KR101675675B1 - 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법 - Google Patents

냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법 Download PDF

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Abstract

열 교환기를 우회하도록 냉각수 순환배관과 연결되는 냉각수 우회배관을 설치하고, 냉각수 우회배관에 소형의 라디에이터를 적용하여 시스템의 효율을 개선할 수 있는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 운전 방법은 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 정상 동작 시에는 제1 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기로 공급하여 열교환시키고, 상기 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브는 차단시키고, 제2 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관으로 공급하여 제2 라디에이터로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법{FUEL CELL SYSTEM WITH EXCELLENT COOLING EFFICIENCY AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 발명은 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열 교환기를 우회하도록 냉각수 순환배관과 연결되는 냉각수 우회배관을 설치하고, 냉각수 우회배관에 소형의 라디에이터를 적용하여 시스템의 효율을 개선할 수 있는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
연료전지(fuel cell)는 전기화학 반응에 의하여 연료가 갖고 있는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 따라서, 원리상 열기관이 갖는 열역학적인 제한을 받지 않기 때문에 종래의 발전장치보다 발전 효율이 높고 무공해, 무소음으로 환경문제가 거의 없다. 또한, 연료전지는 다양한 용량으로 제작이 가능하고 전력 수요지 내에 설치가 용이하여 송변전 설비의 초기 투자비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
이러한 연료전지를 이용한 연료전지 시스템은 전기를 생산하는 연료전지 스택과, 발전된 DC 전력을 AC 전력으로 변환시키는 전력 변환기 및 제어기 등으로 구성된다. 이때, 연료전지 스택은 적층된 수백 장의 셀(cell)들로 구성되어 있으며, 물, 연료, 공기 등이 각 셀로 공급되도록 설계되어 있다. 기본적으로 각 셀은 전해질(electrolyte)에 의하여 분리된 연료극(anode)과 공기극(cathode)의 두 전극으로 구성되며, 각 셀은 분리판(separator)에 의하여 분리된다.
이러한 구성을 갖는 연료전지 시스템은 연료인 수소와 산소의 반응으로 전기 및 열 뿐만 아니라 수분이 생성된다. 이때, 반응한 열은 간접 열교환을 통해 사용자가 사용할 수 있도록 배열회수 탱크에 저장된다.
최근에는 전술한 구성을 갖는 연료전지 시스템을 건물 등에 설치하여 사용하고 있다. 이러한 건물용 연료전지 시스템에서 연료전지 스택의 냉각은 냉각수를 연료전지 스택의 내부로 순환시키며, 열 교환기에 의해 회수된 온수는 난방수로 활용되고 있다.
그러나, 종래의 건물용 연료전지 시스템의 경우, 배열회수 탱크에 저장된 온수의 사용이 없을 시, 냉각을 위한 냉각 유닛 및 펌프의 연속 운전은 연료전지 시스템의 효율을 저하시키고, BOP 부품의 내구성을 저하시키는 결과를 초래할 뿐만 아니라, 특히 배열회수 장치의 고장시 냉각수 온도가 상승하는데 기인하여 연료전지 시스템의 성능 저하를 유발하는 문제가 있다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2002-0071893호(2002.09.13. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 연료전지 시스템 및 그 운전 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 열 교환기를 우회하도록 냉각수 순환배관과 연결되는 냉각수 우회배관을 설치하고, 냉각수 우회배관에 소형의 라디에이터를 적용하여 시스템의 효율을 개선할 수 있는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템은 전기화학반응으로 전기 에너지를 생성하는 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택과 이격되도록 설치된 배열회수 탱크; 상기 연료전지 스택 및 배열회수 탱크와 이격되도록 설치된 냉각수 탱크; 상기 배열회수 탱크와 연료전지 스택 사이에 장착된 열 교환기; 상기 열 교환기 및 배열회수 탱크에 폐 순환 구조로 연결된 배열회수 순환배관; 상기 연료전지 스택, 열 교환기 및 냉각수 탱크에 폐 순환 구조로 연결되며, 상기 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 상기 열 교환기로 공급하기 위한 제1 제어 밸브를 갖는 냉각수 순환배관; 상기 배열회수 탱크 출측의 배열회수 배관에 장착되어, 상기 배열회수 탱크로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 제1 라디에이터; 상기 냉각수 순환배관에 연결되도록 장착되며, 상기 열 교환기로부터 우회시키기 위한 제2 제어 밸브가 장착된 냉각수 우회배관; 및 상기 냉각수 우회배관에 장착되어, 상기 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 미사용시 상기 냉각수 우회배관으로 공급되는 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 제2 라디에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 운전 방법은 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 정상 동작 시에는 제2 제어 밸브는 차단시키고, 제1 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기로 공급하여 열교환시키고, 상기 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브는 차단시키고, 제2 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관으로 공급하여 제2 라디에이터로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법은 배열회수 장치의 정상 동작 시에는 제2 제어 밸브는 차단시키고, 제1 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기로 공급하여 열교환시키고, 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브는 차단시키고, 제2 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관으로 공급하여 제2 라디에이터로 냉각시킴으로써, 냉각 성능 문제로 발생하는 연료전지 스택의 성능 열화를 방지하여 연료전지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법은 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작이 발생하더라도, 열 교환기를 우회하도록 설치된 냉각수 우회배관에 장착된 제2 라디에이터를 이용하여 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각시키는 것이 가능하므로, 냉각 성능 문제로 발생하는 연료전지 스택의 성능 열화를 방지함과 더불어, BOP(Balance Of Plant) 부품의 운전 시간 감소로 BOP 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템의 일 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 및 그 운전 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템을 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템(100)은 연료전지 스택(110), 배열회수 탱크(120), 냉각수 탱크(130), 열 교환기(140), 배열회수 순환배관(125), 냉각수 순환배관(135), 제1 라디에이터(150), 냉각수 우회배관(165) 및 제2 라디에이터(160)를 포함한다.
연료전지 스택(110)은 수소의 산화반응 및 산소의 환원반응이 동시에 일어나는 전기화학반응으로 전기 에너지를 생성한다. 이때, 연료전지 스택(110)은 적층된 다수의 셀(cell)들로 구성되어 있으며, 물, 연료, 공기 등이 각 셀로 공급되도록 설계되어 있다. 이때, 연료로는 H2 가스가 이용되고, 각 셀은 전해질(electrolyte)에 의하여 분리된 연료극(anode)과 공기극(cathode)의 두 전극으로 구성되며, 각 셀은 분리판(separator)에 의하여 분리된다.
배열회수 탱크(120)는 연료전지 스택(110)과 이격되도록 설치된다. 이러한 배열회수 탱크(120)는 후술할 열 교환기(130)에 의하여 열 교환이 이루어진 온수를 저장하는 역할을 한다. 이러한 배열회수 탱크(120)는 육면체 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 원통 형상 등 다양한 형태가 적용될 수 있다.
냉각수 탱크(130)는 연료전지 스택(110) 및 배열회수 탱크(120)와 이격되도록 설치된다. 이러한 냉각수 탱크(130)의 내부에는 냉각수가 채워지며, 이를 위해 냉각수 탱크(130)는 내부에 빈 공간을 구비하는 용기 형태를 가질 수 있다. 이때, 냉각수 탱크(130)는 설계의 용이성을 고려해 볼 때, 육면체 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 원통 형상 등 다양한 형태가 적용될 수 있다.
열 교환기(140)는 배열회수 탱크(120)와 연료전지 스택(110) 사이에 장착되며, 연료전지 스택(110)에서 발생한 폐열을 열교환시킨다.
배열회수 순환배관(125)은 열 교환기(140) 및 배열회수 탱크(120)에 폐 순환 구조로 연결된다. 즉, 배열회수 순환배관(125)은 열 교환기(140)의 출측 및 배열회수 탱크(120)의 입측과, 배열회수 탱크(120)의 출측 및 열 교환기(140)의 입측에 상호 연결되는 폐 순환 구조를 갖는다. 이에 따라, 배열회수 순환배관(125)의 내부로는 온수가 순환하게 된다.
냉각수 순환배관(135)은 연료전지 스택(110), 열 교환기(140) 및 냉각수 탱크(130)에 폐 순환 구조로 연결된다. 이러한 냉각수 순환배관(135)의 내부로는 냉각수가 순환하게 된다. 이때, 냉각수 순환배관(135)은 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기(140)로 공급하기 위한 제1 제어 밸브(V1)를 갖는다. 이러한 제1 제어 밸브(V1)는 연료전지 스택(110)과 열 교환기(140) 사이에 장착되어, 연료전지 스택(110)으로부터 가열된 냉각수가 열 교환기(140)로 공급되거나, 또는 차단되는 것을 컨트롤하게 된다.
제1 라디에이터(150)는 배열회수 탱크(120) 출측의 배열회수 배관(125)에 장착되어, 배열회수 탱크(120)로부터 배출되는 온수를 냉각시키는 역할을 한다. 이러한 제1 라디에이터(150)는 배열회수 탱크(120)의 용적량에 따라 달라질 수 있기는 하나, 통상적으로 대형의 라디에이터를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 제1 라디에이터(150)에 의해 배열회수 탱크(120)로부터 배출되는 온수는 일정 온도 이하로 냉각된 상태로 열 교환기(140)로 공급된다.
냉각수 우회배관(165)은 냉각수 순환배관(135)에 연결되도록 장착되며, 열 교환기(140)로부터 우회시키기 위한 제2 제어 밸브(V2)가 장착된다. 이때, 냉각수 우회배관(165)은 일단이 연료전지 스택(110) 및 열 교환기(140) 사이의 냉각수 순환배관(135)에 연결되고, 타단이 열 교환기(110) 출측의 냉각수 순환배관(135)에 연결된다. 그리고, 제2 제어 밸브(V2)는 후술할 제2 라디에이터(160)의 입측에 장착되어, 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 제2 라디에이터(160)로 공급하거나, 또는 차단하는 것을 제어하게 된다.
제2 라디에이터(160)는 냉각수 우회배관(165)에 장착된다. 이러한 제2 라디에이터(160)는 배열회수 배관(125), 배열회수 탱크(120) 및 제1 라디에이터(150)의 미사용시 냉각수 우회배관(165)으로 공급되는 온수를 냉각시키기 위한 목적으로 장착된다. 즉, 제2 라디에이터(160)는 배열회수 장치의 정상 동작 시에는 작동하지 않고, 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작시에만 선택적으로 작동하게 된다. 이러한 제2 라디에이터(160)로는 소형의 라디에이터가 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템(100)은 배열회수 펌프(170), 냉각수 펌프(172) 및 BOP 부품(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이때, 배열회수 펌프(170)는 배열회수 탱크(120)의 출측과 제1 라디에이터(150) 사이의 배열회수 순환배관(125)에 장착된다. 이러한 배열회수 펌프(170)는 배열회수 순환배관(125)의 내부를 순환하는 온수를 펌핑하여 온수의 유속을 조절하는 역할을 한다.
냉각수 펌프(172)는 냉각수 탱크(130)의 출측과 연료전지 스택(110)의 입측 사이의 냉각수 순환배관(135)에 장착된다. 이러한 냉각수 펌프(172)는 냉각수 순환배관(135)의 내부를 순환하는 냉각수를 펌핑하여 냉각수의 유속을 조절하는 역할을 한다.
BOP 부품(미도시)은, 도면으로 상세히 나타내지는 않았지만, 연료전지 스택(110)의 구동을 위해 장착된다. 이러한 BOP 부품은 워터 트랩, 기수 분리기 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 각종 부품을 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템은 배열회수 장치의 정상 동작 시에는 제2 제어 밸브는 차단시키고, 제1 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기로 공급하여 열교환시키고, 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브는 차단시키고, 제2 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관으로 공급하여 제2 라디에이터로 냉각시킴으로써, 냉각 성능 문제로 발생하는 연료전지 스택의 성능 열화를 방지하여 연료전지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템은 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작이 발생하더라도, 열 교환기를 우회하는 냉각수 우회배관에 장착된 제2 라디에이터를 이용하여 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각시키는 것이 가능하므로, 냉각 성능 문제로 발생하는 연료전지 스택의 성능 열화를 방지함과 더불어, BOP(Balance Of Plant) 부품의 운전 시간 감소로 BOP 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템의 일 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템의 경우, 일 실시예와 달리, 제2 라디에이터(160)를 복수개로 장착할 수 있으며, 복수개의 제2 라디에이터(160)는 냉각수 우회배관(165)과 병렬 구조로 연결될 수 있다.
이때, 도 3에서는 제2 라디에이터(160)가 2개 장착된 것을 도시하였으나, 3개 이상 장착되는 것도 무방하다. 이와 같이, 제2 라디에이터(160)를 복수개 장착할 시, 제2 라디에이터(160) 상호 간은 이격되도록 배치하고, 냉각수 우회배관(165)에 병렬 방식으로 연결하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 실시예와 같이, 제2 라디에이터(160)를 복수개 장착할 경우, 배열회수 장치, 즉 배열회수 배관(125), 배열회수 탱크(도 1의 120) 및 제1 라디에이터(도 1의 150)의 미사용시 냉각수 우회배관(165)으로 공급되는 가열된 냉각수를 보다 신속하게 냉각시키는 것이 가능하므로, 연료전지 스택(110)의 성능 열화를 보다 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, BOP(Balance Of Plant) 부품의 운전 시간 감소로 BOP 부품의 내구성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 운전 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건물용 연료전지 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 구체적으로, 도 4는 배열회수 장치의 정상 동작 상태의 건물용 연료전지 시스템 운전 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작 상태의 건물용 연료전지 시스템 운전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 배열회수 배관(125), 배열회수 탱크(120) 및 제1 라디에이터(150)의 정상 동작 시에는 제2 제어 밸브(V2)는 차단하고, 제1 제어 밸브(V1)를 개방시켜 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기(140)로 공급하여 열교환시킨다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 배열회수 배관(125), 배열회수 탱크(120) 및 제1 라디에이터(150)의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브(V1)는 차단시키고, 제2 제어 밸브(V2)를 개방시켜 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관(165)으로 공급하여 제2 라디에이터(160)로 냉각시킨다.
이와 같이, 배열회수 장치의 정상 동작 시에는 제2 제어 밸브(V2)는 차단시키고, 제1 제어 밸브(V1)를 개방시켜 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기(140)로 공급하여 열교환시키고, 배열회수 장치의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브(V1)는 차단시키고, 제2 제어 밸브(V2)를 개방시켜 연료전지 스택(110)으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관(165)으로 공급하여 제2 라디에이터(160)로 냉각시킬 경우, 냉각 성능 문제로 발생하는 연료전지 스택(110)의 성능 열화를 방지하여 연료전지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 운전 방법은 열 교환기(140)를 우회하도록 냉각수 순환배관(135)과 연결되는 냉각수 우회배관(165)을 설치하고, 냉각수 우회배관(165)에 소형의 라디에이터를 적용하여 냉각 성능 문제로 발생하는 연료전지 스택(110)의 성능 열화를 방지함과 더불어, BOP(Balance Of Plant) 부품의 운전 시간 감소로 BOP 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 건물용 연료전지 시스템 110 : 연료전지 스택
120 : 배열회수 탱크 125 : 배열회수 순환배관
130 : 냉각수 탱크 135 : 냉각수 순환배관
140 : 열 교환기 150 : 제1 라디에이터
160 : 제2 라디에이터 165 : 냉각수 우회배관
170 : 배열회수 펌프 172 : 냉각수 펌프
V1, V2 : 제1 및 제2 제어 밸브

Claims (5)

  1. 전기화학반응으로 전기 에너지를 생성하는 연료전지 스택;
    상기 연료전지 스택과 이격되도록 설치된 배열회수 탱크;
    상기 연료전지 스택 및 배열회수 탱크와 이격되도록 설치된 냉각수 탱크;
    상기 배열회수 탱크와 연료전지 스택 사이에 장착된 열 교환기;
    상기 열 교환기 및 배열회수 탱크에 폐 순환 구조로 연결된 배열회수 순환배관;
    상기 연료전지 스택, 열 교환기 및 냉각수 탱크에 폐 순환 구조로 연결되며, 상기 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 상기 열 교환기로 공급하기 위한 제1 제어 밸브를 갖는 냉각수 순환배관;
    상기 배열회수 탱크 출측의 배열회수 배관에 장착되어, 상기 배열회수 탱크로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 제1 라디에이터;
    상기 냉각수 순환배관에 연결되도록 장착되며, 상기 열 교환기로부터 우회시키기 위한 제2 제어 밸브가 장착된 냉각수 우회배관; 및
    상기 냉각수 우회배관에 장착되어, 상기 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 미사용시 상기 냉각수 우회배관으로 공급되는 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 제2 라디에이터;를 포함하되,
    상기 제2 라디에이터는 상기 냉각수 우회배관에 적어도 하나 이상이 장착되되, 복수개가 장착될 시 상호 간이 이격 배치되어 상기 냉각수 우회배관에 병렬 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 우회배관은
    일단이 상기 연료전지 스택 및 열 교환기 사이의 냉각수 순환배관에 연결되고, 타단이 상기 열 교환기 출측의 냉각수 순환배관에 연결된 것을 특징으로 하는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 건물용 연료전지 시스템은
    상기 배열회수 탱크의 출측과 제1 라디에이터 사이의 배열회수 순환배관에 장착된 배열회수 펌프와,
    상기 냉각수 탱크의 출측과 연료전지 스택 사이의 냉각수 순환배관에 장착된 냉각수 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템.
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 건물용 연료전지 시스템을 운전하는 방법으로서,
    배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 정상 동작 시에는 제2 제어 밸브는 차단시키고, 제1 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 열 교환기로 공급하여 열교환시키고,
    상기 배열회수 배관, 배열회수 탱크 및 제1 라디에이터의 고장 또는 비정상 동작 시에는 제1 제어 밸브는 차단시키고, 제2 제어 밸브를 개방시켜 연료전지 스택으로부터 배출되는 가열된 냉각수를 냉각수 우회배관으로 공급하여 제2 라디에이터로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉각 효율이 우수한 건물용 연료전지 시스템 운전 방법.
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