が十分に長い場合は、制御部110は、給湯使用が検出されなくなった時刻t14から、ガス停止時間Tbのカウントを新たに開始し、ガス停止時間Tb経過した時刻t10に再起動処理を開始することになる。
このように、負荷使用電力パターンと給湯使用量パターンを用いて、運転停止処理を行うことで、人の活動をより高精度に検出することができるので、警報回避の可能性をさらに高めることができる。
また、上記実施例では、負荷使用電力パターンと給湯使用量パターンを用いているが、給湯使用量パターンのみを用いて、運転停止処理を行ってもよい。
制御部110は、図16(b)の負荷使用電力パターン(実線)に基づいて、運転停止処理を時刻t3に開始している。
しかしながら、制御部110は、低流量時間Taが経過する前の時刻t21〜時刻t22にかけて負荷使用電力パターンと異なる電力使用を検出している(二点鎖線)。制御部110は、例えば、負荷使用電力パターンから所定の電力量又は割合だけ異なる使用電力を検出した場合に通常と異なる電力使用があったと判定する。
なお、図16の例では、負荷使用電力パターンを用いているが、これに限らず、給湯使用量パターンを用いて同様の制御を行ってもよい。
制御部110は、図17(b),(c)の負荷使用電力パターン,給湯使用量パターン(実線)に基づいて、不使用時間帯T0を時刻t11〜t12の間に設定し、時刻t4にガス供給を停止後、時刻t5に再起動するように、時刻t3に運転停止処理を開始している。
低流量時間Taの経過中に上述のように通常とは異なる給湯使用を検出した場合(入浴時間が異なる場合等)には、この時間以降、ユーザが通常とは異なる生活パターンで時間を過ごす可能性が高い。このため、不使用時間帯T0内でガス停止時間Tbを確保できない可能性が高い。よって、本実施形態では、早期に再起動を行って、ユーザに対して電力供給及び給湯を行う。
本実施形態の操作装置112は、図18に示すような、設定画面112aを備えている。ユーザは、燃料電池システム1及びガス器具の設置時等に、この設定画面112aから運転停止処理を行う時間帯等を設定することができる。
設定画面112aには、停止時間帯設定欄112b、停止曜日設定欄112c、ガス器具設定欄112dが設けられている。不使用時間帯設定手段としての停止時間帯設定欄112bには、1日のうち燃料電池システム1を停止可能な時刻を設定できる。
器具情報入力手段としてのガス器具設定欄112dには、家庭にある燃料電池システム1以外の各ガス使用器具の有無である器具情報を設定できる。なお、ガス器具設定欄112dの「コンロ」はガスコンロを意味し、「給湯」は燃料電池システム1とは別システムのガス給湯機器を意味し、「暖房」はガスストーブやガス使用の床暖房システムを意味している。
制御部110は、設定画面112aへのユーザ設定入力に基づいて、ガス漏れ監視期間内で運転停止予定時間(又は、不使用時間帯)を設定することができる。この例では、制御部110は、例えば、ガス漏れ監視期間が経過する直前の土曜日の0時〜6時の間に運転停止予定時間を設定することができる。また、当初予定されていた土曜日にガス停止時間Tbを確保できず、再実行する場合には、翌日の日曜日の0時〜6時の間に運転停止予定時間を再設定することができる。このように、ユーザ自身が運転停止時間等を手動入力することで、ユーザが運転停止時間等を認識し、設定時間にユーザ自身がガス使用器具を使用してしまうことを抑制することができる。これにより、警報回避の可能性をさらに高めることができる。
さらに、制御部110は、上記ガス使用パターン又は器具情報に基づいて、負荷使用電力パターンから推定される不使用時間帯を補正することができる。例えば、負荷使用電力パターンで推定される不使用時間帯から、器具情報により特定されるガス使用器具が使用されないと推定される時間帯を除いたり、負荷使用電力パターンで推定される不使用時間帯に、使用されると推定される時間帯を加えたりすることで、不使用時間帯の推定をより正確に行うことができる。
本実施形態の停止報知手段としての表示装置114は、図19に示すような運転表示画面114aを備えている。運転表示画面114aには、発電量表示欄114b、負荷使用電力表示欄114c、貯湯温度表示欄114d、及び次回停止予定表示欄114eが設けられている。
負荷使用電力表示欄114cには、負荷使用電力センサ154からの信号に基づいて、現在の負荷使用電力が表示される。
貯湯温度表示欄114dには、貯湯状態検出センサ124からの信号に基づいて、現在の貯湯温度が表示される。
2 燃料電池モジュール(燃料電池ユニット)
4 補機ユニット
20 改質器
50 貯湯ユニット
110 制御部(制御手段)
152 給湯量センサ(活動検知手段)
154 負荷使用電力センサ(活動検知手段)
Ta 低流量時間(第3の所定時間)
Tb ガス停止時間(第2の所定時間)
T0 不使用時間帯
Claims (23)
- 第1の所定時間連続してガスが流れ続けると警報を発するマイコンメータを介して導入されるガスを改質原料とし、水素リッチな燃料ガスを生成する改質器と、
前記燃料ガスにより発電を行う燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの起動及び運転停止を制御する制御手段と、
人の活動を検知する活動検知手段と、
前記活動検知手段により、前記マイコンメータを介してガスが供給されるガス使用器具の不使用時間帯を推定する不使用時間帯推定手段と、を備え、
前記制御手段が、前記第1の所定時間が経過するまでの間における前記不使用時間帯において、第2の所定時間の間継続して前記燃料電池ユニットへのガス供給停止状態を維持することで、前記マイコンメータの警報を回避するように前記燃料電池ユニットの運転停止制御を行う燃料電池システムにおいて、
前記制御手段は、前記燃料電池ユニットの運転停止処理を開始してから、前記燃料電池ユニットに対するガス供給が停止されるまでに必要な第3の所定時間を記憶しており、
前記制御手段は、前記不使用時間帯に設定した前記第2の所定時間の開始時刻から前記第3の所定時間遡った時刻に、前記燃料電池ユニットの運転停止処理を開始することを特徴とする燃料電池システム。 - 外気温を測定する外気温測定手段、又は、前記燃料電池ユニット内の温度を測定する燃料電池温度測定手段を備え、
前記制御手段は、外気温、及び前記燃料電池ユニット内の温度の少なくとも一方に応じて前記第3の所定時間を算出することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記第2の所定時間が経過する前に前記活動検知手段により人の活動が検知された場合には、前記制御手段は、前記第2の所定時間の経過時間をリセットし、新たに第2の所定時間が経過するまで、前記燃料電池ユニットへのガス供給停止状態を維持することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記リセット後の第2の所定時間の終了時刻が前記不使用時間帯に含まれない場合には、前記制御手段は、前記運転停止処理を中止することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記運転停止処理を中止した場合には、前記制御手段は、前記第1の所定時間が経過するまでの間の別の不使用時間帯において、前記運転停止処理を再度行うことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
- 前記活動検知手段は、前記燃料電池ユニットに接続された負荷で使用される電力を検知する手段であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池ユニットの発電時に発生する熱によって加熱された温水を蓄える貯湯ユニットを更に備え、
前記活動検知手段は、前記貯湯ユニットからの給湯量を測定する給湯量測定手段であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記活動検知手段によって検知された人の活動から、一日の時間帯ごとにおける平均的な活動状態を記憶する活動記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記第3の所定時間の経過中に検知された人の活動が、同じ時間帯における平均的な活動状態と異なる場合には、前記運転停止制御を変更することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記第2の所定時間の経過中において、前記活動検知手段が人の活動を検知した場合には、前記制御手段は、前記運転停止処理を中止し、前記燃料電池ユニットを発電状態に復帰させることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池ユニットの発電時に発生する熱によって加熱された温水を蓄える貯湯ユニットを更に備え、
前記活動検知手段は、前記貯湯ユニットからの給湯量を測定する給湯量測定手段であり、
前記制御手段は、前記第3の所定時間の経過中に検知された人の活動が、同じ時間帯における平均的な活動状態と異なる場合には、前記運転停止処理を中止し、前記燃料電池ユニットを発電状態に復帰させることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。 - 前記運転停止処理を中止した場合には、前記制御手段は、前記第1の所定時間が経過するまでの間の別の不使用時間帯において、前記運転停止処理を再度行うことを特徴とする請求項9及び10に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池ユニット内の温度を測定する燃料電池温度測定手段を備え、
前記制御手段は、前記燃料電池ユニット内の温度が所定値以下である場合には、前記運転停止処理を中止しないことを特徴とする請求項10に記載の燃料電池システム。 - 前記制御手段は、前記運転停止処理を開始してから、前記運転停止制御を変更する時点までの経過時間が所定時間以上であれば、前記運転停止処理を中止しないことを特徴とする請求項10に記載の燃料電池システム。
- 一日における特定の時間帯を前記不使用時間帯として手動設定可能な不使用時間帯設定手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記不使用時間帯設定手段による前記不使用時間帯の設定対象日を、特定の曜日に設定可能な停止曜日設定手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載の燃料電池システム。
- 前記ガス使用器具に関する器具情報を入力可能な器具情報入力手段を備え、
前記制御手段は、前記器具情報により、前記運転停止制御を変更することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記器具情報は、ガス使用器具の有無であることを特徴とする請求項16に記載の燃料電池システム。
- 前記ガス使用器具の有無を示す器具情報を入力可能な器具情報入力手段を備え、
前記制御手段は、前記器具情報によりガス使用器具が無いと判断した場合には、前記第2の所定時間が経過する前に前記活動検知手段により人の活動が検知された場合であっても、前記第2の所定時間の経過時間をリセットしないことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。 - 前記ガス使用器具の有無を示す器具情報を入力可能な器具情報入力手段を備え、
前記制御手段は、前記器具情報によりガス使用器具が無いと判断した場合には、前記第3の所定時間の経過中に検知された人の活動が、同じ時間帯における平均的な活動状態と異なる場合であっても、前記運転停止制御を変更しないことを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。 - 前記器具情報は、ガス使用器具の種類であることを特徴とする請求項16に記載の燃料電池システム。
- 前記制御手段は、前記器具情報に応じて、一日の中でガスが使用される可能性が高い時間帯を設定すると共に、前記ガスが使用される可能性が高い時間帯を除いて前記不使用時間帯を設定することを特徴とする請求項16乃至20のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 設定された前記第2の所定時間の設定時間を報知する停止報知手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記第2の所定時間の経過中において、ガス使用器具の使用を避けるよう警告する警告手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至22のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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