WO2023054718A1 - 熱電併給システム - Google Patents

Abstract

熱電併給システムは、燃料電池と燃料電池システムと間接供給ラインとを有する。燃料電池システムは、燃料電池の外側に近接して位置するか、または内部に位置し、熱媒に燃料電池で発生する熱を回収させる第１の熱交換部と、蓄熱タンクと、廃熱回収ラインと、を有する。蓄熱タンクは、熱媒を貯留し、給湯要求に応じて熱を提供する。廃熱回収ラインは、熱媒を燃料電池と蓄熱タンクの間に循環させる。間接供給ラインは、蓄熱タンクに貯留した熱媒と媒体とを熱交換することにより熱を供給する第２の熱交換部を含む。

Description

熱電併給システム

　本開示は、熱電併給システムに関するものである。

　燃料電池によって電力を発電させるとともに、燃料電池から排出される熱を回収して、回収した熱を用いて市水を加熱して供給する家庭用コージェネレーションシステムが知られている（特許文献１参照）。

特開２００２－２９８８６３号公報

　燃料電池を用いたコージェネレーションシステムでは、回収した熱だけでは、供給する温水に求められる熱を付与することが難しかった。

　従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、要求される熱を多量の媒体に付与可能な熱電併給システムを提供することにある。

　一実施形態において、（１）熱電併給システムは、燃料電池と、前記燃料電池の外側に近接して位置するか、または内部に位置し、熱媒に前記燃料電池で発生する熱を回収させる第１の熱交換部と、前記熱媒を貯留し、給湯要求に応じて熱を提供する蓄熱タンクと、前記熱媒を前記燃料電池と前記蓄熱タンクの間に循環させる廃熱回収ラインと、を有する燃料電池システムと、前記蓄熱タンクに貯留した前記熱媒と媒体とを熱交換することにより熱を供給する第２の熱交換部を含む間接供給ラインと、を備える。

　（２）上記（１）に記載の熱電併給システムにおいて、前記燃料電池システムは、該燃料電池の排ガスと前記廃熱回収ラインを循環する前記熱媒とを熱交換させる第３の熱交換部を有する。

　（３）上記（２）に記載の熱電併給システムにおいて、前記廃熱回収ラインにおいて、前記第３の熱交換部は、前記第１の熱交換部の上流側に位置する。

　（４）上記（２）又は（３）に記載の熱電併給システムにおいて、前記廃熱回収ラインにおいて、前記燃料電池システムは、前記蓄熱タンクと前記第３の熱交換部との間に放熱部を有する。

　（５）上記（２）乃至（４）のいずれか１つに記載の熱電併給システムにおいて、前記燃料電池システムは、前記廃熱回収ラインにおいて、前記第１の熱交換部及び前記第３の熱交換部の間に位置し且つ該廃熱回収ラインを循環する前記熱媒を加熱可能又は冷却可能である温度調節部を有する。

　（６）上記（５）に記載の熱電併給システムにおいて、前記温度調節部は、バーナを含む。

　（７）上記（５）又は（６）に記載の熱電併給システムにおいて、前記廃熱回収ラインは、前記第３の熱交換部の下流側に、前記温度調節部を迂回して前記第１の熱交換部に接続する第１の流路を含む。

　（８）上記（２）乃至（７）のいずれか１つに記載の熱電併給システムにおいて、前記廃熱回収ラインは、前記蓄熱タンクの下流側に、前記第３の熱交換部を迂回して前記第１の熱交換部に接続する第２の流路と、前記第２の流路から分岐し且つ前記第３の熱交換部に接続する第３の流路と、を含む。

　（９）上記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の熱電併給システムは、前記蓄熱タンクに貯留した熱媒を流動させることにより熱を供給する直接供給ラインを含む。

　（１０）上記（２）乃至（９）のいずれか１つに記載の熱電併給システムは、制御装置を含み、前記廃熱回収ラインは、前記蓄熱タンクから前記熱媒を流出させる熱媒流出ラインと、前記第３の熱交換部を備える排ガス熱交換ラインと、前記熱媒を冷却する熱媒冷却ラインと、前記熱媒を加熱する熱媒加熱ラインと、前記熱媒に前記燃料電池で発生する熱を回収可能であり、前記熱媒を前記蓄熱タンクに流入させる熱媒流入ラインと、を含み、前記熱媒流出ライン及び前記熱媒流入ラインの間で、前記排ガス熱交換ライン、前記熱媒冷却ライン、及び前記熱媒加熱ラインのうちいずれか１つのラインへの前記熱媒の通過を切替可能であり、または、前記排ガス熱交換ライン、前記熱媒冷却ライン、及び前記熱媒加熱ラインのうち少なくとも２つ以上のラインへの前記熱媒の通過の順番を切替可能であり、前記制御装置は、前記燃料電池の運転状態及び前記給湯要求の有無に応じて、前記廃熱回収ラインにおける前記熱媒の通過経路を切替える。

　（１１）上記（１０）に記載の熱電併給システムにおいて、前記排ガス熱交換ラインは、前記燃料電池の排ガスと前記熱媒とを熱交換させる第３の熱交換部を含み、前記熱電併給システムは、前記第３の熱交換部で生じる凝縮水を貯水する凝縮水タンクを更に備える。

　（１２）上記（１０）又は（１１）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池が運転中の場合に、前記蓄熱タンクの下部の温度と温度閾値との関係に応じて、前記廃熱回収ラインにおける熱媒の通過経路を切替え、前記給湯要求がない場合の前記温度閾値である第１温度閾値は、前記給湯要求がある場合の前記温度閾値である第２温度閾値よりも低い。

　（１３）上記（１２）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記給湯要求がなく、前記蓄熱タンクの下部の温度が前記第１温度閾値以下である場合、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ラインのみを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える

　（１４）上記（１２）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記給湯要求がなく、前記蓄熱タンクの下部の温度が前記第１温度閾値より高いとき、前記熱媒が、前記熱媒冷却ライン、前記排ガス熱交換ラインの順に通過するように前記廃熱回収ラインを切替える。

　（１５）上記（１０）乃至（１４）のいずれか１つに記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池が運転中であり、前記給湯要求がある場合、前記蓄熱タンクに流入する熱媒の熱量である流入熱量と前記蓄熱タンクが前記給湯要求に応じて提供する熱量である提供熱量とに基づいて、前記廃熱回収ラインにおける熱媒の通過経路を切替える。

　（１６）上記（１５）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄熱タンクの下部の温度が第３温度閾値以下の場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量よりも小さいときに、前記熱媒が、前記熱媒加熱ラインを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える。

　（１７）上記（１５）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄熱タンクの下部の温度が第４温度閾値以下の場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量よりも大きいときに、又は前記蓄熱タンクの下部の温度が前記第４温度閾値より高い場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量未満であるときに、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ラインのみを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える。

　（１８）上記（１７）に記載の熱電併給システムにおいて、前記第３の熱交換部で生じる凝縮水を貯水する凝縮水タンクをさらに備え、前記制御装置は、前記蓄熱タンクの下部の温度が第５温度閾値より高い場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量よりも大きいときに、前記凝縮水タンクの水量に応じて、前記廃熱回収ラインにおける、前記熱媒の、前記排ガス熱交換ライン及び前記熱媒冷却ラインの通過順番を入替える。

　（１９）上記（１８）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記凝縮水タンクの水量が第１水量閾値よりも多い場合、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ラインを通過した後に前記熱媒冷却ラインを通過するように前記循環ラインを切替える。

　（２０）上記（１８）に記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記凝縮水タンクの水量が第２水量閾値以下のときに、前記熱媒が、前記熱媒冷却ラインを通過した後に前記排ガス熱交換ラインを通過するように前記循環ラインを切替える。

　（２１）上記（１８）乃至（２０）のいずれか１つ記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記第３の熱交換部における前記熱媒の流入口の温度が、第６温度閾値以上であり、前記凝縮水タンクの水量が第３水量閾値以下の場合、前記燃料電池の発電量を低下させる。

　（２２）上記（１０）乃至（２１）のいずれか１つに記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池が停止中であり、前記給湯要求がない場合、前記蓄熱タンクの下部の温度が第７温度閾値以下であるときに、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ライン、前記熱媒加熱ラインの順に通過するように前記廃熱回収ラインを切替える。

　（２３）上記（１０）乃至（２２）のいずれか１つに記載の熱電併給システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池が停止中であり、前記給湯要求がある場合、前記蓄熱タンクの下部の温度が第８温度閾値以下であるときに、前記熱媒が、前記熱媒加熱ラインのみを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える。

　（２４）上記（２３）に記載の熱電併給システムは、前記蓄熱タンクの下部の温度が第９温度閾値以下であるとき、前記蓄熱タンクが熱を提供する能力を制限させる。

　上記のように構成された本開示に係る熱電併給システムによれば、媒体に要求される熱を効率よく付与し得る。

温度調節部によって熱媒を加熱する場合の第１の実施形態に係る熱電併給システムにおける熱媒の流動状態を示す概略構成図である。 図１の燃料電池の内部構成を概略的に示す構造図である。 温度調節部によって熱媒を冷却する場合の第１の実施形態に係る熱電併給システムにおける熱媒の流動状態を示す概略構成図である。 第２の実施形態に係る燃料併給システムの概略構成図である。 第３の実施形態に係る熱電併給システムの概略構成図である。 第４の実施形態に係る熱電併給システムの概略構成図である。 図６の制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。 図６の制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。 図６の制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。

　以下、本開示を適用した熱電併給システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

　図１に示すように、本開示の一実施形態に係る熱電併給システム１００は、燃料電池システム１１、及び、間接供給ライン１２を含んで構成される。熱電併給システム１００は、例えば、家庭に設けられる。熱電併給システム１００は、制御装置３５を有してよい。

　燃料電池システム１１は、原燃料ガス、空気、及び水を用いて発電する。燃料電池システム１１は、発電のための稼働中に熱を発する。燃料電池システム１１が発する熱は、熱媒を用いて回収される。間接供給ライン１２は、熱媒と、例えば水道から供給される媒体とを熱交換して、例えば、需要家施設にお湯を供給する。

　燃料電池システム１１は、燃料電池１６、蓄熱タンク１７、及び、廃熱回収ライン１８を有する。燃料電池システム１１は、第３の熱交換部２０、及び、温度調節部２１ａを有してよい。

　燃料電池１６は、改質器及びセルスタックの少なくとも一方を有してよい。燃料電池１６は、筐体内に改質器及びセルスタックを内包する燃料電池モジュールとしてよい。改質器は、原燃料として供給されるガスと、水とで、水蒸気改質反応を生じさせることにより、水素などの燃料を生成する。セルスタックは、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）であり、空気中に含まれる酸素などの酸化剤と、改質器が生成する燃料を用いた電気化学反応により発電する。また、セルスタックは電気化学反応により水を生成する。セルスタックから排出される未反応燃料及び未反応酸化剤は燃焼され、改質器において水蒸気改質反応を行わせるエネルギーを付与する。セルスタックから排出される水は、未反応燃料及び未反応酸化剤の燃焼による燃焼ガスとともに高温のガス状で燃料電池１６から排出される。なお、セルスタックは、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）であってよい。この場合、他の構成は適宜任意の構成を用いればよい。

　燃料電池１６から排出される排ガスは、燃焼ガス及びガス状の水を含んでよい。燃料電池１６から排出される排ガスは、後述する第３の熱交換部２０を用いて熱媒と熱交換されてよい。熱交換により冷却された排ガスは、気液分離器２３により、ガス状の排ガスと、凝縮した液状の水に分離されてよい。凝縮した液状の水は、燃料電池システム１１の凝縮水タンクに貯水されてよい。凝縮水タンクの水量Ｗを測定する水量センサが設けられてよい。分離された排ガスは、燃料電池システム１１の外部に排出されてよい。分離された水は、水蒸気改質反応に用いる水として、燃料電池１６に送られてよい。

　蓄熱タンク１７は、熱媒を貯留し、給湯要求に応じて熱を供給する。熱媒は、燃料電池１６から発生する熱を回収する。熱媒は、例えば、水、不凍液などの比熱の大きな流体である。

　廃熱回収ライン１８は、蓄熱タンク１７に貯留される熱媒を燃料電池１６と蓄熱タンク１７との間に循環させる。廃熱回収ライン１８の通常経路は、蓄熱タンク１７を起点として、第３の熱交換部２０及び第１の熱交換部１９を順番に通って、蓄熱タンク１７に戻る循環路であってよい。廃熱回収ライン１８には、第１のポンプ４０が設けられてよい。第１のポンプ４０は、蓄熱タンク１７に貯留される熱媒を循環させるように昇圧してよい。

　廃熱回収ライン１８には、第１の三方弁３１が、第３の熱交換部２０の下流側に設けられてよい。第１の三方弁３１には、第１の流路１８ｇが接続されてよい。第１の流路１８ｇは、温度調節部２１ａを迂回して、廃熱回収ライン１８における第１の熱交換部１９の上流側に接続されてよい。

　第１の三方弁３１には、第４の流路１９ａが接続されてよい。廃熱回収ライン１８において、第４の流路１９ａは、温度調節部２１ａの上流側に接続されてよい。すなわち、第４の流路１９ａは、後述する第２の流路（温度調整ライン）１８ｅの温度調節部２１ａの上流側に接続されてよい。

　廃熱回収ライン１８には、蓄熱タンク１７の下流側に、第２の三方弁３２が設けられてよい。第２の三方弁３２には、第２の流路１８ｅが接続されてよい。第２の流路１８ｅは、上述した通常経路とは異なるバイパス路である。第２の流路１８ｅは、第３の熱交換部２０を迂回して、廃熱回収ライン１８における第１の熱交換部１９の上流側に接続されてよい。

　第２の流路１８ｅには、温度調節部２１ａの下流側に第３の三方弁３３が設けられてよい。第３の三方弁３３には、第３の流路（第２バイパス流路）１９ｂが接続されてよい。第３の流路１９ｂは、廃熱回収ライン１８における第３の熱交換部２０の上流側に接続されてよい。

　第１の熱交換部１９は、燃料電池１６の外側（筐体２９の外側）に近接して位置するか、または燃料電池１６の内部（筐体２９の内部）に位置してよい。第１の熱交換部１９は、燃料電池１６の外側に近接して位置する場合には、燃料電池１６の外側に接触可能に位置してよい。また、第１の熱交換部１９は、燃料電池１６の内部に位置する場合には、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の周囲に位置してよい。この場合に、第１の熱交換部１９は、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の周囲において、断熱材を介在せずに位置してよい。例えば、図２に示されるように、第１の熱交換部１９は、廃熱回収ライン１８を流動する媒体が通る管路２５を、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の周囲に、断熱材を介在せずに設けることにより形成してよい。本開示において、断熱材とは熱移動を防ぐ材料であり、例えば、グラスウール等の繊維系断熱材、樹脂発泡体等の発泡系断熱材であってよい。したがって、本開示において、後述する筐体２９は断熱材には含まれない。断熱材を介せずにとは、管路２５の少なくとも一部の表面と改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の表面との間を最短距離で結ぶ直線上に断熱性を有する材料が位置しないことを意味する。したがって、管路２５よりも、改質器２６又はセルスタック２７に近くに、断熱性を有する材料で作成されるパッキン２８が位置する構成であっても、第１の熱交換部１９として機能し得る。

　第１の熱交換部１９における熱媒の管路２５は、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方を囲繞する筐体２９内に設けられてよい。管路２５が筐体２９内に設けられる構成において、管路２５及び筐体２９の間に断熱材３０が位置してよい。又は、管路２５は、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の熱を伝熱可能な範囲で、筐体２９の外側に近接して位置してよい。

　第１の熱交換部１９は、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒に燃料電池１６で発生する熱を回収させる。より具体的には、以下のように熱が回収される。管路２５の外面は改質器２６又はセルスタック２７からの輻射又は周囲の気体の対流により加熱されている。第１の熱交換部１９は、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒が管路２５を流動する際に、外面の熱を熱媒に伝熱することにより熱を回収する。

　図１に示されるように、第３の熱交換部２０は、例えば、熱交換器である。第３の熱交換部２０は、燃料電池１６から排出される排ガスと廃熱回収ライン１８を循環する熱媒とを熱交換させる。第３の熱交換部２０は、廃熱回収ライン１８において、第１の熱交換部１９の上流側に位置してよい。燃料電池１６から排出される排ガスは、一般的に改質器２６及びセルスタック２７の周囲温度よりも低温（例えば約２００～３００℃）である。したがって、第３の熱交換部２０は、第１の熱交換部１９に対して熱媒の予熱器として機能する。

　温度調節部２１ａは、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒を加熱又は冷却させてよい。温度調節部２１ａは、例えば、フィンパイプである。温度調節部２１ａは、バーナ２２を含んでよい。バーナ２２は、ガス燃料を供給する燃料噴射ラインと、ブロアにより外気を強制吸気して供給する空気供給ラインとを有する。バーナ２２は、点火口において、ガス燃料及び外気を混合して燃焼させる。バーナ２２の燃焼により、温度調節部２１ａを介して熱媒が加熱されてよい。バーナ２２は、図３に示されるように、燃焼しない状態のまま、ブロアにより外気を強制吸気して温度調節部２１ａに送風してよい。当該送風によって温度調節部２１ａを介して熱媒が冷却される。

　間接供給ライン１２には、例えば水道から、媒体が供給されてよい。間接供給ライン１２には、媒体の供給量を調整する第１の流量調整弁４３が設けられてよい。媒体は、例えば、水である。

　間接供給ライン１２には、第２の熱交換部１４が含まれる。第２の熱交換部１４は、媒体と、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒とを熱交換させてよい。間接供給ライン１２は、例えば、需要家施設にお湯を供給する。言い換えれば、間接供給ライン１２は、給湯路であってよい。間接供給ライン１２には、第２の熱交換部１４を迂回するバイパス路４４が設けられてよい。バイパス路４４には、第２の流量調整弁４５が設けられてよい。第２の流量調整弁４５によりバイパス路４４に迂回する媒体の流量を調整することにより、間接供給ライン１２から送出される媒体の温度が調整され得る。

　制御装置３５は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御装置３５は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）、およびＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎ　ａ　Ｐａｃｋａｇｅ）のいずれかであってよい。制御装置３５は、バーナ２２、第１の三方弁３１、第２の三方弁３２、第３の三方弁３３等の熱電併給システム１００の構成要素を制御してよい。以下、制御装置３５による制御の一例が説明される。

　間接供給ライン１２が媒体を供給している場合、媒体は第２の熱交換部１４において蓄熱タンク１７の熱媒と熱交換して加熱される。それゆえに、蓄熱タンク１７に貯留される熱媒の温度は低下する。制御装置３５は、例えば、蓄熱タンク１７に貯留される熱媒の温度に基づいて、第１の三方弁３１、第２の三方弁３２、第３の三方弁３３、及びバーナ２２の動作を制御してよい。

　蓄熱タンク１７の熱媒は、廃熱回収ライン１８に配置される第１のポンプ４０を介して下流側に流れる。

　廃熱回収ライン１８の通常経路として、制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、蓄熱タンク１７の熱媒を、第３の熱交換部２０に流してよい。

　第３の熱交換部２０において、熱媒は、燃料電池１６から排出される排ガスと熱交換して加熱される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、第３の熱交換部２０から流出した熱媒を、第１の流路１８ｇを通して、第１の熱交換部１９に流す。

　第１の熱交換部１９において、熱媒は、燃料電池１６から発生する熱によって加熱される。その後熱媒は、蓄熱タンク１７に流れる。

　一方で、熱媒を更に加熱する必要がある場合や、熱媒を冷却する必要がある場合には、制御装置３５は、第１の三方弁３１や、第２の三方弁３２を制御して、第３の熱交換部２０から流出した熱媒を、第２の流路１８ｅ及び第４の流路１９ａを通して、温度調節部２１ａに流す。ここで、制御装置３５は、温度調節部２１ａのバーナ２２を制御する。すなわち、熱媒に熱が必要な場合は、図１を参照して、制御装置３５は、バーナ２２を燃焼させて熱媒に熱を与える。一方で、熱媒を冷却したい場合には、図３を参照して、制御装置３５は、温度調節部２１ａのバーナ２２の燃焼を停止させる。あわせて、制御装置３５は、バーナ２２のブロアに外気を強制吸気させて温度調節部２１ａに送風させて、熱媒を冷却させる。制御装置３５は、熱媒の熱に応じて第３の三方弁３３を制御して、温度調節部２１ａを流れた熱媒を、第３の流路１９ｂを通して、第３の熱交換部２０の上流側に流してよい。制御装置３５は、熱媒の熱に応じて第３の三方弁３３を制御して、温度調節部２１ａを流れた熱媒を、第１の熱交換部１９の上流側に流してよい。

　第１の熱交換部１９において、熱媒は、燃料電池１６と熱交換する。それゆえ、熱媒が加熱される。その後熱媒は、蓄熱タンク１７に流れる。

　図４に示すように、本開示の第２の実施形態に係る熱電併給システム２００は、熱電併給システム１００に類似する構成を有する。以下、熱電併給システム１００と同じ構成は再度説明されず、熱電併給システム１００とは異なる構成が説明される。

　燃料電池システム１１は、廃熱回収ライン１８において、蓄熱タンク１７の下流側に放熱部４９を有してよい。放熱部４９は、例えば、ラジエータであり、ブロアにより供給される外気と熱媒とを熱交換させることにより、当該熱媒を放熱させる。放熱部４９の下流側には、第３の熱交換部２０が設けられてよい。

　廃熱回収ライン１８において、第１の熱交換部１９及び第３の熱交換部２０の間には、温度調節部２１ｂが設けられてよい。温度調節部２１ｂは、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒を加熱又は冷却させてよい。温度調節部２１ｂは、ヒータを含んでよく、ヒータで発生した熱を用いて熱媒を加熱させてよい。ヒータは電気ヒータであってよい。電気ヒータには、商用系統又は燃料電池１６の少なくとも一方から電力が供給されてよい。温度調節部２１ｂの下流側には、第１の熱交換部１９が位置してよい。

　以上のような構成の本実施形態の熱電併給システム１００及び２００は、燃料電池１６の外側に近接して位置するか、または内部に位置し、熱媒に燃料電池１６から発生する熱を回収させる第１の熱交換部１９と、熱媒を貯留する蓄熱タンク１７と、熱媒を燃料電池１６と蓄熱タンク１７の間に循環させる廃熱回収ライン１８と、を有する燃料電池システム１１と、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒と媒体とを熱交換させる第２の熱交換部１４を含む間接供給ライン１２と、を備える。

　一般的な燃料電池を用いた熱電併給システムでは、燃料電池の排ガスと媒体とを熱交換させることにより廃熱を回収していたが、媒体を十分に加熱することが難しく、一時的に多量の湯を供給することが難しかった。排ガスから廃熱を回収する、一時的な多量の熱の供給が難しい熱電併給システムでは熱を一時的に多量に供給する要請に応じるために、給湯器を設ける必要がある。一方、上述の構成を有する本実施形態の熱電併給システム１００及び２００は、改質器２６及びセルスタック２７の両方とも一般的に排ガスより高温で稼働するので、排ガスから廃熱回収をする構成に比べて、多量の熱を回収し得る。また、熱電併給システム１００及び２００は、熱媒を貯留する蓄熱タンク１７を有する。熱媒は多量の熱を蓄積し得る。したがって、熱電併給システム１００及び２００は、一時的に多量の媒体を供給し得る。それゆえ、熱電併給システム１００及び２００において、給湯器は設置されなくてよい。したがって、熱電併給システム１００及び２００は小型化され得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１００及び２００において、燃料電池システム１１は、燃料電池１６の排ガスと廃熱回収ライン１８を循環する熱媒とを熱交換させる第３の熱交換部２０を有する。このような構成により、熱電併給システム１００及び２００は、燃料電池１６の排ガスの温度を下げ得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１００及び２００の第３の熱交換部２０は、廃熱回収ライン１８において、第１の熱交換部１９の上流側に位置する。このような構成により、熱媒は、第３の熱交換部２０で加熱された後に、燃料電池１６から発生する熱を回収させる第１の熱交換部１９の上流側に流入する。それゆえ、低温の熱媒が燃料電池１６から多量の熱を奪うことが、防がれ得る。したがって、燃料電池１６の発電効率が維持され得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム２００の第３の熱交換部２０は、廃熱回収ライン１８において、蓄熱タンク１７と第３の熱交換部２０との間に放熱部４９を有する。このような構成により、蓄熱タンク１７の熱媒は、第３の熱交換部２０の上流側に流入する前に、放熱部４９によって冷却される。それゆえに、第３の熱交換部２０は、燃料電池１６の排ガスを十分に冷却して燃料電池１６に供給する改質水を回収し得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１００は、廃熱回収ライン１８において、第１の熱交換部１９及び第３の熱交換部２０の間に位置し且つ廃熱回収ライン１８を循環する熱媒を加熱可能又は冷却可能である温度調節部２１ａを有する。このような構成により、熱電併給システム１００は、例えば、熱媒に供給する熱が不足する場合に、熱媒をさらに加熱し得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１００の燃料電池システム１１の廃熱回収ライン１８は、第３の熱交換部２０の下流側に、温度調節部２１ａを迂回して第１の熱交換部１９に接続する第１の流路１８ｇを含む。このような構成により、温度調節部２１ａが熱媒を加熱も冷却もしない場合に、温度調節部２１ａをバイパスすることによって、圧損が低減され得る。それゆえに、第１のポンプ４０の負荷が軽減され得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１００の燃料電池システム１１の廃熱回収ライン１８は、蓄熱タンク１７の下流側に、第３の熱交換部２０を迂回して第１の熱交換部１９に接続する第２の流路１８ｅと、第２の流路１８ｅから分岐し且つ第３の熱交換部２０に接続する第３の流路１９ｂと、を含む。このような構成により、図３に示されるように熱媒を冷却する場合に、第２の流路１８ｅ及び第３の流路１９ｂを介して温度調節部２１ａで熱媒が冷却された後に、冷却された熱媒が第３の熱交換部２０に流入し得る。

　図５に示すように、本開示の第３の実施形態に係る熱電併給システム１０は、燃料電池システム１１、直接供給ライン５０、及び、間接供給ライン１３を含んで構成される。熱電併給システム１０は、例えば、家庭に設けられる。

　燃料電池システム１１は、原燃料ガス、空気、及び水を用いて発電する。燃料電池システム１１は、発電のための稼働中に熱を発する。燃料電池システム１１が発する熱は、熱媒を用いて回収される。直接供給ライン５０は、熱媒を流動させることにより直接供給ライン５０が配置される領域に熱を供給する。間接供給ライン１３は、後述するように、第２の熱交換部１４及び第４の熱交換部１５の少なくとも一方を有してよく、熱媒を当該少なくとも一方により媒体に熱交換させることにより、加熱された媒体として熱を供給する。

　燃料電池システム１１は、燃料電池１６及び蓄熱タンク１７を有する。燃料電池システム１１は、廃熱回収ライン１８、第１の熱交換部１９、第３の熱交換部２０、加熱部２１、及び放熱部６４を有してよい。

　廃熱回収ライン１８は、熱媒を燃料電池１６と蓄熱タンク１７との間に循環させる。廃熱回収ライン１８には、第１のポンプ２４を設けてよい。第１のポンプ２４は、蓄熱タンク１７から燃料電池１６に向けて熱媒が流れるように昇圧してよい。

　第１の熱交換部１９は、改質器及びセルスタックの少なくとも一方の周囲に位置してよい。

　第１の熱交換部１９における熱媒の管路２５は、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方を囲繞する筐体２９内に設けられてよい。管路２５が筐体２９内に設けられる構成において、管路２５及び筐体２９の間に断熱材３０が位置してよい。又は、管路２５は、改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の熱を伝熱可能な範囲で、筐体２９の外に位置してよい。

　加熱部２１は、例えば、ヒータである。加熱部２１は、廃熱回収ライン１８において、第１の熱交換部１９及び第３の熱交換部２０の間に位置してよい。加熱部２１は、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒を加熱してよい。加熱部２１は電気ヒータであってよい。電気ヒータには、商用系統又は燃料電池１６の少なくとも一方から電力が供給されてよい。

　放熱部６４は、廃熱回収ライン１８において、蓄熱タンク１７の下流側且つ第３の熱交換部２０の上流側に位置してよい。更には、放熱部６４は、廃熱回収ライン１８における、後述する第１の間接供給ライン３７との接続部分の下流側に設けられてよい。放熱部６４は、例えば、ラジエータであり、ファンにより供給される外気と熱媒とを熱交換させることにより、当該熱媒を放熱させる。

　直接供給ライン５０は、前述のように、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒を流動させることにより熱を供給する。直接供給ライン５０は、例えば、家庭内の床又は壁等の内部に埋設させた配管に接続されてよい。直接供給ライン５０は、当該配管に熱媒を供給し得る。

　直接供給ライン５０は、送出路６６及び帰還路６７を含んでよい。直接供給ライン５０において、蓄熱タンク１７における比較的高温の熱媒が送出路６６を介して送出される。直接供給ライン５０において、熱の供給により比較的低温の熱媒が帰還路６７を介して蓄熱タンク１７に流入する。帰還路６７に、直接供給ライン５０に熱媒を送出させるためのポンプ３６が設けられよい。

　送出路６６は、高温送出路６８及び低温送出路６９に分岐してよい。低温送出路６９は、帰還路６７に接続されてよい。低温送出路６９は三方弁７０を介して帰還路６７に接続されてよい。低温送出路６９は、帰還路６７を流動する低温の熱媒を、蓄熱タンク１７から送出される高温の熱媒と混合することにより、高温送出路６８よりも低温化させた熱媒を送出し得る。送出路６６及び帰還路６７は、前述の家庭内の床又は壁等の内部に埋設させた配管を介して接続されてよい。送出路６６から送出される熱媒は、当該配管を介して帰還路６７に流入してよい。高温送出路６８では、熱媒に貯めた高温の熱がそのまま利用され得るので、温度損失を低減し得る。高温送出路６８を用いた熱の供給は、例えば、暖房の高温端末（浴室乾燥機）等、８０℃程度の送出し温度が求められる機器に好適である。

　間接供給ライン１３は、前述のように、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒を媒体と熱交換することにより熱を供給する。媒体は、例えば、水である。媒体の一部は、熱電併給システム１０が設けられる施設の外部から供給されてよい。更に、媒体の一部は、熱電併給システム１０から送出された媒体の一部が循環して戻ることにより、供給されてよい。

　間接供給ライン１３は、第１の間接供給ライン３７及び第２の間接供給ライン３８を含んでよい。第１の間接供給ライン３７には、第２の熱交換部１４が含まれてよい。第２の熱交換部１４は、第１の間接供給ライン３７である第１の媒体供給路３９を流れる媒体と、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒とを熱交換させてよい。第２の間接供給ライン３８には、第４の熱交換部１５が含まれてよい。第４の熱交換部１５は、第２の間接供給ライン３８である第２の媒体供給路６５を流れる媒体と、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒と熱交換させてよい。

　蓄熱タンク１７から第２の熱交換部１４に流れる第１の熱媒ライン７１の一端及び蓄熱タンク１７から第４の熱交換部１５に流れる第２の熱媒ライン７２の一端は、廃熱回収ライン１８に接続されていてよい。例えば、第１の熱媒ライン７１の下流側の一端及び第２の熱媒ライン７２の下流側の一端は、廃熱回収ライン１８における蓄熱タンク１７の下流側に接続される。更には、第１の熱媒ライン７１の下流側の一端は、廃熱回収ライン１８における蓄熱タンク１７及び放熱部６４の間に設けられてよい。言換えると、第１の熱媒ライン７１と廃熱回収ライン１８との接続部分の下流に放熱部６４が設けられてよい。第２の熱媒ライン７２の下流側の一端は、廃熱回収ライン１８における蓄熱タンク１７及び放熱部６４の間に設けられてよい。第１の熱媒ライン７１には、第１の熱媒ライン７１に熱媒を送出させるためのポンプ４１が設けられてよい。第２の熱媒ライン７２には、第２の熱媒ライン７２に熱媒を送出させるためのポンプ４２が設けられてよい。

　第１の媒体供給路３９は、例えば、給湯路である。第１の媒体供給路３９は、更に詳細には、熱電併給システム１０が設けられる施設の外部から供給される上水を第１の熱交換部１９を用いて加熱して、例えば、需要家施設にお湯を供給する。第１の媒体供給路３９には、媒体の供給量を調整する第１の流量調整弁４３が設けられてよい。

　第１の媒体供給路３９には、第２の熱交換部１４を迂回するバイパス路４４が設けられてよい。バイパス路４４には、第２の流量調整弁４５が設けられてよい。第２の流量調整弁４５によりバイパス路４４に迂回する熱媒の流量を調整することにより、第１の媒体供給路３９から送出される媒体の温度が調整され得る。

　第２の媒体供給路６５は、例えば、浴槽給湯路である。第２の媒体供給路６５は、更に詳細例においては、浴槽から回収される水を第４の熱交換部１５を用いて加熱し、当該浴槽にお湯を供給する。第２の媒体供給路６５には、第２の媒体供給路６５に媒体を送出させるためのポンプ４６が設けられてよい。

　第１の媒体供給路３９は、第１の熱交換部１９より下流側において分岐してよい。分岐路の一つは、第２の媒体供給路６５における第４の熱交換部１５の下流側に接続されてよい。言い換えると、第１の媒体供給路３９の送出路と、第２の媒体供給路６５の送出路とは接続されてよい。

　当該分岐路の一つには、逆止弁４７が設けられてよい。逆止弁４７は、第２の媒体供給路６５から第１の媒体供給路３９への媒体の逆流を防ぐ。当該分岐路の一つには、浴槽注水弁４８が設けられてよい。浴槽注水弁４８は、開くことにより浴槽のお湯を増加させる。

　上述の構成の間接供給ライン１３では、上水が間接加熱されるため、間接加熱による使用側の温水温度を制御しやすく、且つ衛生面での問題が無い。それゆえ、間接供給ライン１３は、給湯、浴室用等の人体に触れる用途に対して、安全性及び利便性を向上させる。

　以上のような構成の本実施形態の熱電併給システム１０は、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒を流動させることにより熱を供給する直接供給ライン５０、及び蓄熱タンク１７に貯留した熱媒と媒体とを熱交換することにより熱を供給する間接供給ライン１３とを有する。このような構成により、熱電併給システム１０では、多様な形態で燃料電池システム１１の廃熱を利用させ得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１０では、間接供給ライン１３は第１の間接供給ライン３７及び第２の間接供給ライン３８を有し、第１の間接供給ライン３７は第１の媒体供給路３９を流れる媒体と熱媒とを熱交させる第２の熱交換部１４を有し、第２の間接供給ライン３８は第２の媒体供給路６５を流れる媒体と熱媒とを熱交させる第４の熱交換部１５を有し、第１の媒体供給路３９の送出路と、第２の媒体供給路６５の送出路とは接続されている。このような構成により、熱電併給システム１０は、第２の媒体供給路６５を循環させることにより、例えば浴槽に貯留されるお湯の再加熱を行うこと、及び第１の媒体供給路３９で加熱したお湯を、第２の媒体供給路６５側に供給することにより、浴槽の湯量を増加させ得る。このように、熱電併給システム１０は、更に多様な形態で燃料電池システム１１の廃熱を利用させ得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１０では、燃料電池システム１１は、熱媒を燃料電池１６と蓄熱タンク１７の間に循環させる廃熱回収ライン１８と、燃料電池１６に含まれる改質器２６及びセルスタック２７の少なくとも一方の周囲に、断熱材を介在せずに位置し、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒に燃料電池１６から発生する熱を回収させる第１の熱交換部１９とを有する。従来の燃料電池を用いた熱電併給システムでは、燃料電池１６の排ガスと熱媒とを熱交換させることにより廃熱を回収していたが、熱媒を十分に加熱することが難しく、一時的に多量の熱を供給することが難しかった。一方、上述の構成を有する本実施形態の熱電併給システム１０は、改質器２６及びセルスタック２７の両方とも一般的に排ガスより高温で稼働するので、排ガスから廃熱回収をする構成に比べて、多量の熱を回収し得る。したがって、熱電併給システム１０は、一時的に多量の熱を供給し得る。排ガスから廃熱を回収する、一時的な多量の熱の供給が難しい熱電併給システムでは熱を一時的に多量に供給する要請に応じるために、給湯器を設ける必要がある。一方で、熱電併給システム１０では、一時的な多量の熱を供給可能なので、給湯器の設置が不要である。

　また、本実施形態の熱電併給システム１０では、燃料電池システム１１は、燃料電池１６の排ガスと廃熱回収ライン１８を循環する熱媒とを熱交換させる第３の熱交換部２０を有する。このような構成により、熱電併給システム１０は、第３の熱交換部２０において排ガスを冷却して燃料電池１６に供給する改質水を回収し得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１０では、廃熱回収ライン１８において、第３の熱交換部２０は第１の熱交換部１９の上流側に位置する。このような構成により、熱電併給システム１０は、第１の熱交換部１９における加熱の前に熱媒を予熱することにより、第１の熱交換部１９における熱媒との熱交換による燃料電池１６の温度の極端な低下を防ぎ得る。したがって、熱電併給システム１０は、第１の熱交換部１９を設けながらも、温度低下による燃料電池１６の稼働の不安定化を抑制し得る。

　また、本実施形態の熱電併給システム１０では、燃料電池システム１１は、廃熱回収ライン１８において第１の熱交換部１９及び第３の熱交換部２０の間に位置し、廃熱回収ライン１８を循環する熱媒を加熱する加熱部２１を有する。このような構成により、熱電併給システム１０は、熱の需要に対して燃料電池１６による熱の供給が不足する場合であっても、需要に応える熱を供給し得る。なお、熱の需要に対して燃料電池１６による熱の供給が不足することは、例えば、直接供給ライン５０又は間接供給ライン１３を介した熱の要求量が増える場合、燃料電池１６が停止する場合に発生することがある。

　また、本実施形態の熱電併給システム１０では、燃料電池システム１１は、廃熱回収ライン１８における第１の熱媒ライン７１との接続部分の下流側に設けられる放熱部６４を有する。直接供給ライン５０又は間接供給ライン１３を介して熱を熱電併給システム１０の外部に供給する間は、冷却された熱媒が廃熱回収ライン１８に戻るので、廃熱回収ライン１８における第３の熱交換部２０の上流側において熱媒が冷却される。第３の熱交換部２０では、冷却された熱媒により排ガスに含まれる水が回収され得る。一方で第３の熱交換部２０の上流側で熱媒が十分に冷却されていない場合、水の回収量が低下する。一方で、上述の構成を有する燃料電池システム１１は、直接供給ライン５０又は間接供給ライン１３を介した熱電併給システム１０の外部にへの熱の供給量が低い場合のように、第３の熱交換部２０の上流側で熱媒が十分に冷却されていなくても、熱媒に蓄積される熱を冷却し得る。したがって、燃料電池システム１１は、排ガスからの水の回収量の極端な低下を防ぎ得る。

　図６に示すように、本開示の第４の実施形態に係る燃料電池システム１１は、燃料電池１６、蓄熱タンク１７、廃熱回収ライン１８、及び制御装置３５を含んで構成される。燃料電池システム１１は、例えば、家庭に設けられる。

　蓄熱タンク１７は、熱媒を貯留する。熱媒は、例えば、水、不凍液などの比熱の大きな流体である。蓄熱タンク１７は、給湯要求に応じて熱を提供する。蓄熱タンク１７の入口及び出口には、それぞれ熱媒の温度Ｔ１，Ｔ２を測定する温度センサ５１，５２が設けられてよい。蓄熱タンク１７の出口の温度センサ５２に加えて、蓄熱タンク１７の下部に熱媒の温度Ｔ３を測定する温度センサ５３が設けられてよい。温度センサ５２と温度センサ５３とは兼用されてもよい。蓄熱タンク１７の出口には、熱媒の流量を測定する流量センサ６１が設けられてよい。流量センサ６１に代えて、蓄熱タンク１７の入口において、熱媒の流量Ｆ１を測定する流量センサが設けられてよい。

　廃熱回収ライン１８は、蓄熱タンク１７に貯留される熱媒を燃料電池１６と蓄熱タンク１７との間に循環させる。廃熱回収ライン１８は、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、熱媒加熱ライン１８ｄ、及び熱媒流入ライン１８ｆを含む。

　廃熱回収ライン１８は、熱媒流出ライン１８ａ及び熱媒流入ライン１８ｆの間で、熱媒の、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄのいずれか１つに切替えた通過と、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄの中の複数における通過順番を入替えた通過とを切替可能である。廃熱回収ライン１８における、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄの接続構成についての具体例が以下に説明される。

　廃熱回収ライン１８は、上述のような熱媒の通過を切替可能にする構成の一例として、更に、第１の三方弁３１、第２の三方弁３２、第３の三方弁３３、第１バイパス流路１９ａ、第２バイパス流路１９ｂ、及び第３バイパス流路１９ｃを含んでよい。

　熱媒流出ライン１８ａは、蓄熱タンク１７から熱媒を流出させる。熱媒流出ライン１８ａは、蓄熱タンク１７に接続される第１端と、第１の三方弁３１に接続される第２端とを含んでよい。

　排ガス熱交換ライン１８ｂは、燃料電池１６の排ガスと熱媒とを第３の熱交換部２０によって熱交換させる。排ガス熱交換ライン１８ｂは、第１の三方弁３１に接続される第１端と、第２の三方弁３２に接続される第２端とを含んでよい。

　熱媒冷却ライン１８ｃは、熱媒を冷却する。熱媒加熱ライン１８ｄは、熱媒を加熱する。後述するように、熱媒冷却ライン１８ｃ及び熱媒加熱ライン１８ｄは同一のライン又は別々のラインであってよい。以下の説明においては、熱媒冷却ライン１８ｃ及び熱媒加熱ライン１８ｄは同一のラインである構成を説明する。熱媒冷却ライン１８ｃ及び熱媒加熱ライン１８ｄに共通する説明において、熱媒冷却ライン１８ｃ及び熱媒加熱ライン１８ｄが温度調整ライン１８ｅと呼ばれる。温度調整ライン１８ｅは、第１の三方弁３１に接続される第１端と、第３の三方弁３３に接続される第２端とを含んでよい。

　熱媒流入ライン１８ｆは、熱媒に燃料電池１６で発生する熱を第１の熱交換部１９によって回収可能である。熱媒流入ライン１８ｆは、熱媒を蓄熱タンク１７に流入させる。熱媒流入ライン１８ｆは、蓄熱タンク１７に接続される第１端と、第２の三方弁３２に接続される第２端とを含んでよい。

　廃熱回収ライン１８には、第１のポンプ４０が設けられてよい。第１のポンプ４０は、蓄熱タンク１７に貯留される熱媒を循環させるように昇圧してよい。

　第１の三方弁３１には、前述のように、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、排ガス熱交換ライン１８ｂの第１端と、温度調整ライン１８ｅの第１端が接続されてよい。第２の三方弁３２には、前述のように、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端及び熱媒流入ライン１８ｆの第２端が接続されてよい。更に、第２の三方弁３２には、第１バイパス流路１９ａの第１端が接続されてよい。第３の三方弁３３には、前述のように、温度調整ライン１８ｅの第２端が接続されてよい。更に、第３の三方弁３３には、第２バイパス流路１９ｂの第１端及び第３バイパス流路１９ｃの第１端が接続されてよい。

　第１バイパス流路１９ａの第１端は、前述のように第２の三方弁３２に接続されてよい。第１バイパス流路１９ａにおける、第１端の反対側の第２端は、第１の三方弁３１及び後述するバーナ２２の間において温度調整ライン１８ｅに接続されてよい。第２バイパス流路１９ｂの第１端は、前述のように第３の三方弁３３に接続されてよい。第２バイパス流路１９ｂにおける第１端の反対側の第２端は、第１の三方弁３１及び第３の熱交換部２０の間において排ガス熱交換ライン１８ｂに接続されてよい。第３バイパス流路１９ｃの第１端は、前述のように第３の三方弁３３に接続されてよい。第３バイパス流路１９ｃにおける第１端の反対側の第２端は、第２の三方弁３２及び第１の熱交換部１９の間において熱媒流入ライン１８ｆに接続されてよい。

　廃熱回収ライン１８は、第１～第３の三方弁３１～３３の切替、及びバーナ２２の動作により、熱媒流出ライン１８ａ及び熱媒流入ライン１８ｆの間で、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄのうちいずれか１つのラインへの熱媒の通過を切替可能であり、または、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄのうち少なくとも２つ以上のラインへの前記熱媒の通過の順番を切替可能である。

　図６に示すように、第３の熱交換部２０は、燃料電池１６から排出される排ガスと廃熱回収ライン１８を循環する熱媒とを熱交換させる。燃料電池１６から排出される排ガスは、一般的に改質器２６及びセルスタック２７の周囲温度よりも低温（例えば約２００～３００℃）である。したがって、第３の熱交換部２０は、第１の熱交換部１９に対して熱媒の予熱器として機能する。第３の熱交換部２０の熱媒の流入口には、熱媒の温度Ｔ４を測定する温度センサ５４が設けられてよい。

　熱媒冷却ライン１８ｃは、近傍に設けられる冷却器によって冷却されてよい。冷却器は、例えば、ラジエータである。

　熱媒加熱ライン１８ｄは、近傍に設けられる加熱器によって加熱されてよい。加熱器は、例えば、熱媒加熱ライン１８ｄの近傍に当該熱媒加熱ラインを加熱可能に位置するバーナ２２である。又は、加熱器は、電気ヒータ等であってよい。バーナ２２は、ガス燃料を供給する燃料噴射ラインと、ブロアにより外気を強制吸気して供給する空気供給ラインとを有する。バーナ２２は、点火口において、ガス燃料及び外気を混合して燃焼させる。バーナ２２の燃焼により、熱媒が加熱されてよい。

　熱媒冷却ライン１８ｃ及び熱媒加熱ライン１８ｄは、前述のように同一のラインである温度調整ライン１８ｅであってよい。このような構成において、冷却器及び加熱器は、別個に設けられてよく、又は統合されてよい。冷却器及び加熱器が統合される構成の例として、バーナ２２はブロアを備えてよい。温度調整ライン１８ｅは、フィンパイプを含んでよい。フィンパイプは、近傍に設けられるバーナ２２によって加熱されてよい。バーナ２２が燃焼してフィンパイプを加熱することで、温度調整ライン１８ｅにおいて熱媒が加熱される。バーナ２２への原燃料ガスの供給が停止した状態で、ブロアがフィンパイプに送風することで、温度調整ライン１８ｅにおいて熱媒が冷却される。バーナ２２がフィンパイプを加熱又は冷却する箇所から、例えば温度調整ライン１８ｅの第２端側に、温度センサ５７が設けられてよい。

　間接供給ライン１２は、給湯要求に応じて、熱媒と、例えば水道から供給される媒体とを熱交換して、例えば、需要家施設にお湯を供給する。間接供給ライン１２には、例えば水道から、媒体が供給されてよい。媒体は、例えば、水である。間接供給ライン１２には、媒体の供給量を調整する第１の流量調整弁４３が設けられてよい。間接供給ライン１２において第１の流量調整弁４３の上流に、媒体の流量を測定する流量センサ６２が設けられてよい。間接供給ライン１２において第１の流量調整弁４３の上流に、熱媒の温度Ｔ５を測定する温度センサ５５が設けられてよい。

　間接供給ライン１２には、第２の熱交換部１４が含まれる。第２の熱交換部１４は、給湯要求に応じて、媒体と、蓄熱タンク１７に貯留した熱媒とを熱交換させてよい。間接供給ライン１２は、例えば、需要家施設にお湯を供給する。言い換えれば、間接供給ライン１２は、給湯路であってよい。間接供給ライン１２には、第２の熱交換部１４を迂回するバイパス路４４が設けられてよい。バイパス路４４には、第２の流量調整弁４５が設けられてよい。第２の流量調整弁４５によりバイパス路４４に迂回する媒体の流量を調整することにより、間接供給ライン１２から送出される媒体の温度が調整され得る。間接供給ライン１２において、第２の熱交換部１４の下流側とバイパス路４４とが合流した先に、熱媒の温度Ｔ６を測定する温度センサ５６が設けられてよい。

　制御装置３５は、燃料電池１６の運転状態、及び蓄熱タンク１７に対する給湯要求の有無に応じて、廃熱回収ライン１８における熱媒の通過経路を切替える。以下、切替の例が説明される。制御装置３５は、更に、温度センサ５３が測定する、蓄熱タンク１７の下部の温度に基づいて、熱媒の通過経路を切替えてよい。

　制御装置３５は、燃料電池１６が運転中の場合に、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３と温度閾値との関係に応じて、廃熱回収ライン１８における熱媒の通過経路を切替えてよい。給湯要求がない場合の温度閾値である第１温度閾値Ｔｈ１は、給湯要求がある場合の温度閾値である第２温度閾値Ｔｈ２よりも低くてよい。第１温度閾値Ｔｈ１は、例えば３０℃である。第２温度閾値Ｔｈ２は、例えば４０℃である。以下、燃料電池１６の運転中の通過経路の切替が説明される。

　制御装置３５は、給湯要求がなく、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第１温度閾値Ｔｈ１以下である場合、第１制御を行ってよい。第１制御では、熱媒が排ガス熱交換ライン１８ｂのみを通過するように廃熱回収ライン１８が切替えられる。

　以下、図６を参照して、第１制御における具体的な挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、排ガス熱交換ライン１８ｂの第１端とを連通させる。更に、制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、熱媒流入ライン１８ｆの第２端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、第３バイパス流路１９ｃの第１端と、第２バイパス流路１９ｂの第１端とを接続しない。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、温度調整ライン１８ｅの第２端と、第２バイパス流路１９ｂの第１端又は第３バイパス流路１９ｃの第１端とを連通させてよい。なお、制御装置３５は、バーナ２２の燃焼を停止させ、バーナ２２のブロワを停止させる。制御装置３５は、第２のポンプ４１を停止させる。

　第１制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。排ガス熱交換ライン１８ｂの第３の熱交換部２０では、熱媒は、燃料電池１６から排出される排ガスと熱交換して加熱される。熱媒流入ライン１８ｆの第１の熱交換部１９において、熱媒は、燃料電池１６と熱交換する。それゆえ、熱媒が更に加熱される。その後熱媒は、蓄熱タンク１７に流れる。

　制御装置３５は、給湯要求がなく、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が前記第１温度閾値Ｔｈ１より高いとき、第２制御を行ってよい。第２制御では、熱媒が熱媒流出ライン１８ａ、熱媒冷却ライン１８ｃ、排ガス熱交換ライン１８ｂの順に通過するように廃熱回収ライン１８が切替えられる。

　以下、第２制御における具体的な挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、熱媒冷却ライン１８ｃ（温度調整ライン１８ｅ）の第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、熱媒流入ライン１８ｆの第２端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、熱媒冷却ライン１８ｃの第２端と、第２バイパス流路１９ｂの第１端とを連通させる。制御装置３５は、バーナ２２の燃焼を停止させつつ、バーナ２２のブロアを稼働させることにより、温度調整ライン１８ｅを熱媒冷却ライン１８ｃとして機能させる。制御装置３５は、熱媒が燃料電池１６との熱交換で取得できる熱量を考慮して、温度センサ５７が測定する温度Ｔ７が、所定の第１温度目標値Ｔｔ１になるように、バーナ２２への空気の量を調整してよい。熱媒は、熱媒冷却ライン１８ｃを流れた後、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。熱媒が、熱媒冷却ライン１８ｃを流れた後に、排ガス熱交換ライン１８ｂにおいて熱交換で取得できる熱量を考慮して、第１温度目標値Ｔｔ１は、第３制御又は第５制御における第２温度目標値Ｔｔ２又は第３温度目標値Ｔｔ３より低く設定されてよい。なお、第３制御又は第５制御では、温度調整ライン１８ｅを流れる熱媒は、すでに排ガス熱交換ライン１８ｂを通過している。

　第２制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａを通じて熱媒冷却ライン１８ｃに流れる。バーナ２２のブロアは外気を吸気して熱媒冷却ライン１８ｃに送風して、熱媒冷却ライン１８ｃを流れる熱媒を冷却させる。その後、熱媒は、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。

　制御装置３５は、燃料電池１６が運転中であり、給湯要求がある場合、蓄熱タンク１７に流入する熱媒の熱量である流入熱量と蓄熱タンク１７が前記給湯要求に応じて提供する熱量である提供熱量とに基づいて、廃熱回収ライン１８における熱媒の通過経路を切替えてよい。以下に燃料電池１６が運転中であり、給湯要求がある場合の通過経路の切替を説明する。更には、制御装置３５は、流入熱量及び提供熱量に基づく通過経路の切替を、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３にも基づかせてよい。

　流入熱量は、蓄熱タンク１７の入口及び出口における、熱媒の温度Ｔ１，Ｔ２と、熱媒の流量Ｆ１に基づいて算出されてよい。蓄熱タンク１７の入口及び出口における熱媒の温度Ｔ１，Ｔ２を測定する温度センサ５１，５２が設けられてよい。蓄熱タンク１７の出口における熱媒の流量Ｆ１を測定する流量センサ６１が設けられてよい。流量センサ６１に代えて、蓄熱タンク１７の入口において、熱媒の流量Ｆ１を測定する流量センサが設けられてよい。

　流出熱量は、間接供給ライン１２への入水量と、間接供給ライン１２の入口及び出口における媒体の温度とに基づいて算出されてよい。間接供給ライン１２への入水量を測定する流量センサ６２が設けられてよい。間接供給ライン１２の入口及び出口における媒体の温度を測定する温度センサ５５，５６が設けられてよい。

　制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第３温度閾値以下の場合であって、流入熱量が提供熱量よりも小さいときに、第３制御を行ってよい。第３温度閾値Ｔｈ３は、上述の給湯要求の有無による温度閾値を切替える構成においては、第２温度閾値Ｔｈ２と同一であってよい。第３制御では、熱媒が、少なくとも熱媒加熱ライン１８ｄ（温度調整ライン１８ｅ）を通過するように廃熱回収ライン１８が切替えられる。第３制御では、以下に説明するように、熱媒に熱媒加熱ライン１８ｄの前に排ガス熱交換ライン１８ｂを通過させてもよい。

　以下、第３制御における挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、排ガス熱交換ライン１８ｂの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、第１バイパス流路１９ａの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、熱媒加熱ライン１８ｄの第２端と、第３バイパス流路１９ｃの第１端とを連通させる。制御装置３５は、バーナ２２を燃焼させることにより、温度調整ライン１８ｅを熱媒加熱ライン１８ｄとして機能させる。制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。制御装置３５は、熱媒が燃料電池１６と熱交換することで取得できる熱量を考慮して、温度センサ５７が測定する温度Ｔ７が、所定の第２温度目標値Ｔｔ２になるように、バーナ２２への原燃料ガスの量を調整してよい。熱媒は、熱媒加熱ライン１８ｄを流れた後、熱媒流入ライン１８ｆを流れる。熱媒流入ライン１８ｆにおいて熱媒が熱交換で取得できる熱量を考慮して、第２温度目標値Ｔｔ２は、後述する第７制御又は第８制御における、第５温度目標値Ｔｔ５又は第６温度目標値Ｔｔ６より低く設定されてよい。第２温度目標値Ｔｔ２は、熱媒流入ライン１８ｆにおいて熱媒が燃料電池１６と熱交換した後の熱媒の温度が、第５温度目標値Ｔｔ５又は第６温度目標値Ｔｔ６となるように設定してよい。なお、第７制御又は第８制御では、燃料電池１６が停止中であるため、熱媒流入ライン１８ｆにおける熱媒の温度の変化は小さい。

　第３制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒加熱ライン１８ｄ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。バーナ２２は燃焼し、熱媒加熱ライン１８ｄを流れる熱媒を加熱する。間接供給ライン１２を流れる媒体は、第２の熱交換部１４において熱媒と熱交換して加熱される。

　制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第４温度閾値Ｔｈ４以下の場合であって、流入熱量が前記提供熱量よりも大きいときに、又は蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第４温度閾値Ｔｈ４より高い場合であって、流入熱量が提供熱量未満であるときに、第４制御を行ってよい。第４温度閾値Ｔｈ４は、上述の給湯要求の有無による温度閾値を切替える構成においては、第２温度閾値Ｔｈ２と同一であってよい。又は、第４温度閾値Ｔｈ４は、上述のように蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３との比較により第３制御を行う構成においては、第３温度閾値Ｔｈ３と同一であってよい。第４制御では、熱媒が、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂの順で通過するように廃熱回収ライン１８が切替えられる。第４制御では、熱媒が熱媒流出ライン１８ａ及び熱媒流入ライン１８ｆの間で、排ガス熱交換ライン１８ｂのみを通過するように廃熱回収ライン１８が切替えられてよい。

　以下、第４制御における挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、排ガス熱交換ライン１８ｂの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、熱媒流入ライン１８ｆの第２端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、第３バイパス流路１９ｃの第１端と、第２バイパス流路１９ｂの第１端とを接続しない。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、温度調整ライン１８ｅの第２端と、第２バイパス流路１９ｂの第１端又は第３バイパス流路１９ｃの第１端とを連通させてよい。制御装置３５は、バーナ２２の燃焼を停止させ、バーナ２２のブロワを停止させる。制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。

　第４制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。排ガス熱交換ライン１８ｂの第３の熱交換部２０では、熱媒は、燃料電池１６から排出される排ガスと熱交換して加熱される。熱媒流入ライン１８ｆの第１の熱交換部１９において、熱媒は、燃料電池１６と熱交換する。それゆえ、熱媒が更に加熱される。その後熱媒は、蓄熱タンク１７に流れる。間接供給ライン１２を流れる媒体は、第２の熱交換部１４において熱媒と熱交換して加熱される。

　制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第５温度閾値Ｔｈ５より高い場合であって、流入熱量が提供熱量よりも大きいときに、流入熱量及び提供熱量に基づく通過経路の切替を燃料電池システム１１の凝縮水タンクの水量Ｗに基づかせてよい。具体的には、制御装置３５は、燃料電池システム１１の凝縮水タンクの水量Ｗに応じて、廃熱回収ライン１８における、熱媒の、排ガス熱交換ライン１８ｂ及び熱媒冷却ライン１８ｃの通過順番を入替えてよい。第５温度閾値Ｔｈ５は、上述の給湯要求の有無による温度閾値を切替える構成においては、第２温度閾値Ｔｈ２と同一であってよい。または、第５温度閾値Ｔｈ５は、上述のように蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３との比較により第３制御又は第４制御を行う構成においては、第３温度閾値Ｔｈ３又は第４温度閾値Ｔｈ４と同一であってよい。以下、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第５温度閾値Ｔｈ５より高い場合であって、流入熱量が提供熱量よりも大きいときの通過経路の切替が説明される。

　制御装置３５は、燃料電池システム１１の凝縮水タンクの水量Ｗが第１水量閾値Ｗ１よりも多い場合、第５制御を行ってよい。第５制御では、熱媒が、排ガス熱交換ライン１８ｂを通過した後に熱媒冷却ライン１８ｃ（温度調整ライン１８ｅ）を通過するように廃熱回収ライン１８が切替られる。第１水量閾値Ｗ１は、例えば凝縮水タンクに水位センサを設けて、制御装置３５は、この水位センサの検知に基づいて凝縮水タンクの水量Ｗを判定してよい。第１水量閾値は、例えば凝縮水タンクの容量の５０～８０％で適宜設定してよい。

　以下、第５制御における挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、排ガス熱交換ライン１８ｂの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、第１バイパス流路１９ａの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、熱媒冷却ライン１８ｃの第２端と、第３バイパス流路１９ｃの第１端とを連通させる。制御装置３５は、バーナ２２の燃焼を停止させつつ、バーナ２２のブロアを稼働させる。制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。制御装置３５は、熱媒が燃料電池１６と熱交換することで取得できる熱量を考慮して、温度センサ５７が測定する温度Ｔ７が、所定の第３温度目標値Ｔｔ３になるように、バーナ２２への空気の量を調整してよい。第３温度目標値Ｔｔ３は、第２温度閾値Ｔｈ２と同一であってよい。第３温度目標値Ｔｔ３は、第２温度閾値Ｔｈ２未満であってよい。

　第５制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。バーナ２２のブロアは外気を吸気して熱媒冷却ライン１８ｃに送風して、熱媒冷却ライン１８ｃを流れる熱媒を冷却させることにより、温度調整ライン１８ｅを熱媒冷却ライン１８ｃとして機能させる。間接供給ライン１２を流れる媒体は、第２の熱交換部１４において熱媒と熱交換して加熱される。

　制御装置３５は、燃料電池システム１１の凝縮水タンクの水量Ｗが第２水量閾値Ｗ２以下のときに、第６制御を行ってよい。第２水量閾値Ｗ２は、上述のように凝縮水タンクの水量Ｗとの比較により第５制御を行う構成においては、第１水量閾値Ｗ１と同一であってよい。第６制御では、熱媒が、熱媒冷却ライン１８ｃ（温度調整ライン１８ｅ）を通過した後に排ガス熱交換ライン１８ｂを通過するように廃熱回収ライン１８が切替えられる。

　以下、第６制御における挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、熱媒冷却ライン１８ｃの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、熱媒流入ライン１８ｆの第２端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、熱媒冷却ライン１８ｃの第２端と、第２バイパス流路１９ｂの第１端とを連通させる。制御装置３５は、バーナ２２の燃焼を停止させつつ、バーナ２２のブロアを稼働させることにより、温度調整ライン１８ｅを熱媒冷却ライン１８ｃとして機能させる。制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。制御装置３５は、熱媒が燃料電池１６と熱交換することで取得できる熱量を考慮して、温度センサ５７が測定する温度Ｔ７が、所定の第４温度目標値Ｔｔ４になるように、バーナ２２への空気の量を調整してよい。熱媒は、熱媒冷却ライン１８ｃを流れた後、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。排ガス熱交換ライン１８ｂ及び熱媒流入ライン１８ｆにおいて熱媒が熱交換で取得できる熱量を考慮して、第４温度目標値Ｔｔ４は、第２温度目標値Ｔｔ２又は第３温度目標値Ｔｔ３より低く設定されてよい。

　第６制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａを通じて熱媒冷却ライン１８ｃに流れる。バーナ２２のブロアは外気を吸気して熱媒冷却ライン１８ｃに送風して、熱媒冷却ライン１８ｃを流れる熱媒を冷却させる。その後、熱媒は、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。間接供給ライン１２を流れる媒体は、第２の熱交換部１４において熱媒と熱交換して加熱される。

　制御装置３５は、燃料電池１６が停止中であり、給湯要求がない場合、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第７温度閾値Ｔｈ７以下であるときに、第７制御を行ってよい。第７温度閾値Ｔｈ７は、上述の給湯要求の有無による温度閾値を切替える構成においては、第１温度閾値Ｔｈ１と同一であってよい。第７制御では、熱媒が、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒加熱ライン１８ｄの順に通過するように前記廃熱回収ラインが切替えられる。

　以下、第７制御における挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、排ガス熱交換ライン１８ｂの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、第１バイパス流路１９ａの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、熱媒加熱ライン１８ｄの第２端と、第３バイパス流路１９ｃの第１端とを連通させる。制御装置３５は、バーナ２２を燃焼させることにより、温度調整ライン１８ｅを熱媒加熱ライン１８ｄとして機能させる。制御装置３５は、第２のポンプ４１を停止させる。制御装置３５は、温度センサ５７が測定する温度Ｔ７が、所定の第５温度目標値Ｔｔ５になるように、バーナ２２への原燃料ガスの量、およびポンプ４０の速度を調整してよい。第５温度目標値Ｔｔ５は、例えば７５℃である。

　第７制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒加熱ライン１８ｄ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。バーナ２２は燃焼し、熱媒加熱ライン１８ｄを流れる熱媒を加熱する。

　又、制御装置３５は、燃料電池１６の温度が第７温度閾値Ｔｈ７超で第１０温度閾値Ｔｈ１０未満である場合に、上述した第７制御に代えて、熱媒が、熱媒流出ライン１８ａ、熱媒加熱ライン１８ｄ（温度調整ライン１８ｅ）の順に通過するように廃熱回収ライン１８を切替えてよい。当該切替によって、廃熱回収ライン１８で熱媒をより速やかに循環させることができる。それゆえ、熱媒がより迅速に加熱され得る。

　制御装置３５は、燃料電池１６が停止中であり、給湯要求がある場合、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下であるときに、熱媒が、熱媒加熱ライン１８ｄ（温度調整ライン１８ｅ）のみを通過するように廃熱回収ライン１８を切替えてよい。第８温度閾値Ｔｈ８は第２温度閾値Ｔｈ２よりも高くてよい。第８温度閾値Ｔｈ８は、例えば５０℃である。

　以下、第８制御における挙動が説明される。制御装置３５は、第１の三方弁３１を制御して、熱媒流出ライン１８ａの第２端と、熱媒加熱ライン１８ｄの第１端とを連通させる。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、熱媒流入ライン１８ｆの第２端と、第１バイパス流路１９ａの第１端とを接続しない。制御装置３５は、第２の三方弁３２を制御して、排ガス熱交換ライン１８ｂの第２端と、熱媒流入ライン１８ｆの第２端とを連通させてよい。制御装置３５は、第３の三方弁３３を制御して、熱媒加熱ライン１８ｄの第２端と、第３バイパス流路１９ｃの第１端とを連通させる。制御装置３５は、バーナ２２を燃焼させることにより、温度調整ライン１８ｅを熱媒加熱ライン１８ｄとして機能させる。制御装置３５は、温度センサ５７が測定する温度Ｔ７が、所定の第６温度目標値Ｔｔ６になるように、バーナ２２への原燃料ガスの量を調整してよい。第６温度目標値Ｔｔ６は、上述のように第７制御を行う構成においては、第５温度目標値Ｔｔ５と同一であってよい。制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。

　第８制御が行われた状態で、蓄熱タンク１７からの熱媒は、熱媒流出ライン１８ａ、熱媒加熱ライン１８ｄ、熱媒流入ライン１８ｆの順に流れる。バーナ２２は燃焼し、熱媒加熱ライン１８ｄを流れる熱媒を加熱する。間接供給ライン１２を流れる媒体は、第２の熱交換部１４において熱媒と熱交換して加熱される。

　制御装置３５は、上記の廃熱回収ラインの切替とは別に、以下説明する制御を、例えば周期的に行ってよい。当該制御はいつ行ってもよいが、第２、６制御に伴って行ってよい。制御装置３５は、第３の熱交換部２０における熱媒の流入口の温度Ｔ４が、第６温度閾値Ｔｈ６以上であり、燃料電池システム１１の凝縮水タンクの水量Ｗが第３水量閾値Ｗ３以下の場合、燃料電池１６の発電量を低下させてよい。第６温度閾値Ｔｈ６は、例えば５０℃である。第３水量閾値Ｗ３は、上述のように凝縮水タンクの水量Ｗとの比較により第５制御又は第６制御を行う構成においては、第１水量閾値Ｗ１又は第２水量閾値Ｗ２と同一であってよい。具体的に、制御装置３５は、燃料電池１６に供給される原燃料ガス又は空気の量を減少させることで、燃料電池１６の発電量を低下させてよい。

　又、制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第９温度閾値Ｔｈ９以下であるとき、蓄熱タンク１７が熱を提供する能力を制限させてよい。第９温度閾値Ｔｈ９は、上述の給湯要求の有無による温度閾値を切替える構成においては、第２温度閾値Ｔｈ２と同一であってよい。第９温度閾値Ｔｈ９は、上述のように蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３との比較により第３制御、第４制御、第５制御又は第６制御を行う構成においては、第３温度閾値Ｔｈ３、第４温度閾値Ｔｈ４又は第５温度閾値Ｔｈ５と同一であってよい。具体的に、制御装置３５は、間接供給ライン１２における第１の流量調整弁４３を制御して、媒体の供給量を調整させてよい。

　次に、本実施形態において制御装置３５により実行される処理が、図７～９のフローチャートを参照して説明される。制御装置３５はこの処理を、一定周期で実行してよい。

　図７を参照して、制御装置３５は、燃料電池が運転中（ステップＳ１０１）で、給湯要求がない（ステップＳ１０２）場合、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第１温度閾値Ｔｈ１以下であるか判定する（ステップＳ１０３）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第１温度閾値Ｔｈ１以下であると判定する場合、制御装置３５は第１制御を行う（ステップＳ１０４）。制御装置３５が蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第１温度閾値Ｔｈ１以下でないと判定する場合、制御装置３５は第２制御を行う（ステップＳ１０５）。

　制御装置３５は、燃料電池が運転中で（ステップＳ１０１）、給湯要求がある（ステップＳ１０２）場合、出湯を開始する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第３温度閾値Ｔｈ３（第２温度閾値Ｔｈ２又は第４温度閾値Ｔｈ４）以下であるか判定する（ステップＳ１０７）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第３温度閾値Ｔｈ３以下であると判定する場合、流入熱量が、提供熱量よりも高いか判定する（ステップＳ１０８）。制御装置３５が、流入熱量が提供熱量よりも高いと判定する場合、制御装置３５は第４制御を行う（ステップＳ１０９）。制御装置３５が、流入熱量が提供熱量よりも高くないと判定する場合、制御装置３５は第３制御を行う（ステップＳ１１０）。

　制御装置３５が、ステップＳ１０７において、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第３温度閾値Ｔｈ３（第５温度閾値Ｔｈ５）よりも高いと判定した場合、流入熱量が、提供熱量未満であるか判定する（ステップＳ１１１）。制御装置３５が、流入熱量が提供熱量未満であると判定する場合、制御装置３５は前述した第４制御を行う（ステップＳ１０９）。制御装置３５が、流入熱量が提供熱量未満ではないと判定する場合、制御装置３５は、所望の凝縮水回収が可能であるか判定する（ステップＳ１１２）。

　ステップＳ１１２で行われる判定の一例では、温度センサ５４が、第３の熱交換部２０の熱媒流入口温度Ｔ４を測定する。制御装置３５は、温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６未満である場合、所望の凝縮水回収が可能であると判定する。他の例では、制御装置３５は、第３の熱交換部２０で生じる凝縮水を貯水する凝縮水タンクの水量Ｗが第１水量閾値Ｗ１（第２水量閾値Ｗ２又は第３水量閾値Ｗ３）以上であるか判定してよい。凝縮水タンクの水量Ｗは、水位センサによって測定されてよい。凝縮水タンクの水量Ｗは、凝縮水タンクへの熱媒の流入量及び流出量の測定値に基づいて算出されてよい。凝縮水タンクの水量Ｗは、燃料電池１６の排ガスの温度に基づいて算出されてよい。

　制御装置３５が、所望の凝縮水回収が可能であると判定する場合、制御装置３５は第５制御を行う（ステップＳ１１３）。制御装置３５が、所望の凝縮水回収が可能でないと判定する場合、制御装置３５は第６制御を行う（ステップＳ１１４）。

　図８を参照して、制御装置３５は、燃料電池が停止中であり（ステップＳ１０１）、給湯要求がない（ステップＳ１０２）場合、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第７温度閾値Ｔｈ７以下であるか判定する（ステップＳ１１５）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第７温度閾値Ｔｈ７以下であると判定する場合、制御装置３５は第７制御を行う（ステップＳ１１６）。制御装置３５が蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第７温度閾値Ｔｈ７以下ではないと判定する場合、制御装置３５は燃料電池システム１１を待機状態に移行させる（ステップＳ１１７）。待機状態とは、燃料電池１６は運転しておらず、蓄熱タンク１７は熱を提供しておらず、バーナ２２に燃料ガスが提供されず、バーナ２２のブロアが送風しておらず、第１のポンプ４０が停止している状態をいう。

　制御装置３５は、燃料電池が停止中であり（ステップＳ１０１）、給湯要求がある（ステップＳ１０２）場合、出湯を開始する（ステップＳ１１８）。具体的には、制御装置３５は、第２のポンプ４１を作動させて、熱媒を第２の熱交換部１４に流す。制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下であるか判定する（ステップＳ１１９）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下であると判定する場合、制御装置３５は第８制御を行う（ステップＳ１２０）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下ではないと判定する場合、処理を終了する。

　制御装置３５は、第８制御において、以下説明する追加制御を、例えば周期的に行ってよい。制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下であるか判定する（ステップＳ１２１）。制御装置３５が、ステップＳ１１０において、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８よりも高いと判定する場合、制御装置３５はバーナ２２へのガス燃料の提供を停止する（ステップＳ１２２）。その結果、廃熱回収ライン１８において熱媒への加熱量が低下する。制御装置３５は、第１のポンプ４０を停止してもよい。制御装置３５は、処理を終了する。

　制御装置３５が、ステップＳ１２１において、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下であると判定する場合、制御装置３５は更に、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第９温度閾値Ｔｈ９以下であるか判定する（ステップＳ１２３）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第９温度閾値Ｔｈ９以下であるとき、制御装置３５は蓄熱タンク１７が熱を提供する能力を制限させる（ステップＳ１２４）。上述したように、制御装置３５は、間接供給ライン１２における第１の流量調整弁４３を制御して、媒体の供給量を調整させてよい。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第９温度閾値Ｔｈ９よりも高いとき、制御装置３５は追加制御を終了する。

　更に、制御装置３５は、図９を参照して以下説明する制御を、例えば周期的に行ってよい。当該制御はいつ行ってもよいが、第２、６制御に伴って行ってよい。制御装置３５は、第３の熱交換部２０の熱媒の流入口の温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６以下であるか判定する（ステップＳ１２５）。制御装置３５が、ステップＳ１２５において、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６以下であると判定する場合、バーナ２２のブロアの送風量を維持する（ステップＳ１２６）。制御装置３５が、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６以下ではないと判定する場合、バーナ２２のブロアの送風量を増加させる（ステップＳ１２７）。バーナ２２のブロアの送風量は、ブロアの回転量を増加させることによって増加させてよい。

　制御装置３５は、ステップＳ１２７から所定の時間が経過した後、第３の熱交換部２０の熱媒の流入口の温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６以下であるか判定する（ステップＳ１２８）。制御装置３５は、第３の熱交換部２０の熱媒の流入口の温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６以下であると判定する場合、制御装置３５は、バーナ２２のブロアの送風量を維持する（ステップＳ１２６）。制御装置３５は、第３の熱交換部２０の熱媒の流入口の温度Ｔ４が第６温度閾値Ｔｈ６以下ではないと判定する場合、制御装置３５は、前述されるように所望の凝縮水回収が可能であるか判定する（ステップＳ１２９）。

　制御装置３５が、ステップＳ１２９において、所望の凝縮水回収が可能であると判定する場合、制御装置３５は、バーナ２２のブロアの送風量を維持する（ステップＳ１２６）。制御装置３５が、所望の凝縮水回収が可能ではないと判定する場合、制御装置３５は、燃料電池１６の発電量を低下させる（ステップＳ１３０）。具体的に、制御装置３５は、燃料電池１６に供給する原燃料ガス又は空気の量を減少させることで、燃料電池１６の発電量を低下させる。

　以上のような構成の本実施形態の燃料電池システムは、熱媒を、燃料電池１６と蓄熱タンク１７の間に循環させる廃熱回収ライン１８を備え、廃熱回収ライン１８は、熱媒流出ライン１８ａ及び熱媒流入ライン１８ｆの間で、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄのうちいずれか１つのラインへの熱媒の通過を切替可能であり、または、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒冷却ライン１８ｃ、及び熱媒加熱ライン１８ｄのうち少なくとも２つ以上のラインへの前記熱媒の通過の順番を切替可能であり、制御装置３５は、燃料電池１６の運転状態及び給湯要求の有無に応じて、廃熱回収ライン１８における熱媒の通過経路を切替える。

　一般的な燃料電池を用いた燃料電池システムでは、燃料電池の排ガスと媒体とを熱交換させることにより排熱を回収していたが、媒体を十分に加熱することが難しく、一時的に多量の湯を供給することが難しかった。排ガスから排熱を回収する、一時的な多量の熱の供給が難しい燃料電池システムでは熱を一時的に多量に供給する要請に応じるために、給湯器を設ける必要がある。一方、上述の構成を有する本実施形態の燃料電池システム１１は、改質器２６及びセルスタック２７の両方とも一般的に排ガスより高温で稼働するので、排ガスから排熱回収をする構成に比べて、多量の熱を回収し得る。また、燃料電池システム１１は、熱媒を貯留する蓄熱タンク１７を有する。熱媒は多量の熱を蓄積し得る。したがって、燃料電池１６は、一時的に多量の媒体を供給し得る。それゆえ、燃料電池システム１１において、給湯器は設置されなくてよい。したがって、燃料電池システム１１は小型化され得る。

　更に、上述の構成を有することにより、本実施形態の燃料電池システム１１は、燃料電池１６の運転状態及び給湯要求に応じて、燃料電池１６を適切に作動させつつ、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒の温度を高め得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、燃料電池１６が運転中の場合に、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３と温度閾値との関係に応じて、廃熱回収ライン１８における熱媒の通過経路を切替え、給湯要求がない場合の温度閾値である第１温度閾値Ｔｈ１は、給湯要求がある場合の温度閾値である第２温度閾値Ｔｈ２よりも低い。給湯要求がある場合、蓄熱タンク１７は、例えば間接供給ライン１２を流れる媒体に熱を供給する。従って、給湯要求がある場合、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒から熱が奪われる速度はより大きくなる。本構成では、給湯要求がある場合の温度閾値を、給湯要求がない場合よりも高くすることで、給湯要求がある場合に廃熱回収ライン１８における熱媒の通過経路の切替を早め得る。それゆえに、燃料電池システム１１は、給湯要求の有無にかかわらず、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒を高温に維持し得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、給湯要求がなく、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第１温度閾値Ｔｈ１以下である場合、熱媒が、排ガス熱交換ライン１８ｂのみを通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。このような構成により、燃料電池システム１１は、排ガス熱交換ライン１８ｂにおいて、熱媒を燃料電池１６の排ガスにより加熱させつつ、燃料電池１６の排ガスを冷却して燃料電池１６に供給する凝縮水を回収し得る。燃料電池システム１１は、熱媒を熱媒加熱ライン１８ｄで加熱したり熱媒冷却ライン１８ｃで冷却したりすることを停止し、エネルギー消費を削減させ得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、給湯要求がなく、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第１温度閾値Ｔｈ１より高いとき、熱媒が、熱媒流出ライン１８ａ、熱媒冷却ライン１８ｃ、排ガス熱交換ライン１８ｂの順に通過するように前記廃熱回収ラインを切替える。燃料電池１６が運転中の場合、燃料電池の排ガスを熱媒により冷却することで、燃料電池１６に供給する凝縮水が十分に回収される必要がある。給湯要求がなく、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒が高温である場合、排ガスは熱媒により十分に冷却されないおそれがある。それゆえ、燃料電池システム１１は熱媒を積極的に冷却する必要がある。当該構成において、燃料電池システム１１は、蓄熱タンク１７から流出する高温の熱媒を、熱媒冷却ライン１８ｃで冷却させた後に、排ガス熱交換ライン１８ｂに流す。それゆえに、燃料電池システム１１は、排ガス熱交換ライン１８ｂにおいて、低温の熱媒が燃料電池の排ガスを冷却して、燃料電池１６に供給する凝縮水を十分に回収し得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第３温度閾値Ｔｈ３以下の場合であって、流入熱量が提供熱量よりも小さいときに、熱媒が、熱媒加熱ライン１８ｄを通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。このような構成により、燃料電池システム１１は、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒が低温であり、且つ熱媒に供給される熱量が燃料電池１６から得られる熱量だけでは不足する場合に、熱媒を熱媒加熱ライン１８ｄで更に加熱し得る。それゆえに、熱媒が十分に加熱され、蓄熱タンク１７が提供する熱量が確保され得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第４温度閾値Ｔｈ４以下の場合であって、流入熱量が提供熱量よりも大きいときに、又は蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第４温度閾値Ｔｈ４より高い場合であって、流入熱量が提供熱量未満であるときに、熱媒が、熱媒流出ライン１８ａ、排ガス熱交換ライン１８ｂの順で通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。このような構成により、燃料電池システム１１は、熱媒に供給される熱量が、燃料電池１６から得られる熱量から十分に回収可能である場合に、熱媒を熱媒加熱ライン１８ｄで加熱させず、エネルギー消費を削減させ得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、凝縮水タンクの水量Ｗが第１水量閾値Ｗ１よりも多い場合、熱媒が、排ガス熱交換ライン１８ｂを通過した後に熱媒冷却ライン１８ｃを通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。このような構成により、燃料電池システム１１は、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒の温度が高くなりすぎないように熱媒を冷却し得る。また、燃料電池システム１１は、熱媒を熱媒冷却ライン１８ｃで冷却することを停止し、エネルギー消費を削減させ得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、凝縮水タンクの水量Ｗが第２水量閾値Ｗ２以下のときに、熱媒が、熱媒冷却ライン１８ｃを通過した後に排ガス熱交換ライン１８ｂを通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。凝縮水は、燃料電池１６に供給されて水蒸気改質反応に用いられる。凝縮水タンクの水量Ｗが第２水量閾値Ｗ２以下の場合、凝縮水が不足して、燃料電池１６に悪影響を及ぼすおそれがある。それゆえ、燃料電池システム１１は、燃料電池１６の排ガスを熱媒により冷却して凝縮水を回収する必要がある。熱媒が高温である場合、燃料電池システム１１は、排ガスを冷却する前に熱媒を冷却する必要がある。当該構成において、燃料電池システム１１は、蓄熱タンク１７から流出する高温の熱媒を、熱媒冷却ライン１８ｃで冷却させた後に、排ガス熱交換ライン１８ｂに流す。それゆえに、燃料電池システム１１は、排ガス熱交換ライン１８ｂにおいて、燃料電池１６の排ガスを低温の熱媒により冷却して、燃料電池１６に供給する凝縮水を十分に回収し得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、第３の熱交換部２０における熱媒の流入口の温度Ｔ４が、第６温度閾値Ｔｈ６以上であり、凝縮水タンクの水量が第３水量閾値以下の場合、燃料電池１６の発電量を低下させる。凝縮水タンクの水量Ｗが第３水量閾値Ｗ３以下の場合、燃料電池１６に供給されて水蒸気改質反応に用いられる凝縮水が不足するおそれがある。この場合、燃料電池１６の発電量が多いときに、燃料電池１６に悪影響を及ぼすおそれがある。当該構成において、燃料電池システム１１は、凝縮水タンクの水量Ｗが第３水量閾値Ｗ３以下である場合に、燃料電池１６の発電量を低下させることによって、燃料電池１６への悪影響を低減し得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、燃料電池１６が停止中であり、給湯要求がない場合、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第７温度閾値Ｔｈ７以下であるときに、熱媒が、排ガス熱交換ライン１８ｂ、熱媒加熱ライン１８ｄの順に通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。このような構成により、燃料電池システム１１は、燃料電池１６が停止中であっても燃料電池からまだ温かい排ガスが排出される場合に、熱媒を燃料電池の排ガスで加熱し得る。燃料電池システム１１は、熱媒を、熱媒加熱ライン１８ｄで更に加熱し得る。それゆえに、燃料電池システム１１は、熱媒を効率的に加熱し得る。加熱された熱媒は、将来の給湯要求時に使用され得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、燃料電池１６が停止中であり、給湯要求がある場合、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第８温度閾値Ｔｈ８以下であるときに、熱媒が、熱媒加熱ライン１８ｄのみを通過するように廃熱回収ライン１８を切替える。蓄熱タンク１７が貯留する熱媒が低温であり、且つ給湯要求がある場合、給湯要求に対応するために当該熱媒を速やかに加熱する必要がある。当該構成において、燃料電池システム１１は、燃料電池１６が停止中であり燃料電池の排ガスより熱媒を加熱できない場合に、熱媒を、排ガス熱交換ライン１８ｂに通さずに廃熱回収ライン１８を循環させ得る。それゆえに、廃熱回収ライン１８において熱媒が循環する時間が短縮され、燃料電池システム１１は、加熱された熱媒を速やかに蓄熱タンク１７に戻し得る。

　本実施形態の燃料電池システム１１において、制御装置３５は、蓄熱タンク１７の下部の温度Ｔ３が第９温度閾値以下Ｔｈ９であるとき、蓄熱タンク１７が熱を提供する能力を制限させる。例えば、燃料電池システム１１は、蓄熱タンク１７が貯留する熱媒の熱量が少ない場合に、間接供給ライン１２における第１の流量調整弁４３を制御して、媒体の供給量を調整することで、間接供給ライン１２の出口における媒体の温度（給湯温度）を維持し得る。

　本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。

　本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

　本開示に記載された構成要件の全て、及び／又は、開示された全ての方法、又は、処理の全てのステップについては、これらの特徴が相互に排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。また、本開示に記載された特徴の各々は、明示的に否定されない限り、同一の目的、同等の目的、または類似する目的のために働く代替の特徴に置換することができる。したがって、明示的に否定されない限り、開示された特徴の各々は、包括的な一連の同一、又は、均等となる特徴の一例にすぎない。

　さらに、本開示に係る実施形態は、上述した実施形態のいずれの具体的構成にも制限されるものではない。本開示に係る実施形態は、本開示に記載された全ての新規な特徴、又は、それらの組合せ、あるいは記載された全ての新規な方法、又は、処理のステップ、又は、それらの組合せに拡張することができる。

　本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１の熱交換部は、第２の熱交換部と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

　１０，１００，２００　熱電併給システム
　１１　燃料電池システム
　１２　間接供給ライン
　１３　間接供給ライン
　１４　第２の熱交換部
　１５　第４の熱交換部
　１６　燃料電池
　１７　蓄熱タンク
　１８　廃熱回収ライン
　１８ａ　熱媒流出ライン
　１８ｂ　排ガス熱交換ライン
　１８ｃ　熱媒冷却ライン
　１８ｄ　熱媒加熱ライン
　１８ｅ　第２の流路（温度調整ライン）
　１８ｆ　熱媒流入ライン
　１８ｇ　第１の流路
　１９　第１の熱交換部
　１９ａ　第４の流路（第１バイパス流路）
　１９ｂ　第３の流路（第２バイパス流路）
　１９ｃ　第３バイパス流路
　２０　第３の熱交換部
　２１　加熱部
　２１ａ，２１ｂ　温度調節部
　２２　バーナ
　２３　気液分離器
　２４　第１のポンプ
　２５　管路
　２６　改質器
　２７　セルスタック
　２８　パッキン
　２９　筐体
　３０　断熱材
　３１　第１の三方弁
　３２　第２の三方弁
　３３　第３の三方弁
　３５　制御装置
　３６　ポンプ
　３７　第１の間接供給ライン
　３８　第２の間接供給ライン
　３９　第１の媒体供給路
　４０　第１のポンプ
　４１　第２のポンプ
　４２　ポンプ
　４３　第１の流量調整弁
　４４　バイパス路
　４５　第２の流量調整弁
　４６　ポンプ
　４７　逆止弁
　４８　浴槽注水弁
　４９　放熱部
　５０　直接供給ライン
　５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７　温度センサ
　６１，６２　流量センサ
　６４　放熱部
　６５　第２の媒体供給路
　６６　送出路
　６７　帰還路
　６８　高温送出路
　６９　低温送出路
　７０　三方弁
　７１　第１の熱媒ライン
　７２　第２の熱媒ライン
 

Claims (20)

1. 　燃料電池と、前記燃料電池の外側に近接して位置するか、または内部に位置し、熱媒に前記燃料電池で発生する熱を回収させる第１の熱交換部と、前記熱媒を貯留し、給湯要求に応じて熱を提供する蓄熱タンクと、前記熱媒を前記燃料電池と前記蓄熱タンクの間に循環させる廃熱回収ラインと、を有する燃料電池システムと、
   　前記蓄熱タンクに貯留した前記熱媒と媒体とを熱交換することにより熱を供給する第２の熱交換部を含む間接供給ラインと、を備える
   　熱電併給システム。
2. 　請求項１に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記燃料電池システムは、該燃料電池の排ガスと前記廃熱回収ラインを循環する前記熱媒とを熱交換させる第３の熱交換部を有する
   　熱電併給システム。
3. 　請求項２に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記廃熱回収ラインにおいて、前記第３の熱交換部は、前記第１の熱交換部の上流側に位置する
   　熱電併給システム。
4. 　請求項２又は３に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記廃熱回収ラインにおいて、前記燃料電池システムは、前記蓄熱タンクと前記第３の熱交換部との間に放熱部を有する
   　熱電併給システム。
5. 　請求項２から４のいずれか一項に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記燃料電池システムは、前記廃熱回収ラインにおいて、前記第１の熱交換部及び前記第３の熱交換部の間に位置し且つ該廃熱回収ラインを循環する前記熱媒を加熱可能又は冷却可能である温度調節部を有する
   　熱電併給システム。
6. 　請求項５に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記廃熱回収ラインは、前記第３の熱交換部の下流側に、前記温度調節部を迂回して前記第１の熱交換部に接続する第１の流路を含む、
   　熱電併給システム。
7. 　請求項２から６のいずれか一項に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記廃熱回収ラインは、前記蓄熱タンクの下流側に、
   　前記第３の熱交換部を迂回して前記第１の熱交換部に接続する第２の流路と、
   　前記第２の流路から分岐し且つ前記第３の熱交換部に接続する第３の流路と、を含む、
   　熱電併給システム。
8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の熱電併給システムにおいて、
   　前記蓄熱タンクに貯留した熱媒を流動させることにより熱を供給する直接供給ラインを含む、
   　熱電併給システム。
9. 　請求項２から７のいずれか一項に記載の熱電併給システムにおいて、
   　制御装置を含み、
   　前記廃熱回収ラインは、
   　　前記蓄熱タンクから前記熱媒を流出させる熱媒流出ラインと、前記第３の熱交換部を備える排ガス熱交換ラインと、前記熱媒を冷却する熱媒冷却ラインと、前記熱媒を加熱する熱媒加熱ラインと、前記熱媒に前記燃料電池で発生する熱を回収可能であり、前記熱媒を前記蓄熱タンクに流入させる熱媒流入ラインと、を含み、
   　　前記熱媒流出ライン及び前記熱媒流入ラインの間で、前記排ガス熱交換ライン、前記熱媒冷却ライン、及び前記熱媒加熱ラインのうちいずれか１つのラインへの前記熱媒の通過を切替可能であり、または、前記排ガス熱交換ライン、前記熱媒冷却ライン、及び前記熱媒加熱ラインのうち少なくとも２つ以上のラインへの前記熱媒の通過の順番を切替可能であり、
   　前記制御装置は、前記燃料電池の運転状態及び前記給湯要求の有無に応じて、前記廃熱回収ラインにおける前記熱媒の通過経路を切替える
   　熱電併給システム。
10. 　請求項９に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記燃料電池が運転中の場合に、前記蓄熱タンクの下部の温度と温度閾値との関係に応じて、前記廃熱回収ラインにおける熱媒の通過経路を切替え、前記給湯要求がない場合の前記温度閾値である第１温度閾値は、前記給湯要求がある場合の前記温度閾値である第２温度閾値よりも低い
    熱電併給システム。
11. 　請求項１０に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記給湯要求がなく、前記蓄熱タンクの下部の温度が前記第１温度閾値以下である場合、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ラインのみを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える
    熱電併給システム。
12. 　請求項１０に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記給湯要求がなく、前記蓄熱タンクの下部の温度が前記第１温度閾値より高いとき、前記熱媒が、前記熱媒冷却ライン、前記排ガス熱交換ラインの順に通過するように前記廃熱回収ラインを切替える
    熱電併給システム。
13. 　請求項９から１２のいずれか一項に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記燃料電池が運転中であり、前記給湯要求がある場合、前記蓄熱タンクに流入する熱媒の熱量である流入熱量と前記蓄熱タンクが前記給湯要求に応じて提供する熱量である提供熱量とに基づいて、前記廃熱回収ラインにおける熱媒の通過経路を切替える
    熱電併給システム。
14. 　請求項１３に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記蓄熱タンクの下部の温度が第３温度閾値以下の場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量よりも小さいときに、前記熱媒が、前記熱媒加熱ラインを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える
    熱電併給システム。
15. 　請求項１３に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記蓄熱タンクの下部の温度が第４温度閾値以下の場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量よりも大きいときに、又は前記蓄熱タンクの下部の温度が前記第４温度閾値より高い場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量未満であるときに、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ラインのみを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える
    熱電併給システム。
16. 　請求項１５に記載の燃料電池システムにおいて、
    　前記第３の熱交換部で生じる凝縮水を貯水する凝縮水タンクをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記蓄熱タンクの下部の温度が第５温度閾値より高い場合であって、前記流入熱量が前記提供熱量よりも大きいときに、前記凝縮水タンクの水量に応じて、前記廃熱回収ラインにおける、前記熱媒の、前記排ガス熱交換ライン及び前記熱媒冷却ラインの通過順番を入替える
    熱電併給システム。
17. 　請求項１６に記載の熱電併給システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記第３の熱交換部における前記熱媒の流入口の温度が、第６温度閾値以上であり、前記凝縮水タンクの水量が第３水量閾値以下の場合、前記燃料電池の発電量を低下させる
    熱電併給システム。
18. 　請求項９から１７のいずれか一項に記載の熱電併給システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記燃料電池が停止中であり、前記給湯要求がない場合、前記蓄熱タンクの下部の温度が第７温度閾値以下であるときに、前記熱媒が、前記排ガス熱交換ライン、前記熱媒加熱ラインの順に通過するように前記廃熱回収ラインを切替える
    熱電併給システム。
19. 　請求項９から１８のいずれか一項に記載の熱電併給システムにおいて、
    　前記制御装置は、前記燃料電池が停止中であり、前記給湯要求がある場合、前記蓄熱タンクの下部の温度が第８温度閾値以下であるときに、前記熱媒が、前記熱媒加熱ラインのみを通過するように前記廃熱回収ラインを切替える
    熱電併給システム。
20. 　請求項１９に記載の熱電併給システムにおいて、
    　前記蓄熱タンクの下部の温度が第９温度閾値以下であるとき、前記蓄熱タンクが熱を提供する能力を制限させる
    熱電併給システム。
     

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