JP5782817B2 - 排熱回収装置 - Google Patents

Description

この発明は排熱回収装置に関し、より詳細には、発電部と、発電部の排熱を回収する排熱回収部とが別体に構成された排熱回収装置に関する。

従来、家庭用のコージェネレーションシステムなどの排熱回収装置においては、発電装置を備えた発電部と、発電装置からの排熱を回収する貯湯タンクを備えた排熱回収部とが備えられているが、その多くはこれら発電部と排熱回収部とが別体に構成されている（たとえば、特許文献１参照）。

図３（ａ）は、このような排熱回収装置の一例を示している。この図３（ａ）では、発電装置として燃料電池を用いた排熱回収装置を示しており、図示の排熱回収装置では、発電部としての燃料電池ユニットＡと、排熱回収部としての排熱回収ユニットＢの二つの別ユニットを備えて構成されている。

上記燃料電池ユニットＡは、発電手段を構成する燃料電池本体１と、この燃料電池本体１の付属機器で構成される補機本体２とを主要部として備えている。燃料電池本体１は、天然ガス、石油などの炭化水素系の燃料を水蒸気改質することによって得られる水素ガス（燃料ガス）と空気（酸素）とを用いて直流電力を発電する周知の構成の発電装置であって、この燃料電池本体１には、たとえば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）や固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）などが用いられる。

補機本体２は、燃料電池本体１の起動や制御などに用いる周辺機器で構成されており、この補機本体２には、燃料電池本体１で発電された直流電力を電力系統に連系させるパワーコンディショナ３と、燃料電池本体１や燃料電池ユニット内の図示しない各種アクチュエータなど（たとえば、排熱回収ユニットＢの貯湯タンク内の湯水を燃料電池ユニットＡ内の熱交換器（図示せず）に強制循環させる循環ポンプなど）の制御を行うマイコン（ＦＣ制御部）を備えたＦＣ制御基板４とが含まれている（なお、ここで「ＦＣ」とは、「燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）」の略称である）。

一方、上記排熱回収ユニットＢは、燃料電池ユニットＡに設けられた熱交換器（図示せず）で加熱昇温された温水を貯湯する貯湯タンク５と、貯湯タンク５に貯湯された湯水をさらに加熱昇温させる際に使用する補助熱源機６と、補助熱源機６や排熱回収ユニット内に設けられる図示しない各種アクチュエータなど（たとえば、熱交換器から供給される温水を貯湯タンク５をバイパスして熱交換器に戻す流路を形成させる流路切替弁や、熱交換器に供給する湯水を冷却する冷却装置など）の制御を行うマイコン（ＥＨＵ制御部）を備えたＥＨＵ制御基板７とを主要部として備えている（なお、ここで「ＥＨＵ」とは、「排熱回収ユニット（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｈｅａｔ Ｕｎｉｔ）」の略称である）。

そして、これら燃料電池ユニットＡと排熱回収ユニットＢとの間には、貯湯タンク５内の湯水を燃料電池ユニットＡの熱交換器に低温の湯水を供給するための排熱低温配管８と、熱交換器で加熱昇温された高温の温水を排熱回収ユニットＢの貯湯タンク５に供給するための排熱高温配管９とが接続されるとともに、ＥＨＵ制御基板７のマイコンとＦＣ制御基板４のマイコンとが相互に通信できるようにこれらユニット同士がユニット間通信線１０によって通信接続されている。

また、これに関連して、ＥＨＵ制御基板７には、これら燃料電池ユニットＡや排熱回収ユニットＢを屋内の台所や浴室から遠隔操作したり、台所や浴室でこれら燃料電池ユニットＡや排熱回収ユニットＢの状況（たとえば、発電状況や貯湯タンク５の状況など）を表示・監視できるようにしたリモコン１１（台所リモコン１１ａや浴室リモコン１１ｂなど）がリモコン通信線１２を介して接続されている。

そして、このように構成された排熱回収装置においては、図４に示すように、上記パワーコンディショナ３には、燃料電池本体１から供給される直流電力から商用電源などの電力系統２０に連系可能な交流電力（図示例では、単相交流２００Ｖ）を生成するために、燃料電池本体１から供給される直流電力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ３１と、このＤＣ−ＤＣコンバータ３１で昇圧された直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータ３２とが備えられている。

そして、このＤＣ−ＡＣインバータ３２で生成された交流電力（ＡＣ２００Ｖ）が系統連系リレー３３を介して系統連系用の電源線１３によって電力系統２０と接続された屋内の配電盤２１に接続されている。また、このＤＣ−ＡＣインバータ３２からはＦＣ制御基板４などの補機に供給する交流電力（ＡＣ１００Ｖ）が補機用交流電源線１４を介してＦＣ制御基板４などの補機に接続されている。そしてさらに、このパワーコンディショナ３には、これらの他にもＦＣ制御基板４などの補機に供給する直流電力（図示例では、ＤＣ２４Ｖ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ３４が備えられており、このＤＣ−ＤＣコンバータ３４で生成された直流電力（ＤＣ２４Ｖ）が補機用直流電源線１５を介して制御基板４などの補機に接続されている。

つまり、この図３，４に示す排熱回収装置では、燃料電池ユニットＡの補機に対する電源供給は、燃料電池本体１が発電をしている場合には発電した直流電力をパワーコンディショナ３で補機用の電源（ＡＣ１００ＶとＤＣ２４Ｖ）に変換して供給し、燃料電池本体１が発電を行っていない場合には系統連系用の電源線１３を介して配電盤２１（電力系統２０）から供給される交流電力をパワーコンディショナ３で補機用の電源に変換して（上記ＤＣ−ＡＣインバータ３２を逆動作させてＡＣ−ＤＣコンバータとして用いて）供給するように構成されている。

これに対して、排熱回収ユニットＢは、ＥＨＵ制御基板７に対して配電盤２１から排熱回収ユニット用の交流電源線１６を介して交流電力（ＡＣ１００Ｖ）が供給されるようになっており、この交流電力（ＡＣ１００Ｖ）がＥＨＵ制御基板７から補助熱源機用電源線１７を介して補助熱源機６に供給されるように構成されている。つまり、この排熱回収ユニットＢでは、補助熱源機６およびＥＨＵ制御基板７のそれぞれに、配電盤２１から供給される交流電力から所望の直流電力（たとえば、各種電磁弁やリモコン１１などに供給するＤＣ１５Ｖなど）を生成する電源回路（整流回路やスイッチング電源など）が備えられている。

特開２００９−１５１９７８号公報の図１

しかしながら、このような従来の構成では以下のような問題があり、その改善が望まれていた。

すなわち、このような従来の構成の排熱回収装置では、たとえば、電力系統２０が停電した場合、燃料電池本体１で発電した電力を電力系統側に供給（売電）することができない（禁止されている）ため、燃料電池ユニットＡは系統との連系を解列して自立運転をすることになるが、排熱回収ユニットＢは電力系統２０から電源供給を受けるように構成されているため、電力系統２０の停電中は排熱回収ユニットＢを使用することができない。

具体的には、電力系統２０が停電すると、図３（ｂ）に鎖線で示す電源線の電力供給が遮断され、また、これに伴って鎖線で示された通信線も通信不能となる。そのため、この状態では、たとえば、燃料電池ユニットＡに排熱回収時に熱交換器に生じる凝縮水を回収して当該凝縮水だけを燃料電池発電の水蒸気改質に用いる純水として利用する、いわゆる水自立動作機能が備えられている場合において、貯湯タンク５が満蓄（貯湯タンク５が高温の温水で満たされた状態）になっていると、そのままでは熱交換器２で凝縮水を生成できないので、上記流路切替弁で貯湯タンク５をバイパスするとともに上記冷却装置を動作させて（たとえば、冷却装置を構成するラジエータのファンを動作させて）、熱交換器２に供給される湯水の温度を凝縮水が生成可能な温度にまで強制的に冷却して熱交換器２で凝縮水を生成するようにしているが（強制的に水自立動作を行うようにしているが）、排熱回収ユニットＢ側に設けられた電力負荷（上述した流路切替弁や冷却装置など）を動作させることができなくなるので、貯湯タンク５内の湯水の温度の上昇によって貯湯タンク５が満蓄になると水蒸気改質用の純水が不足することになり、燃料電池本体１での発電を停止させなければならない事態が生じ得る。

なお、この点については、電力系統２０が停電しても発電用の純水生成のための水を外部から供給可能としておき水自立動作を行う必要がないようにすることも考えられるが、そのような場合でも貯湯タンク５が満蓄になってしまうと、その後は冷却装置（ラジエータのファン）を動作させて熱交換器２に供給される湯水の温度を低下させなければ、燃料電池の温度が上昇し、燃料電池を停止せざるをえなくなる。

一方、燃料電池本体１は高温状態（たとえば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）であれば７００℃程度）を維持しながら発電を行い、一度発電を停止すると燃料電池本体１の温度が所定温度未満になるまで再起動ができないことから、たとえば、電力系統２０の停電時間が短時間であったような場合でも、燃料電池本体１を停止させていると、電力系統２０の停電復旧に伴って燃料電池本体１の発電を直ちに再開できないという問題がある。

また、燃料電池本体１を遠隔操作したり、燃料電池本体１の状況を表示したりするリモコン１１は、補助熱源機６で生成され、ＥＨＵ制御基板７を介してリモコン通信線１２によって供給されるＤＣ１５Ｖで動作するようになっているので、電力系統２０の停電によって排熱回収ユニットＢに対する電源供給が絶たれると、リモコン１１に対する電力供給も停止し、燃料電池本体１の状況を確認できなくなるとともに、燃料電池本体１に対する運転停止の遠隔操作もできなくなるという問題もある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電力系統からの電源供給が停止しても発電ならびに排熱回収を継続でき、しかも、発電部の状況監視や遠隔操作ができる排熱回収装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の排熱回収装置は、発電手段として燃料電池を備えた発電部と、この発電部の排熱を回収する排熱回収部とが別体に構成されている排熱回収装置において、上記発電部は、当該発電部から供給される直流電力を昇圧する系統連系用の第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、上記第１のＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧された直流電力を電力系統に連系可能な交流電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータと、上記燃料電池の補機に供給する直流電力を生成する補機用の第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、上記排熱回収部に供給する直流電力を生成する第３のＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えてなり、上記排熱回収部は、その電気部品がすべて直流電源で動作する部品で構成され、これら電気部品のすべてが上記第３のＤＣ−ＤＣコンバータから供給される電力によって動作するように構成されていることを特徴とする。

すなわち、この排熱回収装置では、排熱回収部に電力を供給する第３のＤＣ−ＤＣコンバータが発電部に備えられ、排熱回収部はこの発電部のＤＣ−ＤＣコンバータから電力供給を受けて各部を動作させるように構成されるので、排熱回収部は商用電力などの電力系統から直接電源供給を受けることなく動作することができる。そのため、電力系統が停電しても発電部の発電を継続することで排熱回収部に電力が供給され、排熱回収部を継続して動作させることができる。
また、本発明の排熱回収装置では、発電部の発電手段として電力系統への逆潮流が禁止される燃料電池が用いられるが、電力系統が停電した場合であっても発電部での発電を継続する限り、排熱回収部への電力供給を維持することができる。そのため、発電部を電力系統から解列させた状態で、発電部の発電を停止させることなく発電を継続することができ、電力系統の停電が短時間で復帰したような場合でも停電復帰後直ちに系統との連系を回復させることができる。
そして、本発明の請求項２に記載の排熱回収装置は、発電手段として燃料電池を備えた発電部と、この発電部の排熱を回収する排熱回収部とが別体に構成されている排熱回収装置において、上記発電部は、当該発電部から供給される直流電力を昇圧する系統連系用の第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、上記第１のＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧された直流電力を電力系統に連系可能な交流電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータと、上記燃料電池の補機に供給する直流電力を生成する補機用の第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、上記排熱回収部に供給する直流電力を生成する第３のＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えてなり、上記排熱回収部は、当該排熱回収部の電気部品がすべて直流電源で動作する部品で構成され、当該電気部品の一部が上記第３のＤＣ−ＤＣコンバータから供給される電力によって動作するとともに、他の電気部品が上記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力から分岐されて上記排熱回収部に供給される電力によって動作するように構成されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の排熱回収装置は、請求項１または２に記載の排熱回収装置において、上記発電部の起動時または停止時は、上記発電部のＡＣ−ＤＣコンバータを介して電力系統から排熱回収部に電力を供給するように構成したことを特徴とする。

すなわち、この請求項３に係る排熱回収装置は、発電部の起動時や発電部の停止時のように、発電部での発電が行われていないときには、発電部のＡＣ−ＤＣコンバータを介して排熱回収部に電力供給が行われるので、発電部で発電が行われていないときでも排熱回収部には電力が供給され、排熱回収部を動作させることができる。

また、本発明の請求項４に記載の排熱回収装置は、請求項１から３のいずれかに記載の非熱回収装置において、上記発電部についての発電情報表示部または発電停止操作部が、上記排熱回収部から電力供給を受けるように構成されていることを特徴とする。

すなわち、この請求項４に係る排熱回収装置では、上記発電部についての発電情報表示部または発電停止操作部が排熱回収部から電力供給を受けるように構成されていることから、これら発電情報表示部または発電停止操作部は、発電部が発電しているときは上記発電部のＤＣ−ＤＣコンバータから、また、発電部が発電をしていないときには上記発電部のＡＣ−ＤＣコンバータから排熱回収部に供給される電力の供給を受けるので、常に発電部の発電情報が表示され、また、常に発電停止操作を行うことができるようになる。

本発明によれば、発電部に備えられた発電部の発電電力を変換する第３のＤＣ−ＤＣコンバータから排熱回収部に電力が供給され、排熱回収部はこの発電部の第３のＤＣ−ＤＣコンバータから供給される電力によって各部を動作させるので、電力系統が停電した場合であっても、発電部の発電を継続することによって排熱回収部を動作させ続けることができる。

そのため、電力系統が停電しても排熱回収部に関連する機能（たとえば、貯湯タンクに温水を供給する貯湯機能や、排熱回収部が給湯機能や風呂追焚き機能、さらには温水暖房機能を備える場合はこれらの機能、また、排熱回収部にリモコンが接続されている場合には当該リモコンの機能、さらには、排熱回収部が水自立動作に対応した構成を有する場合は水自立動作に対応した動作等）を停止させずに利用することができる。したがって、発電部が燃料電池のように電力系統への逆潮流が禁止されている場合であっても、電力系統の停電時に発電部で発電を行って、発電された電力を排熱回収部で使用できるので、発電電力を有効に利用することができる。

しかも、排熱回収部は電力系統から直接電力供給を受けないので、従来の排熱回収部に備えられていたような整流回路やスイッチング電源などの回路が不要になる。その上、発電部の発電電力をＤＣ−ＤＣ変換で使用するので、ＡＣ−ＤＣ変換を行うよりも効率ロスが少なくなる。

本発明に係る排熱回収装置の概略構成を示す説明図であって、図１（ａ）は同排熱回収装置の発電部が発電中であり電力系統と連系している状態を示しており、図１（ｂ）は同排熱回収装置において電力系統が停電しており発電部が自立運転を行っている状態を示している。 同排熱回収装置に備えられたパワーコンディショナの概略構成の一例を示すブロック図である。 従来の排熱回収装置の概略構成を示す説明図であって、図３（ａ）は同排熱回収装置の発電部が発電中であり電力系統と連系している状態を示しており、図３（ｂ）は同排熱回収装置において電力系統が停電しており発電部が自立運転を行っている状態を示している。 従来の排熱回収装置に備えられたパワーコンディショナの概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る排熱回収装置の概略構成を示している。本発明に係る排熱回収装置は、従来の排熱回収装置において燃料電池ユニット（発電部）Ａに備えられているパワーコンディショナ３の構成を改変するとともに、排熱回収ユニット（排熱回収部）Ｂに対する電源供給の構成と排熱回収ユニットＢを構成する部品の一部を改変したものであって、その他の基本的な構成は図３に示した従来の排熱回収装置と共通するので、構成が共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

すなわち、本発明の排熱回収装置は、燃料電池ユニットＡの燃料電池本体１で発電される直流電力をＤＣ−ＤＣで電圧変換して排熱回収ユニットＢの電源として供給するように構成し、これに伴って従来の排熱回収装置の排熱回収ユニットＢで交流電源で動作させていた部品をすべて直流電源で動作する部品に変更している。つまり、本発明の排熱回収装置では、排熱回収ユニットＢは、燃料電池ユニットＡから供給される直流電力によってその各部が動作するように構成されている。

ここで、排熱回収ユニットＢにおける部品の変更としては、たとえば、従来の補助熱源機６では点火装置としてＡＣ１００Ｖで動作するイグナイタを使用しているが、本実施形態では、このイグナイタをＤＣ２４Ｖで動作するイグナイタ（図示せず）に変更している。また、この他にも交流電源で動作するポンプやモータなどが含まれている場合には、これらもすべて直流電源で動作するＤＣポンプ、ＤＣモータなどに変更する。

また、燃料電池ユニットＡから排熱回収ユニットＢに供給する直流電力の電圧値については、後述するパワーコンディショナ３の構成によって適宜設計変更可能であるが、本実施形態では、上記イグナイタを動作させるＤＣ２４Ｖと、リモコン１１や図示しない電磁弁などを動作させる電源となるＤＣ１５Ｖを供給するようにしている。なお、排熱回収ユニットＢで使用される直流電源には、これらの他にもＥＨＵ制御基板７のマイコンや補助熱源機６の制御基板に搭載されるマイコン（図示せず）の電源（たとえば、ＤＣ５Ｖ）などもあるが、これらについては排熱回収ユニットＢ側で燃料電池ユニットＡから供給される直流電力をＤＣ−ＤＣの電圧変換を行って生成するように構成している。

このように、本実施形態の排熱回収装置では、燃料電池ユニットＡから排熱回収ユニットＢに供給する直流電力としてＤＣ２４ＶとＤＣ１５Ｖを採用したことに伴って、燃料電池ユニットＡのパワーコンディショナ３には、これらに対応する排熱回収ユニット用のＤＣ−ＤＣコンバータが設けられる。

図２は、排熱回収ユニット用の電源としてＤＣ２４ＶとＤＣ１５Ｖの出力ができるように改変されたパワーコンディショナ３の一例を示している。この図２に示すように、本実施形態に示すパワーコンディショナ３は、上述した従来の燃料電池ユニットＡのパワーコンディショナ３に備えられていた構成（燃料電池本体１から供給される直流電力を昇圧する系統連系用のＤＣ−ＤＣコンバータ（第１のＤＣ−ＤＣコンバータ）３１と、このＤＣ−ＤＣコンバータ３１で昇圧された直流電力を電力系統２０に連系可能な交流電力（単相交流２００Ｖ）に変換するＤＣ−ＡＣインバータ３２と、補機に供給する直流電力（ＤＣ２４Ｖ）を生成する補機用のＤＣ−ＤＣコンバータ（第２のＤＣ−ＤＣコンバータ）３４からなる構成）に加えて、新たに排熱回収ユニットＢに供給する直流電力（ＤＣ１５Ｖ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ（第３のＤＣ−ＤＣコンバータ）３５を追加している。

なお、本実施形態では、排熱回収ユニットＢに供給するＤＣ２４Ｖについては、補機用のＤＣ２４Ｖを生成するＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力を排熱回収ユニットＢに供給するＤＣ２４Ｖにも利用するようにしているが、排熱回収ユニットＢ用にＤＣ２４Ｖを供給するためのＤＣ−ＤＣコンバータを別途設けるように構成してもよい。

そして、このようにパワーコンディショナ３が改変されたことに伴って、パワーコンディショナ３と排熱回収ユニットＢのＥＨＵ制御基板７の間には、パワーコンディショナ３からＥＨＵ制御基板７に対して、ＤＣ２４Ｖの直流電力を供給するＤＣ２４Ｖ電源線３６と、ＤＣ１５Ｖの直流電力を供給するＤＣ１５Ｖ電源線３７とが配設される。

そして、パワーコンディショナ３から直流電力の供給を受けるＥＨＵ制御基板７については、パワーコンディショナ３から供給されたＤＣ２４ＶとＤＣ１５Ｖの直流電力を排熱回収ユニットＢの各部に動作用の電源として供給するとともに、補助熱源機６に対してもＤＣ２４Ｖ電源線３８およびＤＣ１５Ｖ電源線３９を介して供給するように構成している。

これにより、たとえば、排熱回収ユニットＢに水自立動作用の流路切替弁や冷却装置が備えられている場合には、ＥＨＵ制御基板７は、これら流路切替弁や冷却装置に直流電力を供給するように構成されている。つまり、水自立動作を実施できるようになっている。また、補助熱源機６についても、補助熱源機６の電源基板（図示せず）を介してイグナイタの動作用電源となるＤＣ２４Ｖが供給されるとともに、各種電磁弁等にも動作用電源となるＤＣ１５Ｖが供給される。

また、これに関連して、ＥＨＵ制御基板７に接続されている台所リモコン１１ａや浴室リモコン１１ｂにもＥＨＵ制御基板７から動作用の電源としてＤＣ１５Ｖが供給されるので、これらリモコン１１に備えられる各種機能（たとえば、燃料電池本体１についての発電情報を表示する発電情報表示部の表示機能や、燃料電池本体１に対する発電停止の操作を受け付けて燃料電池本体１に対して発電停止を指令する制御信号を送信する発電停止操作部としての機能など）も利用できるようになっている。

しかして、このように構成された本発明の排熱回収装置では、図１（ａ）に示すように、電力系統２０が正常で（停電しておらず）、かつ、燃料電池本体１が発電中である場合には、燃料電池本体１で発電された直流電力がパワーコンディショナ３に供給される。

そして、パワーコンディショナ３で生成されるＡＣ２００Ｖが系統連系用の電源線１３を介して配電盤２１に供給される（系統に連系される）。また、ＦＣ制御基板４に対しては、補機用交流電源線１４および補機用直流電源線１５を介してＡＣ１００ＶならびにＤＣ２４Ｖが供給される。さらに、排熱回収ユニットＢのＥＨＵ制御基板７に対しては、ＤＣ２４Ｖ電源線３６およびＤＣ１５Ｖ電源線３７を介してそれぞれＤＣ２４ＶおよびＤＣ１５Ｖが供給される。

また、補助熱源機６に対しては、ＥＨＵ制御基板７からＤＣ２４Ｖ電源線３８およびＤＣ１５Ｖ電源線３９を介してＤＣ２４ＶおよびＤＣ１５Ｖが供給され、さらに、台所リモコン１１ａおよび浴室リモコン１１ｂに対しては、ＥＨＵ制御基板７からリモコン通信線１２を介してＤＣ１５Ｖが供給される。

このように、本実施形態に示す排熱回収装置では、電力系統２０が正常で（停電しておらず）、かつ、燃料電池本体１が発電中である場合には、燃料電池本体１で発電された直流電力がパワーコンディショナ３を介して、燃料電池ユニットＡのＦＣ制御部４や排熱回収ユニットＢの動作電源として供給される。

なお、燃料電池本体１の起動時や停止時など、燃料電池本体１が発電を開始していない状態（つまり、燃料電池本体１から直流電力が出力されていない状態）にあるときは、電力系統２０から配電盤２１に供給された交流電力（単相交流２００Ｖ）が、系統連系用の電源線１３を介してパワーコンディショナ３に供給されるので、この場合には、パワーコンディショナ３のＤＣ−ＡＣインバータ３２を逆動作させてＡＣ−ＤＣコンバータとして動作させることによって得られる直流電力が、燃料電池本体１で発電された直流電力を供給する場合と同様に、ＤＣ−ＤＣで電圧変換されて、燃料電池ユニットＡのＦＣ制御基板４や排熱回収ユニットＢの各動作電源（直流電源）として供給される。ＦＣ制御基板４に供給するＡＣ１００Ｖについては、系統連系用の電源線１３を介して供給されるＡＣ２００Ｖから１００Ｖを取り出してＦＣ制御基板４に供給するように構成される。

このように、本実施形態に示す排熱回収装置では、燃料電池本体１で発電が行われていないときでもＦＣ制御基板４や排熱回収ユニットＢには電力が供給され、排熱回収ユニットＢを動作させることができるようになっている。

また、燃料電池本体１が発電中に、電力系統２０が停電した場合には、図１（ｂ）の鎖線で示すように、電力系統２０から配電盤２１に対する電力供給が停止し、これに伴って、ＦＣ制御基板４のマイコンはパワーコンディショナ３の系統連系リレー３３を開成して燃料電池本体１を系統から解列させるが、この場合でも、燃料電池本体１の発電を停止させることなく継続して、発電された電力でＦＣ制御基板４や排熱回収ユニットＢに電力供給を行うことができる。

したがって、電力系統２０が停電しても排熱回収ユニットＢに関連する機能（たとえば、貯湯タンクに温水を供給する貯湯機能や、排熱回収ユニットＢが給湯機能や風呂追焚き機能、さらには温水暖房機能を備える場合はこれらの機能、また、リモコン１１の機能、さらには、排熱回収ユニットＢが水自立動作に対応した構成を有している場合は水自立動作に対応した動作）を停止させずに利用することができる。そのため、発電手段として燃料電池本体１のように電力系統２０への逆潮流が禁止されている発電手段が備えられている場合であっても、電力系統２０の停電時に発電手段で発電を行って、発電された電力を有効に利用することができる。

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。

たとえば、上述した実施形態では、燃料電池ユニットＡから排熱回収ユニットＢに供給する直流電力の電圧値としてＤＣ２４ＶとＤＣ１５Ｖを用いた場合を示したが、これらの電圧値は適宜設計変更可能である。また、供給する電圧値も２種類に限られず１種類または３種類以上の電圧値の直流電力を供給するように構成することも可能である。

１ 燃料電池本体
２ 補機本体
３ パワーコンディショナ
４ ＦＣ制御基板
５ 貯湯タンク
６ 補助熱源機
７ ＥＨＵ制御基板
８ 排熱低温配管
９ 排熱高温配管
１０ ユニット間通信線
１１ リモコン
１２ リモコン通信線
１３ 系統連系用の電源線
１４ 補機用交流電源線
１５ 補機用直流電源線
３１ 昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータ
３２ ＤＣ−ＡＣインバータ（ＡＣ−ＤＣコンバータ）
３３ 系統連系リレー
３４ 補機用のＤＣ−ＤＣコンバータ
３５ 排熱回収ユニット用のＤＣ−ＤＣコンバータ
３６，３８ ＤＣ２４Ｖ電源線
３７，３９ ＤＣ１５Ｖ電源線
２０ 電力系統
２１ 配電盤
Ａ 燃料電池ユニット（発電部）
Ｂ 排熱回収ユニット（排熱回収部）

Claims (4)

1. 発電手段として燃料電池を備えた発電部と、この発電部の排熱を回収する排熱回収部とが別体に構成されている排熱回収装置において、
   前記発電部は、
   当該発電部から供給される直流電力を昇圧する系統連系用の第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧された直流電力を電力系統に連系可能な交流電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータと、
   前記燃料電池の補機に供給する直流電力を生成する補機用の第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記排熱回収部に供給する直流電力を生成する第３のＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えてなり、
   前記排熱回収部は、その電気部品がすべて直流電源で動作する部品で構成され、これら電気部品のすべてが前記第３のＤＣ−ＤＣコンバータから供給される電力によって動作するように構成されている
   ことを特徴とする排熱回収装置。
2. 発電手段として燃料電池を備えた発電部と、この発電部の排熱を回収する排熱回収部とが別体に構成されている排熱回収装置において、
   前記発電部は、
   当該発電部から供給される直流電力を昇圧する系統連系用の第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧された直流電力を電力系統に連系可能な交流電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータと、
   前記燃料電池の補機に供給する直流電力を生成する補機用の第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記排熱回収部に供給する直流電力を生成する第３のＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えてなり、
   前記排熱回収部は、当該排熱回収部の電気部品がすべて直流電源で動作する部品で構成され、当該電気部品の一部が前記第３のＤＣ−ＤＣコンバータから供給される電力によって動作するとともに、他の電気部品が前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力から分岐されて前記排熱回収部に供給される電力によって動作するように構成されていることを特徴とする排熱回収装置。
3. 前記発電部の起動時または停止時は、前記発電部のＡＣ−ＤＣコンバータを介して電力系統から排熱回収部に電力を供給するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の排熱回収装置。
4. 前記発電部についての発電情報表示部または発電停止操作部が、前記排熱回収部から電力供給を受けるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の排熱回収装置。

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