JPH05343084A - 燃料電池熱利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接続箇所を少なくして設計を容易にすると共
に、設置時の工期、工費を低減する。 【構成】 熱利用設備及び冷却塔をユニット化し、該ユ
ニットに燃料電池の高温水回路及び低温水回路を接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池の排熱を利用
する熱利用設備に冷却塔を設けた燃料電池熱利用装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる装置の従来の一例を図２を参照し
て説明する。図２において、燃料電池１には、電池本体
の冷却水回路すなわち高温水回路Ｌ１と、排気ガスの熱
利用水回路すなわち低温水回路Ｌ２とが設けられてい
る。その高温水回路Ｌ１には、循環ポンプＰが設けら
れ、三方弁Ｖを介して第１回路ＬＡと第２回路ＬＢとに
分岐されている。

【０００３】その第１回路ＬＡには、熱利用設備（例え
ば空調機）Ａが接続され、この設備Ａには、クーリング
タワーＢが接続されている。また分岐回路Ｌａには、給
湯用の熱交換器Ｃ１が接続されている。一方、第２回路
ＬＢには高温側熱機関（例えば暖房機）Ｄ１が接続され
ている。他方、低温水回路Ｌ２には、熱交換器Ｃ１を介
して低温側熱機関Ｄ２が接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池熱利用
装置においては、クーリングタワーＢは、熱利用設備Ａ
と別個に設置されている。これは、熱利用設備Ａを設置
しても、他の熱交換器Ｃ１を設置した後でないと、クー
リングタワーＢに要求される能力が決まらないからであ
る。したがって、燃料電池熱利用装置は、熱交換器Ｃ１
等の個々の機器が決定した後に、ケース・バイ・ケース
で温度条件を満足するように設計する必要がある。その
ため、設計が面倒で、配管や制御用配線の接続が多くな
り、設置時の工期が長くなり、工費が高くなってしま
う。

【０００５】ここで、燃料電池１と熱利用設備との接続
は非常に高い精度が要求されるので、接続作業に費やさ
れる労力が大きい。特に、燃料電池熱利用装置の組立に
際しては組立現場において初めてレイアウトが決定され
る場合が多いので、微妙な作業が要求される接続作業を
組立現場で現場でしなければならず、接続作業に費やさ
れる労力がさらに増加する事となる。

【０００６】そのため、組立コストの低減という見地か
ら、接続箇所は出来るだけ数少なく、且つ、組立現場で
の接続作業は出来る限り減少せしめたい、という要請が
存在するのである。

【０００７】本発明は、接続箇所を少なくして設計を容
易にすると共に、設置時の工期、工費を低減する燃料電
池熱利用装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池熱利用
装置は、燃料電池の排熱を利用する熱利用設備と、冷却
塔と、接続用管路とを含むユニットを備え、該ユニット
を燃料電池の温水回路（高温水回路或いは低温水回路）
と接続して構成されている。

【０００９】

【作用】上記のように構成された燃料電池熱利用装置に
おいては、ユニットと燃料電池の高温水回路及び低温水
回路とを接続するだけなので、接続箇所が従来に比べて
非常に少ない。したがって、設計が容易で、設置時の工
期、工費が低減される。

【００１０】また、熱利用設備側をユニット化すること
により、少なくとも熱利用設備側については接続作業を
組立現場（燃料電池熱利用装置の設置現場）で行う必要
が無くなる。同様に、組立現場で労力を浪費する作業、
すなわちクーリングタワー、熱交換器、ポンプ、配管、
温調弁等の設置作業や配線作業も組立現場でする必要が
無くなる。

【００１１】その結果、燃料電池熱利用装置を設置する
際の作業労力が、著しく軽減されるのである。

【００１２】

【実施例】図１において、燃料電池１の高温水回路Ｌ１
には、例えば暖房機等の高温側熱機関Ｄ１（図２）用の
熱交換器２と、高温側熱交換器３及びポンプとが介装さ
れ、低温水回路Ｌ２には、例えば暖房機等の低温側熱機
関Ｄ２（図２）用の熱交換器４及びポンプと、低温側熱
交換器５とが介装されている。

【００１３】他方、熱利用設備である吸収式冷凍機１０
の冷却水の出口側は、媒体回路Ｌ３によりクーリングタ
ワー１１の入口側に接続され、そのクーリングタワー１
１の出口側は、媒体回路Ｌ４により循環ポンプ１５を介
して冷凍機１０の冷却水の入口側に接続されている。

【００１４】上記媒体回路Ｌ３にはクーリングタワーを
バイパスする回路Ｌ８との間で流量を分配する三方弁１
６が介装され、また上記媒体回路Ｌ４には低温側熱交換
器回路Ｌ５との間で流量を分配する三方弁１３と、高温
側熱交換器回路Ｌ６との間で流量を分配する三方弁１４
が介装されている。

【００１５】図では、これらの三方弁及び回路は直列に
接続されているが、並列に接続することも可能である。

【００１６】更に、媒体回路Ｌ４の吸収式冷凍機１０の
入口側は、温度センサ１７が設けられ、そのセンサ１７
は、電気回路Ｅ１、Ｅ２を介して、クーリングタワー１
１のファンモータ１２と三方弁１６とにそれぞれ接続さ
れている。また、低温水回路Ｌ２の戻り側には、温度セ
ンサ１８が設けられ、そのセンサ１８は、電気回路Ｅ３
を介して低温側三方弁１３に接続されている。また、高
温水回路Ｌ１の戻り側には、温度センサ１９が設けら
れ、そのセンサ１９は、電気回路Ｅ４を介して高温側三
方弁１４に接続されている。

【００１７】吸収冷凍機１０、熱交換器２、３、４、
５、温度センサ１７、１８、１９、ポンプ１５、２３、
２４、回路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、クーリングタワー
１１、電気回路Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、機器１２〜１
６は、１つのユニット２０にユニット化されている。す
なわち、ユニット２０と燃料電池１とは、燃料電池１の
両回路Ｌ１、Ｌ２を４カ所で接続するだけで熱的に接続
されるので、接続作業が極めて簡単である。

【００１８】次に作用について説明する。

【００１９】ユニット２０においては、温度センサ１７
の検出温度に応じてファンモータ１２の回転数が変化
し、又は、三方弁１６の弁開度が変り、クーリングタワ
ー１１を流れる媒体の流量を代えて回路Ｌ４の媒体温度
の調整が行われる。

【００２０】また、温度センサ１８の検出温度が高い場
合は、三方弁１３は回路Ｌ４を回路Ｌ５に切換え、低い
場合は、回路Ｌ４を直流させて燃料電池１の熱を吸収す
る。温度センサ１９についても同様である。したがっ
て、燃料電池１への回路Ｌ１、Ｌ２の戻り条件が保証さ
れる。すなわち、温度センサ１７〜１９によりモータ１
２、開閉弁１６及び三方弁１３、１４を介して媒体の流
量又は温度条件の設定をおこない、複数の熱交換器２〜
５において、それぞれ温度及び利用条件の制御を行う。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、接続箇所が少なく、設計が容易で、設置工
期、工費が低減される。したがって、燃料電池熱利用装
置の価格を低減すると共に、コンパクト化して信頼性を
向上することかできる。

【００２２】また、燃料電池への冷却水の戻り条件を保
証し、設計施工のレベルにかかわらず確実な運転を可能
にすることができる。

【００２３】また、燃料電池本体のクーリングタワーを
省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図。

【図２】従来装置を示す全体構成図。

【符号の説明】

Ａ・・・熱利用設備 Ｂ・・・クーリングタワー Ｃ１、Ｃ２・・・熱交換器 Ｄ１・・・高温側熱機関 Ｄ２・・・低温側熱機関 ＬＡ・・・第１回路 Ｌａ・・・分岐回路 ＬＢ・・・第２回路 Ｌ１・・・高温水回路 Ｌ２・・・低温水回路 Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７・・・媒体回路 Ｌ５・・・低温側熱交換器回路 Ｌ６・・・高温側熱交換器回路 Ｌ８・・・バイパス回路 Ｐ・・・循環ポンプ Ｖ・・・三方弁 １・・・燃料電池 ２、４・・・熱交換器 ３・・・高温側熱交換器 ５・・・低温側熱交換器 １０・・・吸収式冷凍機 １１・・・クーリングタワー １２・・・ファンモータ １３・・・低温側三方弁 １４・・・高温側 １５、２３、２４・・・循環ポンプ １６・・・三方弁 １７、１８、１９・・・温度センサ ２０・・・ユニット ２１、２２・・・接続箇所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料電池の排熱を利用する熱利用設備
   と、冷却塔と、接続用管路とを含むユニットを備え、該
   ユニットを燃料電池の温水回路と接続して構成されたこ
   とを特徴とする燃料電池熱利用装置。