JPH09306521A - 燃料電池排熱利用システム - Google Patents
燃料電池排熱利用システムInfo
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- JPH09306521A JPH09306521A JP8125864A JP12586496A JPH09306521A JP H09306521 A JPH09306521 A JP H09306521A JP 8125864 A JP8125864 A JP 8125864A JP 12586496 A JP12586496 A JP 12586496A JP H09306521 A JPH09306521 A JP H09306521A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池システムの温度条件に制約されず
に、排熱利用設備にとって最適な温度条件で排熱を効率
良く利用することができる燃料電池排熱利用設備を提供
する。 【解決手段】 燃料電池システム１を蒸気タンク２５に
接続する。蒸気発生システム２を蒸気ヘッダ３に接続す
る。蒸気ヘッダ３を、蒸気タンク圧力調節弁２８を介し
て蒸気タンク２５に接続する。蒸気ヘッダ圧力計１８、
蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９により蒸気ヘッダ３圧力
を制御可能に、蒸気タンク圧力計２６、蒸気タンク圧力
制御演算器２７、蒸気タンク圧力調節弁２８により蒸気
タンク２５圧力を制御可能に設ける。蒸気タンク２５
を、余剰蒸気放出弁２１を有する余剰蒸気ライン１４を
介して余剰蒸気凝縮器６に接続する。余剰蒸気凝縮器６
を、余剰蒸気凝縮水ライン１５を介してホットウェルタ
ンク７に接続する。
に、排熱利用設備にとって最適な温度条件で排熱を効率
良く利用することができる燃料電池排熱利用設備を提供
する。 【解決手段】 燃料電池システム１を蒸気タンク２５に
接続する。蒸気発生システム２を蒸気ヘッダ３に接続す
る。蒸気ヘッダ３を、蒸気タンク圧力調節弁２８を介し
て蒸気タンク２５に接続する。蒸気ヘッダ圧力計１８、
蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９により蒸気ヘッダ３圧力
を制御可能に、蒸気タンク圧力計２６、蒸気タンク圧力
制御演算器２７、蒸気タンク圧力調節弁２８により蒸気
タンク２５圧力を制御可能に設ける。蒸気タンク２５
を、余剰蒸気放出弁２１を有する余剰蒸気ライン１４を
介して余剰蒸気凝縮器６に接続する。余剰蒸気凝縮器６
を、余剰蒸気凝縮水ライン１５を介してホットウェルタ
ンク７に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
と冷熱供給システムとを備えて構成される燃料電池排熱
利用システムに関するものである。
と冷熱供給システムとを備えて構成される燃料電池排熱
利用システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、天然ガスなどの燃料を改質
して得られた水素と、空気中の酸素とを電気化学的に反
応させて直接発電するものであり、熱エネルギーや運動
エネルギーの過程を経ない直接発電なので、小規模でも
高い発電効率が期待できる。また、燃料電池は、発電に
伴って発生する熱が給湯や冷暖房として利用しやすく、
総合エネルギー効率を高められるという利点も有してい
るため、様々な排熱利用システムが開発されている。
して得られた水素と、空気中の酸素とを電気化学的に反
応させて直接発電するものであり、熱エネルギーや運動
エネルギーの過程を経ない直接発電なので、小規模でも
高い発電効率が期待できる。また、燃料電池は、発電に
伴って発生する熱が給湯や冷暖房として利用しやすく、
総合エネルギー効率を高められるという利点も有してい
るため、様々な排熱利用システムが開発されている。
【０００３】このような燃料電池の排熱利用システムと
して、従来から提案されているものの一例を、図２に従
って以下に説明する。すなわち、燃料電池システム１
は、燃料電池システム排熱蒸気ライン８を介して蒸気ヘ
ッダ３に接続されている。また、蒸気発生システム２は
蒸気発生システム蒸気ライン９ａを介して蒸気ヘッダ３
に接続されている。蒸気ヘッダ３は、その圧力が蒸気ヘ
ッダ圧力計１８、蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９及び蒸
気ヘッダ圧力調節弁２０により一定圧力に制御可能な構
成となっている。
して、従来から提案されているものの一例を、図２に従
って以下に説明する。すなわち、燃料電池システム１
は、燃料電池システム排熱蒸気ライン８を介して蒸気ヘ
ッダ３に接続されている。また、蒸気発生システム２は
蒸気発生システム蒸気ライン９ａを介して蒸気ヘッダ３
に接続されている。蒸気ヘッダ３は、その圧力が蒸気ヘ
ッダ圧力計１８、蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９及び蒸
気ヘッダ圧力調節弁２０により一定圧力に制御可能な構
成となっている。
【０００４】そして、蒸気ヘッダ３は余剰蒸気ライン１
４を介して余剰蒸気凝縮器６に接続され、余剰蒸気ライ
ン１４には余剰蒸気放出弁２１が設けられている。余剰
蒸気ライン１４は余剰蒸気凝縮水ライン１５を介してホ
ットウェルタンク７に接続されている。また、蒸気ヘッ
ダ３は吸収式冷凍機蒸気供給ライン１０を介して吸収式
冷凍機４に接続され、吸収式冷凍機４は冷水供給ライン
１２及び冷水戻り水ライン１３を介して冷熱需要家５に
接続されている。吸収式冷凍機４への供給蒸気量は、冷
水供給温度計２２、冷水供給温度演算器２３及び吸収式
冷凍機蒸気供給弁２４により制御可能な構成となってい
る。この吸収式冷凍機４は、吸収式冷凍機凝縮水ライン
１１を介してホットウェルタンク７に接続されている。
４を介して余剰蒸気凝縮器６に接続され、余剰蒸気ライ
ン１４には余剰蒸気放出弁２１が設けられている。余剰
蒸気ライン１４は余剰蒸気凝縮水ライン１５を介してホ
ットウェルタンク７に接続されている。また、蒸気ヘッ
ダ３は吸収式冷凍機蒸気供給ライン１０を介して吸収式
冷凍機４に接続され、吸収式冷凍機４は冷水供給ライン
１２及び冷水戻り水ライン１３を介して冷熱需要家５に
接続されている。吸収式冷凍機４への供給蒸気量は、冷
水供給温度計２２、冷水供給温度演算器２３及び吸収式
冷凍機蒸気供給弁２４により制御可能な構成となってい
る。この吸収式冷凍機４は、吸収式冷凍機凝縮水ライン
１１を介してホットウェルタンク７に接続されている。
【０００５】さらに、ホットウェルタンク７は、燃料電
池システム補給水ライン１６を介して燃料電池システム
１に接続されるとともに、蒸気発生システム補給水ライ
ン１７を介して蒸気発生システム２に接続されている。
池システム補給水ライン１６を介して燃料電池システム
１に接続されるとともに、蒸気発生システム補給水ライ
ン１７を介して蒸気発生システム２に接続されている。
【０００６】以上のような構成を有する従来の燃料電池
排熱利用システムの一例の作用は、次の通りである。ま
ず、燃料電池システム１からの排熱蒸気は、燃料電池シ
ステム排熱蒸気ライン８を経て蒸気ヘッダ３に供給され
る。また、蒸気発生システム２において発生した蒸気
は、蒸気発生システム蒸気ライン９ａを経て蒸気ヘッダ
３に供給される。
排熱利用システムの一例の作用は、次の通りである。ま
ず、燃料電池システム１からの排熱蒸気は、燃料電池シ
ステム排熱蒸気ライン８を経て蒸気ヘッダ３に供給され
る。また、蒸気発生システム２において発生した蒸気
は、蒸気発生システム蒸気ライン９ａを経て蒸気ヘッダ
３に供給される。
【０００７】蒸気ヘッダ圧力計１８により測定される蒸
気ヘッダ３の圧力が規定圧力以下になった場合には、蒸
気ヘッダ圧力制御演算器１９により、蒸気発生システム
２に対して発生蒸気量を増量する指令が出力される。そ
して、蒸気ヘッダ３の圧力が規定圧力以上になった場合
には、蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９により余剰蒸気ラ
イン１４上にある余剰蒸気放出弁２１に対して弁開指令
が出力され、余剰蒸気凝縮器６により凝縮されたドレン
が余剰蒸気凝縮水ライン１５を経てホットウェルタンク
７に導かれる。
気ヘッダ３の圧力が規定圧力以下になった場合には、蒸
気ヘッダ圧力制御演算器１９により、蒸気発生システム
２に対して発生蒸気量を増量する指令が出力される。そ
して、蒸気ヘッダ３の圧力が規定圧力以上になった場合
には、蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９により余剰蒸気ラ
イン１４上にある余剰蒸気放出弁２１に対して弁開指令
が出力され、余剰蒸気凝縮器６により凝縮されたドレン
が余剰蒸気凝縮水ライン１５を経てホットウェルタンク
７に導かれる。
【０００８】また、蒸気ヘッダ３からの蒸気は、吸収式
冷凍機蒸気供給ライン１０を経て吸収式冷凍機４に供給
され、吸収式冷凍機４で冷水が生成される。この冷水
は、冷水供給ライン１２を経て冷熱需要家５に供給され
る。なお、吸収式冷凍機４への蒸気供給量は、冷水供給
温度計２２により測定される温度に基づいて、冷水供給
温度演算器２３から吸収式冷凍機蒸気供給弁２４へ送出
される弁開閉指令によって調節される。そして、冷熱需
要家５からの戻り水は、冷水戻り水ライン１３を経て吸
収式冷凍機４に戻り、吸収式冷凍機４の凝縮水は吸収式
冷凍機凝縮水ライン１１を経て、ホットウェルタンク７
に導かれる。
冷凍機蒸気供給ライン１０を経て吸収式冷凍機４に供給
され、吸収式冷凍機４で冷水が生成される。この冷水
は、冷水供給ライン１２を経て冷熱需要家５に供給され
る。なお、吸収式冷凍機４への蒸気供給量は、冷水供給
温度計２２により測定される温度に基づいて、冷水供給
温度演算器２３から吸収式冷凍機蒸気供給弁２４へ送出
される弁開閉指令によって調節される。そして、冷熱需
要家５からの戻り水は、冷水戻り水ライン１３を経て吸
収式冷凍機４に戻り、吸収式冷凍機４の凝縮水は吸収式
冷凍機凝縮水ライン１１を経て、ホットウェルタンク７
に導かれる。
【０００９】さらに、ホットウェルタンク７から燃料電
池システム１および蒸気発生システム２への補給水は、
それぞれ燃料電池システム補給水ライン１６および蒸気
発生システム補給水ライン１７を経て供給される。
池システム１および蒸気発生システム２への補給水は、
それぞれ燃料電池システム補給水ライン１６および蒸気
発生システム補給水ライン１７を経て供給される。
【００１０】なお、蒸気ヘッダ３は、上記のように吸収
式冷凍機４を介して接続される冷熱需要家５以外の他の
熱利用設備にも蒸気を供給し、この熱利用設備から凝縮
水がホットウェルタンク７へ戻されているのが一般的で
ある。
式冷凍機４を介して接続される冷熱需要家５以外の他の
熱利用設備にも蒸気を供給し、この熱利用設備から凝縮
水がホットウェルタンク７へ戻されているのが一般的で
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の燃料電池排熱利用システムにおいては、蒸気発
生システム２から供給される蒸気により一定圧力に保持
された蒸気ヘッダ３からの蒸気を、吸収式冷凍機４に供
給し冷水を発生させる冷熱供給システムを採用してい
る。この冷熱供給システムにおける蒸気ヘッダ３の圧力
は、蒸気ヘッダ３から蒸気の供給を受けている他の熱利
用設備の仕様との関係から、通常８ATG 程度、蒸気温度
で１７５℃程度に保つことが望ましい。しかし、燃料電
池システムの電池冷却水の温度条件等からみると、上記
のような蒸気ヘッダ３の圧力・温度条件を満足するよう
な排熱蒸気を供給することは困難であり、このような冷
熱供給システムによる燃料電池の排熱利用は効率のよい
ものではなかった。
な従来の燃料電池排熱利用システムにおいては、蒸気発
生システム２から供給される蒸気により一定圧力に保持
された蒸気ヘッダ３からの蒸気を、吸収式冷凍機４に供
給し冷水を発生させる冷熱供給システムを採用してい
る。この冷熱供給システムにおける蒸気ヘッダ３の圧力
は、蒸気ヘッダ３から蒸気の供給を受けている他の熱利
用設備の仕様との関係から、通常８ATG 程度、蒸気温度
で１７５℃程度に保つことが望ましい。しかし、燃料電
池システムの電池冷却水の温度条件等からみると、上記
のような蒸気ヘッダ３の圧力・温度条件を満足するよう
な排熱蒸気を供給することは困難であり、このような冷
熱供給システムによる燃料電池の排熱利用は効率のよい
ものではなかった。
【００１２】本発明は上記のような従来技術の問題点を
解決するために提案されたものであり、その目的は、燃
料電池システムの温度条件に制約されずに、排熱利用設
備にとって最適な温度条件で排熱を効率良く利用するこ
とができる燃料電池排熱利用システムを提供することで
ある。
解決するために提案されたものであり、その目的は、燃
料電池システムの温度条件に制約されずに、排熱利用設
備にとって最適な温度条件で排熱を効率良く利用するこ
とができる燃料電池排熱利用システムを提供することで
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、蒸気発生システムと、前
記蒸気発生システムから供給される蒸気により一定圧力
に保持される蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッドから供給さ
れる蒸気により冷水を発生する吸収式冷凍機とによって
構成される冷熱供給システムを有し、燃料電池システム
において発生する蒸気が前記冷熱供給システムにおいて
追加利用可能となるように、前記冷熱供給システムに前
記燃料電池システムが接続された燃料電池排熱利用シス
テムにおいて、前記蒸気ヘッダは圧力調整弁を介して蒸
気タンクに接続され、前記燃料電池システムは前記蒸気
タンクに接続され、前記蒸気タンクは前記吸収式冷凍機
に接続されていることを特徴とする燃料電池排熱利用シ
ステム。
めに、請求項１記載の発明は、蒸気発生システムと、前
記蒸気発生システムから供給される蒸気により一定圧力
に保持される蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッドから供給さ
れる蒸気により冷水を発生する吸収式冷凍機とによって
構成される冷熱供給システムを有し、燃料電池システム
において発生する蒸気が前記冷熱供給システムにおいて
追加利用可能となるように、前記冷熱供給システムに前
記燃料電池システムが接続された燃料電池排熱利用シス
テムにおいて、前記蒸気ヘッダは圧力調整弁を介して蒸
気タンクに接続され、前記燃料電池システムは前記蒸気
タンクに接続され、前記蒸気タンクは前記吸収式冷凍機
に接続されていることを特徴とする燃料電池排熱利用シ
ステム。
【００１４】以上のような請求項１記載の発明では、蒸
気ヘッダ及び燃料電池システムが互いに直接接続される
ことがなく、それぞれ独立に蒸気タンクに接続され、蒸
気ヘッダと蒸気タンクとの間には圧力調整弁が設けられ
ている。従って、燃料電池システムからの排熱蒸気の圧
力・温度条件に制約されずに、圧力調節弁によって蒸気
ヘッダの蒸気圧力・温度を任意に設定することができ
る。
気ヘッダ及び燃料電池システムが互いに直接接続される
ことがなく、それぞれ独立に蒸気タンクに接続され、蒸
気ヘッダと蒸気タンクとの間には圧力調整弁が設けられ
ている。従って、燃料電池システムからの排熱蒸気の圧
力・温度条件に制約されずに、圧力調節弁によって蒸気
ヘッダの蒸気圧力・温度を任意に設定することができ
る。
【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池排熱利用システムにおいて、前記蒸気タンクの圧
力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により
検出された圧力に基づいて前記圧力制御弁を制御し、前
記蒸気ヘッダから前記蒸気タンクへの供給蒸気量を調節
する制御手段とを有することを特徴とする。
料電池排熱利用システムにおいて、前記蒸気タンクの圧
力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により
検出された圧力に基づいて前記圧力制御弁を制御し、前
記蒸気ヘッダから前記蒸気タンクへの供給蒸気量を調節
する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】以上のような請求項２記載の発明では、蒸
気タンクの圧力を、実際に検出しながらフィードバック
等により制御することができるので、冷熱供給システム
にとって最適な温度条件を維持することができる。
気タンクの圧力を、実際に検出しながらフィードバック
等により制御することができるので、冷熱供給システム
にとって最適な温度条件を維持することができる。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の燃
料電池排熱利用システムにおいて、前記制御手段は、蒸
気タンクの圧力としてあらかじめ設定された値に応じ
て、前記圧力制御弁に制御信号を出力する蒸気ヘッダ圧
力制御演算器を有することを特徴とする。
料電池排熱利用システムにおいて、前記制御手段は、蒸
気タンクの圧力としてあらかじめ設定された値に応じ
て、前記圧力制御弁に制御信号を出力する蒸気ヘッダ圧
力制御演算器を有することを特徴とする。
【００１８】以上のような請求項３記載の発明では、冷
熱供給システムにとって最適な温度条件に応じて、あら
かじめ蒸気タンクの圧力値を設定しておくことにより、
蒸気ヘッダ圧力制御演算器によって蒸気ヘッダの圧力が
最適値に正確に維持される。
熱供給システムにとって最適な温度条件に応じて、あら
かじめ蒸気タンクの圧力値を設定しておくことにより、
蒸気ヘッダ圧力制御演算器によって蒸気ヘッダの圧力が
最適値に正確に維持される。
【００１９】
【発明の実施の形態】請求項１〜３記載の発明に対応す
る一つの実施の形態を、図１に従って以下に説明する。
なお、図１は本実施の形態の燃料電池排熱利用システム
を示す構成図であり、図２に示した従来技術と同様の部
材は同一の符号を付して説明する。
る一つの実施の形態を、図１に従って以下に説明する。
なお、図１は本実施の形態の燃料電池排熱利用システム
を示す構成図であり、図２に示した従来技術と同様の部
材は同一の符号を付して説明する。
【００２０】（１）実施の形態の構成 まず、本実施の形態の構成を説明する。すなわち、燃料
電池システム１は、燃料電池システム排熱蒸気ライン８
を介して蒸気タンク２５に接続されている。また、蒸気
発生システム２は、蒸気発生システム供給ライン９を介
して蒸気ヘッダ３に接続されている。蒸気ヘッダ３は、
その圧力が蒸気ヘッダ圧力計１８、蒸気ヘッダ圧力制御
演算器１９により一定圧力に制御可能な構成となってい
る。さらに、蒸気ヘッダ３は、蒸気タンク圧力調節弁２
８を介して蒸気タンク２５に接続されている。
電池システム１は、燃料電池システム排熱蒸気ライン８
を介して蒸気タンク２５に接続されている。また、蒸気
発生システム２は、蒸気発生システム供給ライン９を介
して蒸気ヘッダ３に接続されている。蒸気ヘッダ３は、
その圧力が蒸気ヘッダ圧力計１８、蒸気ヘッダ圧力制御
演算器１９により一定圧力に制御可能な構成となってい
る。さらに、蒸気ヘッダ３は、蒸気タンク圧力調節弁２
８を介して蒸気タンク２５に接続されている。
【００２１】蒸気タンク２５は、その圧力が蒸気タンク
圧力計２６、蒸気タンク圧力制御演算器２７及び蒸気タ
ンク圧力調節弁２８によって制御される構成となってい
る。そして、蒸気タンク２５は、余剰蒸気放出弁２１を
有する余剰蒸気ライン１４を介して余剰蒸気凝縮器６に
接続されている。余剰蒸気凝縮器６は、余剰蒸気凝縮水
ライン１５を介してホットウェルタンク７に接続されて
いる。さらに、蒸気タンク２５には、吸収式冷凍機蒸気
供給弁２４を有する吸収式冷凍機蒸気供給ライン１０を
介して吸収式冷凍機４に接続され、吸収式冷凍機４は冷
水供給ライン１２及び冷水戻り水ライン１３を介して冷
熱需要家５に接続されている。吸収式冷凍機４への供給
蒸気量は、冷水供給温度計２２、冷水供給温度演算器２
３及び吸収式冷凍機蒸気供給弁２４により制御可能な構
成となっている。
圧力計２６、蒸気タンク圧力制御演算器２７及び蒸気タ
ンク圧力調節弁２８によって制御される構成となってい
る。そして、蒸気タンク２５は、余剰蒸気放出弁２１を
有する余剰蒸気ライン１４を介して余剰蒸気凝縮器６に
接続されている。余剰蒸気凝縮器６は、余剰蒸気凝縮水
ライン１５を介してホットウェルタンク７に接続されて
いる。さらに、蒸気タンク２５には、吸収式冷凍機蒸気
供給弁２４を有する吸収式冷凍機蒸気供給ライン１０を
介して吸収式冷凍機４に接続され、吸収式冷凍機４は冷
水供給ライン１２及び冷水戻り水ライン１３を介して冷
熱需要家５に接続されている。吸収式冷凍機４への供給
蒸気量は、冷水供給温度計２２、冷水供給温度演算器２
３及び吸収式冷凍機蒸気供給弁２４により制御可能な構
成となっている。
【００２２】そして、吸収式冷凍機４は、吸収式冷凍機
凝縮水ライン１１を介してホットウェルタンク７に接続
されている。さらに、ホットウェルタンク７は燃料電池
システム補給水ライン１６を介して燃料電池システム１
に接続されるともに、蒸気発生システム補給水ライン１
７を介して蒸気発生システム２に接続されている。な
お、蒸気ヘッダ３には、上記のように吸収式冷凍機４を
介して接続される冷熱需要家５以外の他の熱利用設備が
接続され、この熱利用設備はホットウェルタンク７に接
続されている。
凝縮水ライン１１を介してホットウェルタンク７に接続
されている。さらに、ホットウェルタンク７は燃料電池
システム補給水ライン１６を介して燃料電池システム１
に接続されるともに、蒸気発生システム補給水ライン１
７を介して蒸気発生システム２に接続されている。な
お、蒸気ヘッダ３には、上記のように吸収式冷凍機４を
介して接続される冷熱需要家５以外の他の熱利用設備が
接続され、この熱利用設備はホットウェルタンク７に接
続されている。
【００２３】（２）実施の形態の作用 以上のような構成を有する本実施の形態の作用は以下の
通りである。すなわち、燃料電池システム１からの排熱
蒸気は、燃料電池システム排熱蒸気ライン８を経て蒸気
タンク２５へ供給される。また、蒸気発生システム２に
おいて発生した蒸気は、蒸気発生システム蒸気ライン９
を経て蒸気ヘッダ３に供給される。蒸気ヘッダ３の圧力
は、蒸気ヘッダ圧力計１８及び蒸気ヘッダ圧力制御演算
器１９により一定圧力に制御される。
通りである。すなわち、燃料電池システム１からの排熱
蒸気は、燃料電池システム排熱蒸気ライン８を経て蒸気
タンク２５へ供給される。また、蒸気発生システム２に
おいて発生した蒸気は、蒸気発生システム蒸気ライン９
を経て蒸気ヘッダ３に供給される。蒸気ヘッダ３の圧力
は、蒸気ヘッダ圧力計１８及び蒸気ヘッダ圧力制御演算
器１９により一定圧力に制御される。
【００２４】蒸気ヘッダ３からの蒸気は蒸気タンク圧力
調節弁２８を経て蒸気タンク２５に供給される。蒸気タ
ンク圧力制御演算器１９においては、吸収式冷凍機４及
び冷熱需要家５の温度条件に応じて、あらかじめ蒸気タ
ンク２５の圧力として一定の規定値が設定されている。
そして、蒸気タンク圧力計２６により測定される蒸気タ
ンク２５の圧力は、蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９から
蒸気タンク圧力調節弁２８及び余剰蒸気放出弁２１に対
して出力される弁開閉指令によって、一定の圧力に制御
される。例えば、蒸気タンク２５の圧力が規定値以上に
なった場合には、蒸気タンク圧力制御演算器２７から余
剰蒸気放出弁２１に対して弁開指令が出力されることに
よって、余剰蒸気凝縮器６に余剰蒸気が放出される。余
剰蒸気凝縮器６により凝縮されたドレンは、余剰蒸気凝
縮水ライン１５を経てホットウェルタンク７に導かれ
る。
調節弁２８を経て蒸気タンク２５に供給される。蒸気タ
ンク圧力制御演算器１９においては、吸収式冷凍機４及
び冷熱需要家５の温度条件に応じて、あらかじめ蒸気タ
ンク２５の圧力として一定の規定値が設定されている。
そして、蒸気タンク圧力計２６により測定される蒸気タ
ンク２５の圧力は、蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９から
蒸気タンク圧力調節弁２８及び余剰蒸気放出弁２１に対
して出力される弁開閉指令によって、一定の圧力に制御
される。例えば、蒸気タンク２５の圧力が規定値以上に
なった場合には、蒸気タンク圧力制御演算器２７から余
剰蒸気放出弁２１に対して弁開指令が出力されることに
よって、余剰蒸気凝縮器６に余剰蒸気が放出される。余
剰蒸気凝縮器６により凝縮されたドレンは、余剰蒸気凝
縮水ライン１５を経てホットウェルタンク７に導かれ
る。
【００２５】また、蒸気タンク２５からの蒸気は、吸収
式冷凍機蒸気供給ライン１０を経て吸収式冷凍機４に供
給され、吸収式冷凍機４で冷水が生成される。この冷水
は、冷水供給ライン１２を経て冷熱需要家５に供給され
る。なお、吸収式冷凍機４への供給蒸気量は、冷水供給
温度計２２、冷水供給温度演算器２３から吸収式冷凍機
蒸気供給ライン１０の吸収式冷凍機蒸気供給弁２４への
弁開閉指令により調節される。
式冷凍機蒸気供給ライン１０を経て吸収式冷凍機４に供
給され、吸収式冷凍機４で冷水が生成される。この冷水
は、冷水供給ライン１２を経て冷熱需要家５に供給され
る。なお、吸収式冷凍機４への供給蒸気量は、冷水供給
温度計２２、冷水供給温度演算器２３から吸収式冷凍機
蒸気供給ライン１０の吸収式冷凍機蒸気供給弁２４への
弁開閉指令により調節される。
【００２６】冷熱需要家５からの戻り水は、冷水戻り水
ライン１３を経て吸収式冷凍機４に戻り、吸収式冷凍機
４の凝縮水は吸収式冷凍機凝縮水ライン１１を経て、ホ
ットウェルタンク７に導かれる。さらに、ホットウェル
タンク７から燃料電池システム１および蒸気発生システ
ムへの補給水は、それぞれ燃料電池システム補給水ライ
ン１６および蒸気発生システム補給水ライン１７を経て
供給される。なお、蒸気ヘッダ３からは、他の熱利用設
備にも蒸気が供給され、この熱利用設備から凝縮水がホ
ットウェルタンク７へ戻される。
ライン１３を経て吸収式冷凍機４に戻り、吸収式冷凍機
４の凝縮水は吸収式冷凍機凝縮水ライン１１を経て、ホ
ットウェルタンク７に導かれる。さらに、ホットウェル
タンク７から燃料電池システム１および蒸気発生システ
ムへの補給水は、それぞれ燃料電池システム補給水ライ
ン１６および蒸気発生システム補給水ライン１７を経て
供給される。なお、蒸気ヘッダ３からは、他の熱利用設
備にも蒸気が供給され、この熱利用設備から凝縮水がホ
ットウェルタンク７へ戻される。
【００２７】（３）実施の形態の効果 以上のような本実施の形態の効果は以下の通りである。
すなわち、燃料電池システム１の排熱蒸気ライン８を蒸
気ヘッダ３に直接接続するのではなく、蒸気タンク２５
に接続し、蒸気ヘッダ３を蒸気タンク圧力調節弁２８を
介して蒸気タンク２５に接続することにより、燃料電池
システム１の排熱蒸気の影響を受けずに、蒸気ヘッダ３
から蒸気タンク２５への出力蒸気量を任意に調節可能と
なる。
すなわち、燃料電池システム１の排熱蒸気ライン８を蒸
気ヘッダ３に直接接続するのではなく、蒸気タンク２５
に接続し、蒸気ヘッダ３を蒸気タンク圧力調節弁２８を
介して蒸気タンク２５に接続することにより、燃料電池
システム１の排熱蒸気の影響を受けずに、蒸気ヘッダ３
から蒸気タンク２５への出力蒸気量を任意に調節可能と
なる。
【００２８】従って、燃料電池システム１からの排熱蒸
気の圧力・温度条件に制約されることなく、他の熱利用
設備の仕様との関係に応じて、蒸気ヘッダ３の圧力・温
度条件を適切な値に保つことができ、効率的な排熱利用
を行うことができる。また、燃料電池システム１からの
排熱蒸気の圧力・温度条件を、蒸気ヘッダ３の圧力・温
度条件に制約されずに選定可能となるので、燃料電池の
効率的な運転を行うことができる。
気の圧力・温度条件に制約されることなく、他の熱利用
設備の仕様との関係に応じて、蒸気ヘッダ３の圧力・温
度条件を適切な値に保つことができ、効率的な排熱利用
を行うことができる。また、燃料電池システム１からの
排熱蒸気の圧力・温度条件を、蒸気ヘッダ３の圧力・温
度条件に制約されずに選定可能となるので、燃料電池の
効率的な運転を行うことができる。
【００２９】蒸気タンクの圧力は、実際に検出しながら
フィードバックにより制御することができるとともに、
蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９によってあらかじめ設定
された最適の圧力値に正確に維持されるので、吸収式冷
凍機４及び冷熱需要家５にとって最適な温度条件を保つ
ことが可能となる。
フィードバックにより制御することができるとともに、
蒸気ヘッダ圧力制御演算器１９によってあらかじめ設定
された最適の圧力値に正確に維持されるので、吸収式冷
凍機４及び冷熱需要家５にとって最適な温度条件を保つ
ことが可能となる。
【００３０】（４）他の実施の形態 なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるもので
はなく、個々の構成部材の種類、配置構成等は適宜変更
可能である。例えば、上記実施の形態における蒸気タン
ク圧力調節弁２８を、調節弁ではなくＯＮ／ＯＦＦ弁に
代えて、蒸気タンク３の圧力が既定値以下になると開
き、既定値以上になると閉じるという制御に代えること
によっても、上記実施の形態を同様の効果を得ることが
できる。また、本発明に使用される燃料電池の種類は、
リン酸型、溶融炭酸塩型等の周知のものであれば、どの
ようなものであってもよい。
はなく、個々の構成部材の種類、配置構成等は適宜変更
可能である。例えば、上記実施の形態における蒸気タン
ク圧力調節弁２８を、調節弁ではなくＯＮ／ＯＦＦ弁に
代えて、蒸気タンク３の圧力が既定値以下になると開
き、既定値以上になると閉じるという制御に代えること
によっても、上記実施の形態を同様の効果を得ることが
できる。また、本発明に使用される燃料電池の種類は、
リン酸型、溶融炭酸塩型等の周知のものであれば、どの
ようなものであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料電池システムの温度条件に制約されずに、排熱利用
設備にとって最適な温度条件で排熱を効率良く利用する
ことが可能な燃料電池排熱利用システムを提供すること
ができる。
燃料電池システムの温度条件に制約されずに、排熱利用
設備にとって最適な温度条件で排熱を効率良く利用する
ことが可能な燃料電池排熱利用システムを提供すること
ができる。
【図１】本発明による燃料電池排熱利用システムの一つ
の実施の形態を示す構成図である。
の実施の形態を示す構成図である。
【図２】従来の燃料電池排熱利用システムの一例を示す
構成図である。
構成図である。
１…燃料電池システム ２…蒸気発生システム ３…蒸気ヘッダ ４…吸収式冷凍機 ５…冷熱需要家 ６…余剰蒸気凝縮器 ７…ホットウェルタンク ８…燃料電池システム排熱蒸気ライン ９…蒸気発生システム蒸気ライン １０…吸収式冷凍機蒸気供給ライン １１…吸収式冷凍機凝縮水ライン １２…冷水供給ライン １３…冷水戻り水ライン １４…余剰蒸気ライン １５…余剰蒸気凝縮水ライン １６…燃料電池システム補給水 １７…蒸気発生システム補給水 １８…蒸気ヘッダ圧力計 １９…蒸気ヘッダ圧力制御演算器 ２０…蒸気ヘッダ圧力調節弁 ２１…余剰蒸気放出弁 ２２…冷水供給温度計 ２３…冷水供給温度制御演算器 ２４…吸収式冷凍機蒸気供給弁 ２５…蒸気タンク ２６…蒸気タンク圧力計 ２７…蒸気タンク圧力制御演算器 ２８…蒸気タンク圧力調節弁
Claims (3)
- 【請求項１】 蒸気発生システムと、前記蒸気発生シス
テムから供給される蒸気により一定圧力に保持される蒸
気ヘッダと、前記蒸気ヘッドから供給される蒸気により
冷水を発生する吸収式冷凍機とによって構成される冷熱
供給システムを有し、燃料電池システムにおいて発生す
る蒸気が前記冷熱供給システムにおいて追加利用可能と
なるように、前記冷熱供給システムに前記燃料電池シス
テムが接続された燃料電池排熱利用システムにおいて、 前記蒸気ヘッダは圧力調整弁を介して蒸気タンクに接続
され、 前記燃料電池システムは前記蒸気タンクに接続され、 前記蒸気タンクは前記吸収式冷凍機に接続されているこ
とを特徴とする燃料電池排熱利用システム。 - 【請求項２】 前記蒸気タンクの圧力を検出する圧力検
出手段と、 前記圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記
圧力制御弁を制御し、前記蒸気ヘッダから前記蒸気タン
クへの供給蒸気量を調節する制御手段とを有することを
特徴とする請求項１記載の燃料電池排熱利用システム。 - 【請求項３】 前記制御手段は、蒸気タンクの圧力とし
てあらかじめ設定された値に応じて、前記圧力制御弁に
制御信号を出力する蒸気ヘッダ圧力制御演算器を有する
ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池排熱利用シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125864A JPH09306521A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 燃料電池排熱利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125864A JPH09306521A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 燃料電池排熱利用システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306521A true JPH09306521A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14920832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125864A Pending JPH09306521A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 燃料電池排熱利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306521A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000356431A (ja) * | 1999-05-13 | 2000-12-26 | General Electric Co <Ge> | 統合ガス化システム内において低品位熱を冷却負荷に変換する方法及び装置 |
| CN115513490A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-23 | 南方电网电力科技股份有限公司 | 一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法 |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP8125864A patent/JPH09306521A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000356431A (ja) * | 1999-05-13 | 2000-12-26 | General Electric Co <Ge> | 統合ガス化システム内において低品位熱を冷却負荷に変換する方法及び装置 |
| CN115513490A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-23 | 南方电网电力科技股份有限公司 | 一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法 |
| CN115513490B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-10-31 | 南方电网电力科技股份有限公司 | 一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法 |
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