KR101534543B1 - System for stack stabilization and heat utilization of fuel cell - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템은, 겨울철 등에는 연료전지에서 나온 고온의 냉각수의 열을 건물의 난방이나 급탕에 이용하고, 여름철이나 난방 부하가 적을 경우에는 고온의 냉각수의 열을 결로 방지에 이용함으로써, 에너지 효율의 최적화에 기여할 수 있다. 또한, 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 너무 낮을 경우, 냉각수 열교환기에서 나온 냉각수와 연료전지에서 나온 냉각수를 혼합하여 연료전지에 공급함으로써, 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 설정 범위에 들도록 맞출 수 있으므로, 스텍 온도 안정화에 기여할 수 있다.The system for stabilizing and heating the fuel cell according to the present invention uses the heat of the high temperature cooling water from the fuel cell in winter or the like for heating or hot water heating of the building and the heat of the high temperature cooling water Is used for preventing condensation, it can contribute to optimization of energy efficiency. When the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell is too low, the cooling water from the cooling water heat exchanger and the cooling water from the fuel cell are mixed and supplied to the fuel cell, so that the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell is adjusted So that it can contribute to stabilizing the stack temperature.

Description

연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템 {System for stack stabilization and heat utilization of fuel cell }[0001] SYSTEM FOR STABILIZATION AND HEAT UTILIZATION OF FUEL CELL [0002]

본 발명은 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지를 냉각시킨 냉각수의 열을 건물의 난방에 이용함과 아울러 연료전지 스택의 온도를 안정적으로 유지시킬 수 있는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and a control method for fuel cell stabilization and heat utilization, and more particularly, to a system and method for stabilizing a fuel cell, And more particularly, to a system and method for controlling fuel cell stabilization and heat utilization.

일반적으로 연료전지는 연료 가스로서 공급되는 수소 가스와 산화제 가스로서 공급되는 공기를 반응시켜 전력 및 열을 발생시킨다. Generally, a fuel cell reacts with hydrogen gas supplied as a fuel gas and air supplied as an oxidant gas to generate power and heat.

스텍 온도 안정화와 에너지 효율 최적화를 위한 연료전지 코제너레이션 시스템은 연료전지에서 발생된 열을 저탕조에 축적하고, 상기 저탕조내의 온수는 난방이나 급탕 등에 이용하는 시스템이다. 일본 특개 2010-40350호에서는 연료전지 코제너레이션 시스템이 개시되어 있으며, 연료전지에서 발생된 열을 냉각수로 냉각하고, 그 냉각수는 냉각수 순환라인을 따라 저탕조를 통과하면서 냉각된 후 다시 상기 연료전지로 순환한다.A fuel cell cogeneration system for stabilizing stack temperature and energy efficiency accumulates heat generated in a fuel cell in a low temperature tank, and hot water in the low temperature tank is used for heating or hot water supply. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-40350 discloses a fuel cell cogeneration system in which the heat generated in a fuel cell is cooled by cooling water and the cooling water is cooled while passing through a low temperature bath along a cooling water circulation line, Circulate.

이 때, 상기 연료전지의 효율을 위해 상기 연료전지를 냉각시키는 냉각수의 온도를 일정하게 맞추어 주는 것이 매우 중요하다. 그러나, 계절 등 여러 가지 요인에 따라 상기 저탕조 내의 온도 변화가 달라질 수 있으며, 상기 저탕조의 온도 변화에 따라 상기 저탕조에서 냉각되는 냉각수의 온도도 달라지게 되므로, 상기 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도를 일정하게 맞추기가 매우 어려운 문제점이 있다. At this time, it is very important to adjust the temperature of the cooling water for cooling the fuel cell to be constant for the efficiency of the fuel cell. However, the temperature change in the low-temperature bath may vary depending on various factors such as the season, and the temperature of the cooling water cooled in the low-temperature bath varies according to the temperature change of the low-temperature bath. There is a problem that it is very difficult to uniformly adjust the angle.

본 발명의 목적은, 연료전지를 냉각시킨 냉각수의 열을 건물의 난방에 이용함과 아울러 연료전지 스택의 온도를 안정적으로 유지시킬 수 있는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a system and method for controlling fuel cell stabilization and heat utilization which can utilize the heat of cooling water that has cooled a fuel cell for heating a building and stably maintain the temperature of the fuel cell stack There is.

본 발명에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템은, 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수와 건물의 난방 또는 급탕을 위한 용수를 열교환시켜, 상기 냉각수는 냉각시키고 상기 용수는 예열시키는 냉각수 열교환기와, 상기 건물에 설치되어, 상기 냉각수 열교환기에서 예열된 용수를 가열하는 용수 가열기와, 상기 용수 가열기에서 가열된 용수를 상기 건물로 안내하는 용수 순환유로와, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 연료전지로 순환시키는 냉각수 순환유로와, 상기 냉각수 순환유로에서 상기 건물로 바이패스 연결되어, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 건물로 바이패스시키는 냉각수 바이패스유로와, 상기 건물의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 냉각수 열교환기에서 열교환된 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면, 상기 냉각수 열교환기를 통과한 냉각수의 열이 상기 건물로 공급되도록 상기 냉각수 바이패스유로를 개방하는 제어부를 포함한다.A system for stabilizing and utilizing heat of a fuel cell according to the present invention comprises a cooling water heat exchanger for exchanging heat between cooling water for cooling a fuel cell and water for heating or hot water of a building, cooling the cooling water and preheating the water, A water circulation flow path for guiding the water heated by the water heater to the building, and a cooling water circulating flow path for cooling the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger to the fuel A cooling water bypass flow path which bypasses the cooling water circulated in the cooling water heat exchanger from the cooling water circulation passage to the building so as to bypass the cooling water to the building; Or the temperature of the cooling water heat-exchanged in the cooling water heat exchanger is lower than the load If the temperature or higher, the heat of the cooling water passing through the cooling water heat exchanger and a control section for opening the cooling water bypass flow path to be supplied to the building.

본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템은, 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수와 집합 건물의 각 세대의 난방 또는 급탕을 위한 용수를 열교환시켜, 상기 냉각수는 냉각시키고 상기 용수는 예열시키는 냉각수 열교환기와, 상기 집합 건물에 설치되어, 상기 냉각수 열교환기에서 예열된 용수를 가열하는 용수 가열기와, 상기 용수 가열기에서 가열된 용수를 상기 집합 건물의 각 세대로 공급된 후 다시 상기 냉각수 열교환기로 환수되도록 안내하는 용수 순환유로와, 상기 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수를 상기 냉각수 열교환기로 안내하는 고온 냉각수유로와, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 저온의 냉각수를 상기 연료전지로 안내하는 저온 냉각수유로와, 상기 고온 냉각수유로에서 상기 저온 냉각수유로로 바이패스 연결되어, 상기 고온의 냉각수 중 적어도 일부를 상기 저온 냉각수 유로로 바이패스시켜 저온의 냉각수와 혼합시키는 혼합유로와, 상기 혼합유로와 상기 저온 냉각수유로가 연결되는 부분에 설치되어, 상기 고온의 냉각수 유량과 상기 저온의 냉각수 유량을 제어하며 혼합하는 혼합제어밸브와, 상기 저온 냉각수 순환유로에서 상기 집합 건물로 바이패스 연결되어, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 집합 건물의 공용 공간으로 바이패스시키는 냉각수 바이패스유로와, 상기 냉각수 바이패스유로를 개폐하는 냉각수 바이패스 밸브와, 상기 집합 건물의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수의 온도에 따라 상기 혼합제어밸브와 상기 냉각수 바이패스 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 설정 온도범위내에 들도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for fuel cell stabilization and heat utilization, comprising: a heat exchanger for exchanging hot water for cooling or hot water of each generation of a collective building with hot water for cooling a fuel cell, A water heater which is installed in the assembly building and heats the water preheated by the cooling water heat exchanger; and a water heater which is heated by the water heater and supplied to each household of the building, A high-temperature cooling water channel for guiding the high-temperature cooling water that has cooled the fuel cell to the cooling water heat exchanger, and a low-temperature cooling water channel for guiding low-temperature cooling water cooled in the cooling water heat exchanger to the fuel cell Cooling water flow path, and bifurcated from the high-temperature cooling water flow path to the low- Temperature cooling water flow path; and a mixing flow path which is connected to the low-temperature cooling water flow path and bypasses at least a part of the high-temperature cooling water with the low- And a control valve for bypassing the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger to the common space of the collective building by bypass connection to the collective building from the low temperature cooling water circulation channel, A cooling water bypass valve for opening / closing the cooling water bypass passage; and a cooling water bypass valve for opening / closing the cooling water bypass passage in accordance with the temperature of the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger, Opening and closing of the cooling water bypass valve, The temperature of the cooling water and a controller who makes control within a set temperature range.

본 발명에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 제어방법은, 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수와 건물의 난방 또는 급탕을 위한 용수를 냉각수 열교환기에서 열교환시켜, 상기 냉각수는 냉각시키고 상기 용수는 예열시키는 단계와, 상기 건물에 난방 또는 급탕을 위하여 공급된 용수를 용수 가열기에서 가열하는 단계와, 상기 용수 가열기에서 가열된 용수를 상기 건물로 공급하는 단계와, 상기 건물을 난방시킨 후 나온 용수나 급탕에 이용되지 않고 나온 용수를 상기 냉각수 열교환기로 환수하는 단계와, 상기 건물의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 냉각수 열교환기에서 열교환된 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 건물로 안내하여 상기 냉각수의 열을 상기 건물에 공급하는 단계를 포함한다.A control method for fuel cell stabilization and heat utilization according to the present invention is a control method for stabilizing a fuel cell and a method for using heat in a cooling water heat exchanger for exchanging heat between cooling water for cooling a fuel cell and water for heating or hot water of a building, A step of heating the water supplied to the building for heating or hot water in a water heater, supplying water heated by the water heater to the building, and supplying water or hot water after heating the building Exchanging the water not used in the cooling water heat exchanger with the cooling water heat exchanger when the heating load of the building is less than the set load or the temperature of the cooling water heat- To the building and supplying the heat of the cooling water to the building It should.

본 발명에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템은, 겨울철 등에는 연료전지에서 나온 고온의 냉각수의 열을 건물의 난방이나 급탕에 이용하고, 여름철이나 난방 부하가 적을 경우에는 고온의 냉각수의 열을 결로 방지에 이용함으로써, 에너지 효율의 최적화에 기여할 수 있다. The system for stabilizing and heating the fuel cell according to the present invention uses the heat of the high temperature cooling water from the fuel cell in winter or the like for heating or hot water heating of the building and the heat of the high temperature cooling water Is used for preventing condensation, it can contribute to optimization of energy efficiency.

또한, 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 너무 낮을 경우, 냉각수 열교환기에서 나온 냉각수와 연료전지에서 나온 냉각수를 혼합하여 연료전지에 공급함으로써, 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 설정 범위에 들도록 맞출 수 있으므로, 스택 온도 안정화에 기여할 수 있다. When the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell is too low, the cooling water from the cooling water heat exchanger and the cooling water from the fuel cell are mixed and supplied to the fuel cell, so that the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell is adjusted So that it can contribute to the stabilization of the stack temperature.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템이 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템에서 겨울철 냉각수 흐름의 일 예가 도시된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템에서 겨울철 냉각수 흐름의 다른 예가 도시된 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템에서 여름철 냉각수 흐름이 도시된 도면이다. 1 is a block diagram illustrating a system for fuel cell stabilization and heat utilization according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a diagram showing an example of winter cooling water flow in the system for fuel cell stabilization and heat utilization shown in Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is a view showing another example of winter cooling water flow in the system for fuel cell stabilization and heat utilization shown in Fig. 1. Fig.
4 is a diagram showing summer cooling water flow in a system for fuel cell stabilization and heat utilization shown in Fig.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a system for fuel cell stabilization and heat utilization according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템이 도시된 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a system for fuel cell stabilization and heat utilization according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템은, 집합 건물 단지(10), 연료전지(30), 냉각수 열교환기(40), 용수 가열기(20), 난방 설비(70), 용수 순환유로(81)(82)(83), 냉각수 순환유로(41)(42), 냉각수 바이패스유로(44), 혼합유로(43) 및 제어부(미도시)를 포함한다.1, the system for fuel cell stabilization and heat utilization includes an aggregate building complex 10, a fuel cell 30, a cooling water heat exchanger 40, a water heater 20, a heating facility 70, Water circulation flow paths 81, 82 and 83, cooling water circulation flow paths 41 and 42, a cooling water bypass flow path 44, a mixing flow path 43 and a control section (not shown).

상기 집합 건물 단지(10)는, 아파트나 오피스텔 등의 집합 건물들이 한 개 또는 복수개로 이루어진 구역이다. 본 실시예에서는, 2개의 제1,2집합 건물(11)(12)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. The collective building complex 10 is an area consisting of one or more collective buildings such as an apartment or an office building. In the present embodiment, the first and second assembly buildings 11 and 12 will be described by way of example.

상기 연료전지(30)는, 1개 동의 집합 건물에 한 개씩 설치되는 것도 가능하고, 복수의 집합 건물들에 한 개가 설치되는 것도 가능하고, 복수의 집합 건물들이 있는 지역에 한 개 또는 복수개가 설치되는 것도 가능하다.The fuel cells 30 may be installed in a single collective building, or may be installed in a plurality of collective buildings, and may be installed in a plurality of collective buildings. .

상기 연료전지(30)는 산소 공급을 위해 공기가 공급되는 공기 공급 유로(31)와, 수소 탱크(33)로부터 수소를 직접 공급하는 수소 공급 유로(32)가 연결된다. 상기 연료전지(30)는 PEM FC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)이 사용되는 것으로 예를 들어 설명하나, MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell) 또는 SOFC(Solid Oxid Fuel Cell) 등이 사용되는 것도 물론 가능하다. 상기 연료 공급 유로(31)는 상기 집합 건물에 공급되는 도시가스 배관에 연결된다. 상기 수소 탱크(33)에는 외부로부터 탱크로리 등을 이용하여 수소가 공급되어 저장된다. 상기 연료전지(30)는 상기 수소 탱크(33)로부터 수소를 직접 공급받기 때문에, 공기로부터 수소를 얻어내기 위한 개질기가 불필요하다. 개질기가 없어도 되므로 구조가 간단하고 설치 공간이 축소될 수 있다. The fuel cell 30 is connected to an air supply passage 31 through which air is supplied for supplying oxygen and a hydrogen supply passage 32 for directly supplying hydrogen from the hydrogen tank 33. The fuel cell 30 may be a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEM FC), for example, but may be a Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) or a Solid Oxid Fuel Cell (SOFC). The fuel supply passage 31 is connected to a city gas pipe supplied to the collective building. Hydrogen is supplied to the hydrogen tank 33 from outside using a tank lorry or the like and is stored. Since the fuel cell 30 is directly supplied with hydrogen from the hydrogen tank 33, a reformer for obtaining hydrogen from the air is not required. It is possible to simplify the structure and reduce the installation space.

상기 냉각수 열교환기(40)는, 상기 연료전지(30)를 열교환시킨 고온의 냉각수를 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 난방 또는 급탕을 위한 용수와 열교환시킨다. 따라서, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 상기 냉각수는 냉각되고, 상기 용수는 예열되어 상기 냉각수의 열이 외부로 버려지지 않고 효율적으로 이용될 수 있다. 상기 냉각수 열교환기(40)는 판형 열교환기가 사용된다. The cooling water heat exchanger (40) exchanges heat with the hot water for heating or hot water supply of the first and second collective buildings (11, 12). Accordingly, in the cooling water heat exchanger (40), the cooling water is cooled and the water is preheated, so that the heat of the cooling water can be efficiently used without being discharged to the outside. The cooling water heat exchanger (40) uses a plate heat exchanger.

상기 용수 가열기(20)는, 상기 집합 건물 단지(10) 또는 상기 제1,2집합 건물(11)(12)에 설치되어, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 열교환된 용수를 가열한다. 상기 용수 가열기(20)는, 상기 용수를 상기 난방 설비(70)에서 가열된 열매체와 열교환시키는 열교환기이다. The water heater 20 is installed in the collective building 10 or the first and second collecting buildings 11 and 12 to heat the water heat-exchanged in the cooling water heat exchanger 40. The water heater (20) is a heat exchanger for exchanging the water with the heating medium heated in the heating facility (70).

상기 난방 설비(70)는, 상기 집합 건물 단지(10)의 내부 또는 외부에 설치되어 상기 용수 가열기(20)에 열원을 제공하는 설비이다. 상기 난방 설비(70)는, 상기 집합 건물 단지(10)의 내부에 설치된 중앙 난방 설비인 것도 가능하고, 상기 집합 건물 단지(10)의 외부에 설치된 지역 난방 설비인 것도 가능하다. 상기 난방 설비(70)와 상기 용수 가열기(20)는 열매체 순환유로(71)로 연결된다. 상기 열매체는 물이 사용될 수 있다. The heating equipment 70 is installed inside or outside the collective building 10 to provide a heat source to the water heater 20. The heating facility 70 may be a central heating facility installed inside the collective building 10, or a local heating facility installed outside the collective building 10. The heating equipment (70) and the water heater (20) are connected to a heating medium circulation channel (71). The heating medium may be water.

상기 용수 순환유로(81)(82)(83)는, 상기 냉각수 열교환기(40)와 상기 용수 가열기(20)를 연결하는 제1용수 순환유로(81)와, 상기 용수 가열기(20)와 상기 제1,2집합 건물(11)(12)을 연결하는 제2용수 순환유로(82)와, 상기 제1,2집합 건물(11)(12)과 상기 냉각수 열교환기(40)를 연결하는 제3용수 순환유로(83)를 포함한다. 상기 제1용수 순환유로(81)에는 상기 용수를 펌핑하는 용수 펌프(86)가 설치된다. 상기 제2용수 순환유로(82)는 상기 용수 가열기(20)에서 가열된 용수를 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 각 세대로 안내하도록 형성된 입상 배관이다. 본 실시예에서는, 상기 입상 배관으로서 입상 난방 배관이 이용되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 입상 급탕 배관이 설치될 수도 있다.The water circulation flow paths 81, 82 and 83 include a first water circulating flow path 81 for connecting the cooling water heat exchanger 40 and the water heater 20, A second water circulating passage 82 connecting the first and second set buildings 11 and 12 and a second water circulating passage 82 connecting the first and second collective buildings 11 and 12 and the cooling water heat exchanger 40 3 water circulation flow path 83. The first water circulation passage 81 is provided with a water pump 86 for pumping the water. The second water circulation passage 82 is a granular pipe formed to guide the water heated by the water heater 20 to each generation of the first and second collective buildings 11 and 12. In this embodiment, a granular heating pipe is used as the granular pipe, but the present invention is not limited to this and a granular hot water pipe may be provided.

상기 제2용수 순환유로(82)에서 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 각 입구측에는 각각 제1,2용수 개폐밸브(84)(85)가 설치된다. 상기 제3용수 순환유로(83)는 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 각 세대를 난방시키고 나온 용수를 상기 냉각수 열교환기(40)로 다시 순환하도록 안내하는 입상 환수 배관이다.In the second water circulation channel 82, first and second water opening / closing valves 84 and 85 are provided at the inlet sides of the first and second collective buildings 11 and 12, respectively. The third water circulation channel 83 is a granular water return pipe for guiding water circulating in each generation of the first and second collective buildings 11 and 12 to return to the cooling water heat exchanger 40.

상기 냉각수 순환유로(41)(42)는, 상기 연료전지(30)에서 나온 고온의 냉각수를 상기 냉각수 열교환기(40)로 안내하는 고온 냉각수유로(41)와, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 열교환되어 나온 저온의 냉각수를 상기 연료전지(30)로 다시 순환하도록 안내하는 저온 냉각수유로(42)를 포함한다. The cooling water circulation flow paths 41 and 42 include a high temperature cooling water flow path 41 for guiding high temperature cooling water from the fuel cell 30 to the cooling water heat exchanger 40, And a low-temperature cooling water flow path (42) for guiding the low-temperature cooling water that has been heat-exchanged to be circulated back to the fuel cell (30).

상기 고온 냉각수유로(41)에는 상기 연료전지(30)를 냉각시킨 고온의 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제2온도센서(62)가 설치된다. 상기 고온 냉각수유로(41)에는 감압밸브(51)가 설치된다. 상기 감압밸브(51)는 상기 저온 냉각수유로(41)상에서 후술하는 혼합유로(43)가 분기되는 지점 이후에 설치된다. 상기 제어부(미도시)가 상기 감압밸브(51)를 이용해 압력을 낮춤으로써, 상기 혼합유로(43)를 통해 냉각수가 용이하게 바이패스될 수 있다. A second temperature sensor (62) for measuring the temperature of the high temperature cooling water that has cooled the fuel cell (30) is installed in the high temperature cooling water flow path (41). The high-temperature cooling water flow path (41) is provided with a pressure reducing valve (51). The pressure reducing valve 51 is installed on the low-temperature cooling water flow path 41 after a point at which the mixing flow path 43 described later is branched. The control unit (not shown) uses the pressure reducing valve 51 to reduce the pressure, so that the cooling water can be easily bypassed through the mixing flow path 43.

상기 저온 냉각수유로(42)에는, 제1온도센서(61), 제4온도센서(64), 제1개폐밸브(59), 제1제어밸브(55), 제1체크밸브(56) 및 제2체크밸브(57)가 설치된다. 상기 제1온도센서(61)는 상기 냉각수 열교환기(40)에서 나온 저온의 냉각수의 온도를 측정한다. 상기 제4온도센서(64)는 상기 연료전지(30)로 유입되는 냉각수의 온도를 측정한다. 상기 제1개폐밸브(59)는 상기 저온 냉각수유로(42)를 개폐한다. 상기 제1제어밸브(55)는, 상기 저온 냉각수유로(42)를 통과하는 냉각수의 유량을 제어한다. 상기 제2체크밸브(56)는 상기 냉각수 열교환기(40)에서 나온 냉각수의 역류를 방지한다. 상기 제3체크밸브(57)는 상기 저온 냉각수유로(42)상의 냉각수가 상기 혼합유로(43)로 역류하는 것을 방지한다. 상기 제어부(미도시)는, 상기 제1제어밸브(55)의 개도량을 제어하여, 상기 저온 냉각수유로(42)의 개폐를 제어하는 것도 가능하다. 상기 제1제어밸브(55)의 수리시 상기 제1개폐밸브(59)를 사용할 수 있다. A first temperature sensor 61, a fourth temperature sensor 64, a first on-off valve 59, a first control valve 55, a first check valve 56 and a second on- 2 check valve 57 is installed. The first temperature sensor (61) measures the temperature of the low temperature cooling water from the cooling water heat exchanger (40). The fourth temperature sensor 64 measures the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell 30. The first on-off valve (59) opens and closes the low-temperature cooling water flow path (42). The first control valve (55) controls the flow rate of the cooling water passing through the low temperature cooling water flow path (42). The second check valve (56) prevents the reverse flow of the cooling water from the cooling water heat exchanger (40). The third check valve (57) prevents the cooling water on the low-temperature cooling water flow path (42) from flowing back to the mixing flow path (43). The control unit (not shown) may control opening and closing of the low temperature cooling water flow path 42 by controlling the amount of opening of the first control valve 55. The first control valve (59) may be used to repair the first control valve (55).

상기 냉각수 바이패스유로(44)는, 상기 저온 냉각수유로(42)에서 바이패스 연결되어, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 냉각된 냉각수를 상기 집합 건물 단지(10)로 바이패스시키도록 형성된다. 상기 냉각수 바이패스유로(44)는, 상기 냉각수를 상기 집합 건물 단지(10)의 공용 공간으로 안내하는 것도 가능하고, 상기 제1,2집합 건물(11)(12)로 안내하는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 상기 냉각수 바이패스유로(44)는, 상기 집합 건물 단지(10)의 공용 공간의 벽 또는 바닥에 배설된 배관인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 공용 공간으로는 지하 주차장이나 엘리베이터 등 여름철 등 결로가 발생될 수 있는 공간이 선택될 수 있다. 상기 냉각수 바이패스유로(44)에는 유로를 개폐하는 냉각수 바이패스 밸브(58)와, 냉각수의 역류를 방지하는 제3체크밸브(72)가 설치된다. The cooling water bypass passage 44 is formed by bypassing the low temperature cooling water flow path 42 and bypassing the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger 40 to the aggregate building complex 10. The cooling water bypass flow path 44 can guide the cooling water to the common space of the collective building 10 and guide the cooling water to the first and second collective buildings 11 and 12. In the present embodiment, the cooling water bypass passage 44 is a pipe disposed on a wall or floor of a common space of the collective building complex 10, for example. The common space may be a space in which condensation may occur, such as an underground parking lot or an elevator in summer. The cooling water bypass passage 44 is provided with a cooling water bypass valve 58 for opening and closing the passage and a third check valve 72 for preventing the reverse flow of the cooling water.

상기 혼합유로(43)는, 상기 고온 냉각수유로(41)에서 분기되어 상기 저온 냉각수유로(42)로 연결되어, 상기 고온의 냉각수 중 적어도 일부를 상기 저온 냉각수 유로(42)로 바이패스시켜 저온의 냉각수와 혼합시키는 유로이다. 상기 혼합유로(43)와 상기 저온 냉각수유로(42)가 연결된 부분에는 혼합제어밸브(60)로 연결된다. 상기 혼합제어밸브(60)는, 상기 고온의 냉각수 유량과 상기 저온의 냉각수 유량을 제어하여 혼합한다. 상기 혼합유로(43)에는 유로를 개폐하는 혼합개폐밸브(52)와, 고온의 냉각수 유량을 제어하는 제2제어밸브(53)와, 고온의 냉각수의 역류를 방지하는 제4체크밸브(54)가 설치된다. 상기 제어부는 상기 제 2제어밸브(53)를 개도량을 제어하여 상기 혼합유로(43)의 개폐를 제어할 수 있으며, 상기 제2제어 밸브(53)의 수리시 상기 혼합개폐밸브(52)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 혼합유로(43)에는 바이패스된 고온의 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제3온도센서(63)가 설치된다. 본 실시예에서는, 상기 혼합유로(43)에 상기 제3온도센서(63)가 설치된 것으로 예를 들어 설명하나, 상기 바이패스된 고온의 냉각수의 온도는 상기 연료전지(30)에서 나온 냉각수의 온도와 거의 비슷하므로 상기 고온 냉각수유로(41)에 설치된 상기 제2온도센서(62)를 이용하는 것도 가능하다. The mixing flow path 43 is branched from the high temperature cooling water flow path 41 and connected to the low temperature cooling water flow path 42 so that at least a part of the high temperature cooling water is bypassed to the low temperature cooling water flow path 42, And is a flow path for mixing with cooling water. A mixing control valve (60) is connected to a portion where the mixing flow path (43) and the low temperature cooling water flow path (42) are connected. The mixing control valve (60) controls and mixes the high-temperature cooling water flow rate and the low-temperature cooling water flow rate. The mixed flow passage 43 is provided with a mixing opening / closing valve 52 for opening and closing the flow passage, a second control valve 53 for controlling the flow rate of the high-temperature cooling water, a fourth check valve 54 for preventing the reverse flow of the high- Respectively. The control unit may control opening and closing of the mixing flow path 43 by controlling the amount of opening of the second control valve 53 and may control the opening / closing of the mixing opening / closing valve 52 when repairing the second control valve 53 Can be used. A third temperature sensor 63 for measuring the temperature of the bypassed high temperature cooling water is provided in the mixing flow path 43. In the present embodiment, the third temperature sensor 63 is provided in the mixing channel 43. However, the temperature of the bypassed high temperature cooling water is not limited to the temperature of the cooling water from the fuel cell 30 It is also possible to use the second temperature sensor 62 provided in the high-temperature coolant flow path 41. [0064]

상기 제어부(미도시)는, 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 난방 부하나 상기 냉각수 열교환기(40)에서 냉각된 냉각수의 온도가 제1설정 온도에 따라 상기 냉각수 열교환기(40)에서 열교환된 냉각수가 상기 냉각수 바이패스유로(44)로 바이패스되도록 상기 냉각수 바이패스유로(44)를 개방한다. 또한, 상기 제어부(미도시)는, 상기 제4온도센서(64)에서 감지된 냉각수의 온도가 제2설정 온도 이하이면, 상기 냉각수의 온도가 너무 낮다고 판단하여 상기 혼합유로(43)를 개방시킨다. The control unit (not shown) controls the temperature of the cooling water exchanged in the cooling water heat exchanger (40) according to the first set temperature, 40 bypass the cooling water bypass flow path 44 to the cooling water bypass flow path 44. The cooling water bypass flow path 44, If the temperature of the cooling water detected by the fourth temperature sensor 64 is lower than the second set temperature, the control unit (not shown) determines that the temperature of the cooling water is too low and opens the mixing channel 43 .

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 작동을 설명하면, 다음과 같다. The operation according to the embodiment of the present invention will be described as follows.

도 2에는 겨울철이고, 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 난방 운전시 작동상태가 도시되어 있다.FIG. 2 is a winter view showing operation states of the first and second collective buildings 11 and 12 during a heating operation.

상기 연료전지(30)를 냉각시킨 고온의 냉각수는 상기 고온 냉각수유로(41)를 통해 상기 냉각수 열교환기(40)로 유입된다. 상기 고온의 냉각수는 상기 냉각수 열교환기(40)에서 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 난방에 사용되는 용수와 열교환한다. 상기 냉각수 열교환기(40)에서 상기 고온의 냉각수는 냉각되고, 상기 용수는 예열된다. 즉, 상기 연료전지(30)를 냉각시킨 냉각수의 열을 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 난방에 사용되는 용수를 예열하는 데 이용할 수 있다. The high-temperature cooling water that has cooled the fuel cell (30) flows into the cooling water heat exchanger (40) through the high-temperature cooling water flow path (41). The high-temperature cooling water is heat-exchanged in the cooling water heat exchanger (40) with water used for heating the first and second assembly buildings (11) and (12). In the cooling water heat exchanger (40), the high temperature cooling water is cooled and the water is preheated. That is, the heat of the cooling water that has cooled the fuel cell 30 can be used to preheat the water used for heating the first and second collective buildings 11 and 12.

상기 냉각수 열교환기(40)에서 열교환되어 1차적으로 가열된 용수는 상기 용수 가열기(20)에서 2차 가열된다. 상기 용수 가열기(20)에서는 상기 용수와 상기 난방 설비(70)에서 가열된 열매체와의 열교환이 이루어진다. 상기 용수 가열기(20)에서 가열된 용수는 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 각 세대로 공급되어 난방이나 급탕에 사용된다. The water that has been heat-exchanged in the cooling water heat exchanger (40) and is primarily heated is secondarily heated in the water heater (20). In the water heater (20), heat exchange is performed between the water and the heating medium heated in the heating facility (70). The water heated in the water heater 20 is supplied to each generation of the first and second collective buildings 11 and 12 and used for heating or hot water supply.

한편, 상기 제1온도센서(61)에서 측정된 냉각수의 온도가 제1설정 온도 미만이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 냉각수 바이패스 밸브(58)를 차폐한다. 상기 연료전지(30)로 유입되는 냉각수의 온도는 약 58℃가 적정 온도이므로, 상기 제1설정온도는 58℃ 이상의 온도로 설정된다. 상기 제어부는, 상기 제1온도센서(61)에서 측정된 냉각수의 온도가 상기 제1설정온도 미만이면, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 상기 냉각수가 충분히 냉각되었다고 판단할 수 있다. 따라서, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 나온 냉각수는 상기 저온 냉각수 순환유로(42)를 통해 상기 연료전지(30)로 다시 유입된다. On the other hand, if the temperature of the cooling water measured by the first temperature sensor 61 is lower than the first set temperature, the control unit (not shown) shuts off the cooling water bypass valve 58. Since the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell 30 is about 58 deg. C, the first set temperature is set to 58 deg. C or higher. The control unit may determine that the cooling water is sufficiently cooled in the cooling water heat exchanger (40) when the temperature of the cooling water measured by the first temperature sensor (61) is less than the first set temperature. Therefore, the cooling water from the cooling water heat exchanger (40) flows into the fuel cell (30) through the low temperature cooling water circulation channel (42).

또한, 상기 제2온도센서(64)에서 측정된 냉각수의 온도가 상기 제2설정 온도 이상이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 혼합개폐밸브(52)를 차폐한다. 상기 제2설정 온도는 58℃ 미만의 온도로 설정된다. If the temperature of the cooling water measured by the second temperature sensor 64 is equal to or higher than the second set temperature, the control unit (not shown) shuts off the mixed on / off valve 52. The second set temperature is set to a temperature of less than 58 ° C.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 제2온도센서(64)에서 측정된 냉각수의 온도가 상기 제2설정 온도 미만이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 혼합개폐밸브(52)를 개방한다. 상기 제어부는, 상기 제2온도센서(64)에서 측정된 냉각수의 온도가 상기 제2설정온도 미만이면, 상기 연료전지(30)로 유입되는 냉각수의 온도가 너무 낮다고 판단할 수 있다. 따라서, 상기 혼합유로(43)를 개방하여, 상기 연료전지(30)에서 나온 고온의 냉각수 중 일부와 상기 냉각수 열교환기(40)에서 나온 저온의 냉각수를 혼합한다. 상기 연료전지(30)에서 나온 냉각수는 상기 냉각수 열교환기(40)에서 나온 냉각수보다 온도가 높다. 따라서, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 나온 냉각수에 상기 혼합유로(43)를 통해 유입된 고온의 냉각수를 혼합하면, 상기 연료전지(30)로 유입되는 냉각수의 온도를 높일 수 있다. 상기 제어부는, 상기 혼합제어밸브(53)를 제어하여, 상기 혼합유로(43)를 통해 바이패스된 고온의 냉각수 유량과 상기 저온 냉각수유로(42)상의 저온의 냉각수 유량을 적절하게 조절하여 혼합할 수 있다. 3, if the temperature of the cooling water measured by the second temperature sensor 64 is lower than the second set temperature, the control unit (not shown) opens the mixed on / off valve 52. [ The controller may determine that the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell 30 is too low if the temperature of the cooling water measured by the second temperature sensor 64 is less than the second set temperature. Therefore, the mixing flow path 43 is opened to mix a part of high-temperature cooling water from the fuel cell 30 with low-temperature cooling water from the cooling water heat exchanger 40. The cooling water from the fuel cell (30) is higher in temperature than the cooling water from the cooling water heat exchanger (40). Therefore, the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell 30 can be increased by mixing the cooling water from the cooling water heat exchanger 40 with the cooling water flowing through the mixing channel 43. The control unit controls the mixing control valve 53 to mix the high temperature cooling water flow rate bypassed through the mixing flow path 43 and the low temperature cooling water flow rate on the low temperature cooling water flow path 42 .

따라서, 상기 연료전지(30)로 유입되는 냉각수의 온도를 적절하게 유지할 수 있다. Therefore, the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell 30 can be appropriately maintained.

한편, 도 4는 여름철 상기 제1온도센서(61)에서 측정된 온도가 상기 제1설정온도 이상인 경우, 냉각수 흐름이 도시되어 있다. On the other hand, FIG. 4 shows a cooling water flow when the temperature measured by the first temperature sensor 61 in the summer is equal to or higher than the first set temperature.

봄, 여름 및 가을철에 상기 제1,2집합 건물(11)(12)의 난방 부하가 전혀 없거나, 상기 난방 부하가 매우 작을 경우, 상기 냉각수 열교환기(40)에서는 상기 용수와 상기 고온의 냉각수의 열교환이 충분히 이루어지지 않는다. 상기 난방 부하가 없는 경우, 상기 용수가 상기 용수 순환유로(81)(82)(83)를 통해 순환하지 않기 때문에, 상기 냉각수 열교환기(40)에서는 열교환이 이루어지지 않는다. 상기 난방 부하가 매우 작을 경우에도 상기 냉각수 열교환기(40)에서는 충분한 열교환이 이루어지지 않으므로 상기 냉각수 열교환기(40)를 통과한 냉각수는 충분히 냉각되지 않는다. 따라서, 상기 냉각수 열교환기(40)에서 충분히 열교환이 이루어지지 않으므로, 상기 제1온도센서(61)에서 측정된 냉각수의 온도는 상기 제1설정온도 이상이다. In the case where there is no heating load of the first and second collective buildings 11 and 12 at all, or the heating load is very small in the spring, summer and autumn, the cooling water heat exchanger 40 is provided with the water and the high- The heat exchange is not sufficiently performed. In the absence of the heating load, heat is not exchanged in the cooling water heat exchanger (40) because the water does not circulate through the water circulation conduits (81, 82, 83). Even when the heating load is very small, the cooling water heat exchanger 40 does not perform sufficient heat exchange, so that the cooling water that has passed through the cooling water heat exchanger 40 is not sufficiently cooled. Therefore, since the heat exchange is not sufficiently performed in the cooling water heat exchanger 40, the temperature of the cooling water measured by the first temperature sensor 61 is equal to or higher than the first set temperature.

이하, 도 4를 참조하여, 여름철에 상기 난방 부하가 전혀 없는 경우를 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 봄이나 가을철 등에 상기 난방 부하가 전혀 없거나 상기 난방 부하가 미리 설정된 설정 부하 미만인 경우에도 물론 적용 가능하다. Hereinafter, with reference to Fig. 4, a case in which there is no heating load at all during the summer is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and even when the heating load is not at all in spring or autumn, Applicable.

상기 제어부는, 상기 난방 부하가 상기 설정 부하 미만이고, 상기 제1온도센서(61)에서 측정된 냉각수의 온도가 상기 제1설정온도 이상이면, 상기 냉각수 바이패스밸브(58)를 개방한다. 여름철에는 상기 난방 부하가 전혀 없으므로, 상기 용수 펌프(86)는 정지한다.The control unit opens the cooling water bypass valve (58) when the heating load is less than the set load and the temperature of the cooling water measured by the first temperature sensor (61) is equal to or higher than the first set temperature. Since there is no heating load in the summer, the water pump 86 stops.

상기 냉각수 바이패스밸브(58)가 개방되면, 상기 냉각수 열교환기(40)를 통과한 냉각수가 상기 냉각수 바이패스유로(44)로 유입되어, 상기 집합 건물 단지(10)로 유입된다. 상기 냉각수 바이패스유로(44)로 유입된 고온의 냉각수는 상기 집합 건물 단지(10)의 공용 공간의 벽 또는 바닥을 통과하면서 방열하게 된다. 상기 고온의 냉각수의 방열작용에 의해, 여름철 등에 상기 집합 건물 단지(10)의 지하 주차장 바닥이나 엘리베이터 등의 공용 공간에 생기는 결로 현상이 방지될 수 있다. When the cooling water bypass valve 58 is opened, cooling water that has passed through the cooling water heat exchanger 40 flows into the cooling water bypass flow path 44 and flows into the collective building 10. The high-temperature cooling water flowing into the cooling water bypass passage 44 is radiated while passing through the wall or floor of the common space of the collective building 10. Due to the heat dissipation action of the high-temperature cooling water, the condensation phenomenon occurring in the floor of the underground parking lot of the collective building 10 or a public space such as an elevator in summer can be prevented.

상기 냉각수 바이패스유로(44)를 통과하면서 냉각된 냉각수는 상기 저온 냉각수 순환유로(42)를 통해 다시 상기 연료전지(30)로 유입된다. The cooling water that has passed through the cooling water bypass flow path (44) flows into the fuel cell (30) again through the low temperature cooling water circulation flow path (42).

상기와 같이, 상기 연료전지(30)를 냉각시킨 고온의 냉각수의 열을 겨울철에는 상기 집합 건물 단지(10)의 난방이나 급탕에 이용하고, 여름철이나 난방 부하가 적을 경우에는 상기 집합 건물 단지(10)의 결로 방지에 이용함으로써, 에너지 효율이 향상될 수 있다.As described above, the heat of the high-temperature cooling water that has cooled the fuel cell 30 is used for heating or hot-watering the aggregate building 10 in winter, and when the heating load of summer is low, ) For preventing condensation, energy efficiency can be improved.

또한, 상기 연료전지(30)로 유입되는 냉각수의 온도가 설정 범위에 들도록 맞출 수 있으므로, 스택 온도 안정화에 기여할 수 있다. In addition, since the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell 30 can be adjusted to fall within the set range, the temperature of the cooling water can be stabilized.

또한, 상기 실시예에서는, 상기 건물의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 냉각수 열교환기(40)에서 열교환된 냉각수의 온도가 설정 온도 이상인 조건에서 냉각수 바이패스 유로(44)를 이용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 냉각수 바이패스 유로(44)의 이용을 연중 일정(여름철, 겨울철, 간절기)에 맞출 수도 있다.In the above embodiment, the cooling water bypass flow path 44 is used under the condition that the heating load of the building is less than the set load or the temperature of the cooling water heat-exchanged in the cooling water heat exchanger 40 is equal to or higher than the set temperature. But is not limited thereto. For example, the utilization of the cooling water bypass flow path 44 may be adjusted to a predetermined year (summer season, winter season, and early summer season).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 집합 건물 단지 20: 용수 가열기
30: 연료전지 40: 냉각수 열교환기
41: 고온 냉각수유로 42: 저온 냉각수유로
43: 혼합유로 44: 냉각수 바이패스유로10: Complex building complex 20: Water heater
30: fuel cell 40: cooling water heat exchanger
41: high temperature cooling water flow path 42: low temperature cooling water flow path
43: Mixing channel 44: Cooling water bypass channel

Claims (10)

연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수와 건물의 난방 또는 급탕을 위한 용수를 열교환시켜, 상기 냉각수는 냉각시키고 상기 용수는 예열시키는 냉각수 열교환기와; 상기 건물에 설치되어, 상기 냉각수 열교환기에서 예열된 용수를 가열하는 용수 가열기와; 상기 용수 가열기에서 가열된 용수를 상기 건물로 안내하는 용수 순환유로와; 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 연료전지로 순환시키는 냉각수 순환유로와; 상기 냉각수 순환유로에서 상기 건물로 바이패스 연결되어, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 건물로 바이패스시키는 냉각수 바이패스유로와; 상기 건물의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 냉각수 열교환기에서 열교환된 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면, 상기 냉각수 열교환기를 통과한 냉각수의 열이 상기 건물로 공급되도록 상기 냉각수 바이패스유로를 개방하는 제어부를 포함하고,
상기 냉각수 순환유로는,
상기 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수를 상기 냉각수 열교환기로 안내하는 고온 냉각수유로와, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 저온의 냉각수를 상기 연료전지로 안내하는 저온 냉각수유로와, 상기 고온 냉각수유로에서 상기 저온 냉각수유로로 바이패스 연결되어, 상기 고온의 냉각수 중 적어도 일부를 상기 저온 냉각수 유로로 바이패스시켜 저온의 냉각수와 혼합시키는 혼합유로와, 상기 혼합유로를 개폐하는 혼합개폐밸브와, 상기 혼합유로와 상기 저온 냉각수유로가 연결되는 부분에 설치되어, 상기 고온의 냉각수 유량과 상기 저온의 냉각수 유량을 제어하며 혼합하는 혼합제어밸브를 포함하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.A cooling water heat exchanger for exchanging heat between the hot water for cooling the fuel cell and the water for heating or hot water of the building, cooling the cooling water and preheating the water; A water heater installed in the building for heating the preheated water in the cooling water heat exchanger; A water circulation flow path for guiding water heated by the water heater to the building; A cooling water circulating flow path for circulating the cooling water cooled in the cooling water heat exchanger to the fuel cell; A cooling water bypass flow path bypassing from the cooling water circulating flow path to the building to bypass the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger to the building; A control unit for opening the cooling water bypass flow path so that the heat of the cooling water passing through the cooling water heat exchanger is supplied to the building if the heating load of the building is less than the set load or the temperature of the cooling water heat- Lt; / RTI >
The cooling water circulating flow path,
A low-temperature cooling water flow path for guiding low-temperature cooling water cooled in the cooling water heat exchanger to the fuel cell, and a low-temperature cooling water flow path for guiding low-temperature cooling water cooled in the cooling water heat exchanger to the fuel cell, A mixing flow path bypassing the high temperature cooling water by bypassing the low temperature cooling water flow path and mixing the at least a portion of the high temperature cooling water with the low temperature cooling water, a mixing opening / closing valve for opening / closing the mixing flow path, And a mixing control valve installed at a portion to which the low-temperature cooling water flow path is connected, for controlling and mixing the high-temperature cooling water flow rate and the low-temperature cooling water flow rate. 청구항 1에 있어서,
상기 건물은 집합 건물이고,
상기 용수 순환유로는, 상기 냉각수 열교환기와 상기 용수 가열기를 통과한 용수를 상기 집합 건물의 각 세대로 안내하는 입상 배관과, 상기 집합 건물의 각 세대에서 이용되거나 각 세대를 바이패스하고 나온 용수를 상기 냉각수 열교환기로 다시 순환하도록 안내하도록 상기 입상 배관에 연통되는 입상 환수 배관을 포함하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.The method according to claim 1,
The building is a collective building,
Wherein the water circulation flow path includes a granulation line for guiding the water having passed through the cooling water heat exchanger and the water heater to each generation of the aggregate building and a water pipe used for each generation of the aggregate building, And a granular return line communicating with the granulation line to guide the granulated liquid to the cooling water heat exchanger to circulate back to the cooling water heat exchanger. 청구항 2에 있어서,
상기 냉각수 바이패스유로는, 상기 냉각수를 상기 집합 건물의 공용 공간으로 안내하도록 상기 공용 공간의 벽 또는 바닥에 매설된 배관을 포함하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.The method of claim 2,
Wherein the cooling water bypass flow path includes piping embedded in a wall or floor of the common space to guide the cooling water to a common space of the aggregate building. 청구항 1에 있어서,
상기 건물의 내부 또는 외부에 설치되어 상기 용수 가열기에 열원을 제공하는 난방 설비를 더 포함하고,
상기 용수 가열기는, 상기 용수를 상기 난방 설비에서 가열된 열매체와 열교환시키는 열교환기를 포함하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a heating unit installed inside or outside the building to provide a heat source to the water heater,
Wherein the water heater includes a heat exchanger for heat-exchanging the water with a heating medium heated in the heating facility. 청구항 1에 있어서,
상기 냉각수 순환유로에 설치되어, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각되어 나온 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 온도센서에서 측정된 온도가 상기 설정 온도 이상이면, 상기 냉각수 바이패스유로를 개방하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a temperature sensor installed in the cooling water circulation channel for measuring the temperature of the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger,
Wherein the control unit opens the cooling water bypass flow path when the temperature measured by the temperature sensor is equal to or higher than the set temperature. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수의 온도에 따라 상기 혼합개폐밸브를 개방하고 상기 혼합제어밸브를 제어하여, 상기 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 설정 온도범위내에 들도록 제어하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.The method according to claim 1,
The control unit controls the mixing control valve to open the mixed on / off valve according to the temperature of the cooling water cooled in the cooling water heat exchanger and controls the mixing control valve so that the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell falls within the set temperature range. A system for stabilization and heat utilization. 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수와 집합 건물의 각 세대의 난방 또는 급탕을 위한 용수를 열교환시켜, 상기 냉각수는 냉각시키고 상기 용수는 예열시키는 냉각수 열교환기와;
상기 집합 건물에 설치되어, 상기 냉각수 열교환기에서 예열된 용수를 가열하는 용수 가열기와;
상기 용수 가열기에서 가열된 용수를 상기 집합 건물의 각 세대로 공급된 후 다시 상기 냉각수 열교환기로 환수되도록 안내하는 용수 순환유로와;
상기 연료전지를 냉각시킨 고온의 냉각수를 상기 냉각수 열교환기로 안내하는 고온 냉각수유로와;
상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 저온의 냉각수를 상기 연료전지로 안내하는 저온 냉각수유로와;
상기 고온 냉각수유로에서 상기 저온 냉각수유로로 바이패스 연결되어, 상기 고온의 냉각수 중 적어도 일부를 상기 저온 냉각수 유로로 바이패스시켜 저온의 냉각수와 혼합시키는 혼합유로와;
상기 혼합유로와 상기 저온 냉각수유로가 연결되는 부분에 설치되어, 상기 고온의 냉각수 유량과 상기 저온의 냉각수 유량을 제어하며 혼합하는 혼합제어밸브와;
상기 저온 냉각수 순환유로에서 상기 집합 건물로 바이패스 연결되어, 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 집합 건물의 공용 공간으로 바이패스시키는 냉각수 바이패스유로와;
상기 냉각수 바이패스유로를 개폐하는 냉각수 바이패스 밸브와;
상기 집합 건물의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수의 온도에 따라 상기 혼합제어밸브와 상기 냉각수 바이패스 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 연료전지로 유입되는 냉각수의 온도가 설정 온도범위내에 들도록 제어하는 제어부를 포함하는 연료전지 안정화와 열 이용을 위한 시스템.A cooling water heat exchanger for exchanging heat between high temperature cooling water for cooling the fuel cell and water for heating or hot water supply of each generation of the assembly building, cooling the cooling water and preheating the water;
A water heater installed in the collective building for heating water preheated by the cooling water heat exchanger;
A water circulation flow path for guiding the water heated by the water heater to each generation of the aggregate building and then to be returned to the cooling water heat exchanger;
A high-temperature cooling water flow path for guiding the high-temperature cooling water that has cooled the fuel cell to the cooling water heat exchanger;
A low-temperature cooling water flow path for guiding low-temperature cooling water cooled in the cooling water heat exchanger to the fuel cell;
A mixing flow path bypassing from the high-temperature cooling water flow path to the low-temperature cooling water flow path, wherein at least a part of the high-temperature cooling water is bypassed to the low-temperature cooling water flow path,
A mixing control valve installed at a portion where the mixing flow path and the low temperature cooling water flow path are connected to control and mix the high temperature cooling water flow rate and the low temperature cooling water flow rate;
A cooling water bypass flow path bypassed from the low temperature cooling water circulation flow path to the aggregate building to bypass the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger to the common space of the aggregate building;
A cooling water bypass valve for opening / closing the cooling water bypass passage;
And controlling the opening and closing of the mixing control valve and the cooling water bypass valve in accordance with the temperature of the cooling water cooled by the cooling water heat exchanger or the temperature of the cooling water flowing into the fuel cell is set And a controller for controlling the temperature of the fuel cell to fall within a predetermined temperature range. 삭제delete
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