WO2024038834A1 - 燃料電池システム - Google Patents

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WO2024038834A1
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裕 川口
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京セラ株式会社
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present disclosure relates to a fuel cell system.
  • a household cogeneration system in which electricity is generated by a fuel cell, heat is recovered from the fuel cell, and the recovered heat is used to heat and supply city water (see Patent Document 1). ).
  • a fuel cell system includes: fuel cell and an external water channel through which water supplied from the outside flows; a first heat exchange section located proximate to the outside of the fuel cell or located inside the fuel cell and causing water from the external water flow path to recover heat generated in the fuel cell; a hot water supply channel that supplies heated water to the outside; a first heat exchange flow path connected to the external water flow path and passing through the first heat exchange section; a first water flow path connecting the external water flow path and the hot water supply flow path; At a confluence section where the hot water supply flow path, the first heat exchange flow path, and the first water flow path merge, water vapor inside the first heat exchange flow path is liquefied and the water vapor inside the hot water supply flow path is liquefied. It is structured so that it flows.
  • the merging section includes a water storage section that stores water, a water inlet connected to the first water flow path, and a water outlet connected to the hot water supply flow path, and At least a portion of the channel is configured to be inside the water storage section.
  • a second water flow path is provided that connects an upstream side of the external water flow path with respect to the connection portion with the first water flow path and the hot water supply flow path.
  • the external water flow path includes a second heat exchange section that exchanges heat with exhaust gas discharged from the fuel cell.
  • any one of (1) to (5) It has a cooling/heating device that heats or cools the water flowing through the hot water supply channel.
  • a third water flow path that is between the first water flow path and the second water flow path and connects the external water flow path and the hot water supply flow path; and a cooling/heating device that heats or cools water flowing through the third water flow path.
  • the external water flow path may include a second heat exchange section that exchanges heat with exhaust gas discharged from the fuel cell.
  • a fuel cell system includes: fuel cell and an external water channel through which water supplied from the outside flows; a first heat exchange section located proximate to the outside of the fuel cell or located inside the fuel cell and causing water from the external water flow path to recover heat generated in the fuel cell; a hot water supply channel that supplies heated water to the outside; a first heat exchange flow path connected to the external water flow path and passing through the first heat exchange section; a first water flow path connecting the external water flow path and the hot water supply flow path; a bypass flow path connecting the external water flow path and the first water flow path; a second water flow path connecting an upstream side of the external water flow path with respect to the connection portion with the first water flow path and the hot water supply flow path; a third water flow path that is between the first water flow path and the second water flow path and connects the external water flow path and the hot water supply flow path; a control device; At a confluence section where the hot water supply flow path, the first heat exchange flow path, and the first water flow
  • the control device is configured to cause water from the external water flow path to flow into the first heat exchange flow path, the bypass flow path, the first water flow path, and the first water flow path in accordance with the operation of the fuel cell and a request for hot water supply.
  • the water is controlled to flow through at least one of the second water flow path and the third water flow path.
  • the control device causes water to flow through at least one of the first water flow path, the second water flow path, and the third water flow path in response to a request for hot water supply when the fuel cell is stopped. Control.
  • (10) As an embodiment of the present disclosure, in (8) or (9), comprising a cooling/heating device that heats or cools the water flowing through the hot water supply flow path or the water flowing through the third water flow path;
  • the control device is configured to cause the cooling and heating device to heat the water according to the temperature of heated water supplied to the outside when the fuel cell is in operation or stopped and there is a continuous request for hot water supply. control to do so.
  • any one of (8) to (10), comprising a cooling/heating device that heats or cools the water flowing through the hot water supply flow path or the water flowing through the third water flow path;
  • the control device controls water to flow through the bypass flow path when the fuel cell is in operation and there is no request for hot water supply, and the water from the hot water supply flow path flows through the second water flow path.
  • the water is controlled to flow through the third water channel to the external water channel, and the cooling/heating device is controlled to cool the water.
  • the control device controls water to flow through the first heat exchange flow path when the fuel cell is in operation and there is a request for hot water supply, and controls the flow of water through the second water flow path as necessary.
  • the third water flow path is controlled so that water flows.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a structural diagram schematically showing the internal structure of the fuel cell.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the merging section.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the control executed by the control device.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the control executed by the control device.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the control executed by the control device.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the control executed by the control device.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the control executed by the control device.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present disclosure.
  • a fuel cell system 11 As shown in FIG. 1, a fuel cell system 11 according to an embodiment of the present disclosure includes a plurality of channels through which water flows, a heat exchange section, a fuel cell 16, a cooling/heating device 22, and a control device 35. , has.
  • the fuel cell system 11 is installed at home, for example.
  • the fuel cell 16 may include a reformer and a cell stack.
  • the fuel cell 16 may be a fuel cell module that includes a reformer and a cell stack within a housing.
  • the reformer generates fuel such as hydrogen by causing a steam reforming reaction between gas supplied as raw fuel and water.
  • the cell stack is, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC), and generates electricity through an electrochemical reaction using an oxidizing agent such as oxygen contained in the air and fuel produced by a reformer.
  • SOFC solid oxide fuel cell
  • the fuel cell 16 emits heat during operation to generate electricity.
  • the cell stack also generates water through an electrochemical reaction. Unreacted fuel and unreacted oxidant discharged from the cell stack are combusted and provide energy to perform a steam reforming reaction in the reformer.
  • Water discharged from the cell stack is discharged from the fuel cell 16 in the form of a high-temperature gas along with combustion gas from combustion of unreacted fuel and unreacted oxidizer. Heat and combustion heat generated during operation for power generation are recovered as heat generated by the fuel cell 16 using a heat medium.
  • the cell stack may be a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). In this case, the configuration of the reformer and the like of the fuel cell 16 may be changed as appropriate.
  • the exhaust gas discharged from the fuel cell 16 may include combustion gas and gaseous water.
  • the exhaust gas discharged from the fuel cell 16 may be heat exchanged with a heat medium using the second heat exchange section 14, which will be described later.
  • the exhaust gas cooled by heat exchange may be separated into gaseous exhaust gas and condensed liquid water by a gas-liquid separator.
  • the separated exhaust gas may be discharged to the outside of the fuel cell system 11.
  • the separated water may be sent to the fuel cell 16 as water for use in the steam reforming reaction.
  • the fuel cell system 11 includes, as a plurality of channels through which water flows, an external water channel 81, a hot water supply channel 12, a first heat exchange channel 82, a first water channel 83, It has a bypass flow path 44 and a second water flow path 84.
  • the external water flow path 81 is a flow path through which water supplied from the outside of the fuel cell system 11 flows.
  • a temperature sensor 55 may be provided in the external water flow path 81 to measure the temperature of the water entering the water.
  • a flow rate sensor 62 that measures the amount of water entering the external water flow path 81 may be provided.
  • the external water flow path 81 may be provided with a first flow rate adjustment valve 43 that adjusts the amount of water supplied.
  • a temperature sensor 51 may be provided to measure the temperature of water after passing through the second heat exchange section 14, which will be described later.
  • the hot water supply channel 12 is a channel that supplies heated water (hot water) to the outside.
  • a temperature sensor 56 may be provided to measure the temperature of the water at the outlet of the hot water supply channel 12. Further, a temperature sensor 54 may be provided upstream from the position of the cooling/heating device 22 to measure the temperature of the water.
  • the first heat exchange flow path 82 is a flow path that is connected to the external water flow path 81 and passes through the first heat exchange section 13, which will be described later.
  • the first water flow path 83 is a flow path that connects the external water flow path 81 and the hot water supply flow path 12.
  • the first water flow path 83 may be provided with a second flow rate adjustment valve 45 that adjusts the amount of water supplied from the external water flow path 81 .
  • the bypass flow path 44 is a flow path that connects the external water flow path 81 and the first water flow path 83.
  • the bypass flow path 44 and the first heat exchange flow path 82 may be connected to the external water flow path 81 by the three-way valve 31.
  • the second water flow path 84 is a flow path that connects the hot water supply flow path 12 with the upstream side of the connection part with the first water flow path 83 of the external water flow path 81 . More specifically, the second water flow path 84 may be connected to the downstream side of the cooling/heating device 22 in the hot water supply flow path 12 .
  • the second water flow path 84 may be provided with a third flow rate adjustment valve 46 that adjusts the amount of water passing through the second water flow path 84 .
  • water from the hot water supply channel 12 may pass through the second water channel 84 and enter the external water channel 81 for circulation.
  • the external water flow path 81 may be provided with a circulation pump 40 that increases the pressure so as to circulate water.
  • the fuel cell system 11 includes a first heat exchange section 13 and a second heat exchange section 14 as heat exchange sections.
  • the first heat exchange section 13 may be located close to the outside of the fuel cell 16 (outside the casing 29) or inside the fuel cell 16 (inside the casing 29).
  • the fuel cell 16 is a PEFC
  • the first heat exchange section 13 may be located close to the reformer that constitutes the fuel cell 16.
  • the first heat exchange section 13 may be located so as to be able to contact the outside of the fuel cell 16.
  • the first heat exchange section 13 may be located around at least one of the reformer 26 and the cell stack 27. In such a configuration, the first heat exchange section 13 may be located around at least one of the reformer 26 and the cell stack 27 without intervening a heat insulating material. For example, as shown in FIG.
  • the first heat exchange section 13 provides a pipe line 25 through which the medium passes around at least one of the reformer 26 and the cell stack 27 without intervening a heat insulating material.
  • a heat insulating material is a material that prevents heat transfer, and may be, for example, a fiber-based heat insulating material such as glass wool, or a foam-based heat insulating material such as a resin foam.
  • the fuel cell 16 may have a configuration in which a packing 28 made of a material having heat insulating properties is located closer to the reformer 26 or the cell stack 27 than to the pipe line 25.
  • the heat medium conduit 25 in the first heat exchange section 13 may be provided in a casing 29 that surrounds at least one of the reformer 26 and the cell stack 27.
  • a heat insulating material 30 may be located between the conduit 25 and the housing 29 .
  • the conduit 25 may be located close to the outside of the casing 29 within a range where it can transfer heat from at least one of the reformer 26 and the cell stack 27.
  • the first heat exchange section 13 causes the water from the external water flow path 81 to recover heat generated in the fuel cell 16. More specifically, heat is recovered as follows. The outer surface of the conduit 25 is heated by radiation from the reformer 26 or cell stack 27 or by convection of surrounding gas. The first heat exchange section 13 recovers heat by transferring heat from the outer surface to the heat medium when the heat medium (water) flows through the pipe line 25 .
  • the second heat exchange section 14 exchanges heat with the exhaust gas discharged from the fuel cell 16 in the external water flow path 81.
  • the second heat exchange unit 14 heats the outer surface of the external water flow path 81 with the heat of the exhaust gas, and when the heat medium (water) flows through the external water flow path 81, the second heat exchange section 14 converts the heat of the outer surface into the heat medium. Transfer heat.
  • the cooling/heating device 22 is provided near the hot water supply channel 12 and heats or cools water flowing through the hot water supply channel 12.
  • the cooling/heating device 22 is a burner.
  • the cooling/heating device 22 may be an electric heater or the like.
  • the cooling/heating device 22 may include a fuel injection line that supplies gas fuel and an air supply line that forcibly takes in outside air using a blower.
  • the cooling/heating device 22 mixes and burns the gas fuel and outside air at the ignition port.
  • the water is heated by combustion in the cooling/heating device 22 .
  • the cooling/heating device 22 can generate wind using a blower to cool the water.
  • the merging section 70 is a part where the hot water supply flow path 12, the first heat exchange flow path 82, and the first water flow path 83 merge.
  • the merging section 70 is configured so that the water vapor inside the first heat exchange channel 82 is liquefied and flows through the hot water supply channel 12 .
  • the confluence section 70 functions as a steam trap.
  • the merging section 70 is configured as shown in FIG.
  • the confluence section 70 has a water storage section 72 that stores water, a water inlet 73 that is connected to the first water flow path 83 , and a water outlet 74 that is connected to the hot water supply flow path 12 . At least a portion of the first heat exchange channel 82 is configured to be inside the water storage section 72.
  • the water remaining in the first heat exchange flow path 82 may be heated and vaporized by the heat of the fuel cell 16, but it is cooled and liquefied by the water in the water storage section 72 of the confluence section 70.
  • hot water supply operation has sometimes stopped due to the generation of water vapor in the pipes, but in the fuel cell system 11 according to the present embodiment, the water vapor can be liquefied by the confluence section 70, thereby increasing the reliability of operation.
  • the supply of water to the water storage section 72 may be controlled so as to be executed when water vapor may be generated.
  • the fuel cell system 11 may further include an expansion tank 71.
  • the expansion tank 71 is a tank for absorbing expanded water, and is provided, for example, in the external water flow path 81.
  • the expansion tank 71 reduces the influence of pressure fluctuations on water hammer and hot water supply flow rate.
  • the control device 35 includes one or more processors and memory.
  • the processor may include a general-purpose processor that loads a specific program and executes a specific function, and a dedicated processor that is specialized for specific processing.
  • the dedicated processor may include an application specific integrated circuit (ASIC).
  • the processor may include a programmable logic device (PLD).
  • the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the control device 35 may be either an SoC (System-on-a-Chip) or an SiP (System In-a-Package) in which one or more processors cooperate.
  • the control device 35 includes components of the fuel cell system 11 such as the cooling/heating device 22, the three-way valve 31, the circulation pump 40, the first flow rate adjustment valve 43, the second flow rate adjustment valve 45, and the third flow rate adjustment valve 46. may be controlled.
  • the control device 35 may acquire information on the operation of the fuel cell system 11, such as the operating status of the fuel cell 16 and a request for hot water supply. Further, the control device 35 may acquire detection data from the temperature sensor 51, the temperature sensor 54, the temperature sensor 55, the temperature sensor 56, the flow rate sensor 62, and the like.
  • the control device 35 controls how water from the external water flow path 81 flows through the first heat exchange flow path 82, the bypass flow path 44, the first water flow path 83, and the second water flow path in accordance with the operation of the fuel cell 16 and the request for hot water supply.
  • the water is controlled to flow through at least one of the water channels 84. Examples of control will be described below with reference to the drawings. In Figures 4 to 8, arrows indicate the flow of water.
  • the control device 35 controls the temperature of the heated water supplied to the outside when the fuel cell 16 is in operation or stopped and there is a continuous request for hot water supply. , the cooling/heating device 22 is controlled to heat.
  • the controller 35 controls the three-way valve 31 so that water from the external water flow path 81 flows through the first heat exchange flow path 82 and is heated in the first heat exchange section 13 .
  • a predetermined temperature for example, 40° C.
  • the control device 35 causes the cooling/heating device 22 to burn to heat the water.
  • the control device 35 may adjust the intensity of heating in the cooling/heating device 22 based on the temperatures detected by the temperature sensor 54 and the temperature sensor 56, for example.
  • control device 35 controls the opening degree of the three-way valve 31.
  • the control device 35 controls water that flows through the first heat exchange channel 82 and is heated in the first heat exchange section 13 and water that flows from the bypass channel 44 through the first water channel 83 and joins at the confluence section 70. may be adjusted based on the operating state of the fuel cell 16 and the temperature detected by the temperature sensor 54, for example.
  • the control device 35 controls water to flow through the bypass flow path 44, and allows water to flow from the hot water flow path 12. is controlled so that it flows through the second water flow path 84 to the external water flow path 81.
  • the controller 35 switches the three-way valve 31 to allow water to flow into the bypass channel 44 .
  • the control device 35 controls the cooling/heating device 22 to cool.
  • the control device 35 generates wind using the blower of the cooling/heating device 22 to cool the water.
  • the control device 35 operates the circulation pump 40 to circulate water.
  • the control device 35 controls water to flow through the first water flow path 83 or the second water flow path 84 and to heat the cooling/heating device 22 in response to a request for hot water supply.
  • FIG. 6 shows a case where the fuel cell 16 stops after the state shown in FIG. 5. Since the water remaining in the first heat exchange channel 82 may be heated and vaporized, the control device 35 controls the second flow rate adjustment valve 45 to transfer the water to the water storage section 72 of the confluence section 70. Supply water.
  • FIG. 7 shows a case where the fuel cell 16 resumes operation after the state shown in FIG. 6 and there is a request for hot water supply.
  • the control device 35 controls water to flow through the first heat exchange channel 82 when the fuel cell 16 is in operation and there is a request for hot water supply. Further, the control device 35 controls water to flow through the second water flow path 84 as required for temperature adjustment. This realizes hot water supply at an appropriate temperature.
  • FIG. 8 shows a case where there is a request for hot water supply without the fuel cell 16 restarting its operation.
  • the control device 35 controls the second flow rate regulating valve 45 so that water flows through the first water flow path 83. Then, the control device 35 causes the cooling/heating device 22 to burn to heat the water.
  • the control device 35 may control the third flow rate regulating valve 46 to cause water to flow through the second water flow path 84 so that hot water is supplied at an appropriate temperature.
  • the fuel cell system 11 according to the present embodiment configured as described above, even when the water remaining in the piping becomes steam, it is liquefied and flows through the hot water supply channel 12. Therefore, the fuel cell system 11 according to the present embodiment can improve reliability without stopping the operation due to water vaporization or the like.
  • the fuel cell system 11 according to the second embodiment of the present disclosure further includes a third water flow path 85 as a plurality of flow paths through which water flows. Description of the same configuration as the fuel cell system 11 according to the first embodiment will be omitted.
  • the third water flow path 85 is located between the first water flow path 83 and the second water flow path 84 and connects the external water flow path 81 and the hot water supply flow path 12.
  • the cooling/heating device 22 is provided near the third water flow path 85 and heats or cools the water flowing through the third water flow path 85.
  • the third water flow path 85 may be provided with a fourth flow rate adjustment valve 47 that adjusts the amount of water passing through the third water flow path 85 .
  • the control device 35 controls water to flow through the bypass flow path 44 so that water from the hot water supply flow path 12 flows through the bypass flow path 44.
  • the water is controlled to flow into the external water flow path 81 through the water flow path 85 of No. 3.
  • the controller 35 switches the three-way valve 31 to allow water to flow into the bypass channel 44 .
  • the control device 35 controls the cooling/heating device 22 to cool.
  • the control device 35 generates wind using the blower of the cooling/heating device 22 to cool the water.
  • the control device 35 operates the circulation pump 40 to circulate water.
  • control device 35 controls at least one of the first water flow path 83, the second water flow path 84, and the third water flow path 85 in response to a request for hot water supply when the fuel cell 16 is stopped. Control the flow of water.
  • control device 35 controls water to flow through the first heat exchange channel 82 when the fuel cell 16 resumes operation after being stopped and there is a request for hot water supply. Further, the control device 35 controls water to flow through the third water flow path 85 as required for temperature adjustment. This realizes hot water supply at an appropriate temperature.
  • the fuel cell system 11 according to the present embodiment configured as described above, even when the water remaining in the piping becomes steam, it is liquefied and flows through the hot water supply channel 12. Therefore, the fuel cell system 11 according to the present embodiment can improve reliability without stopping the operation due to water vaporization or the like.
  • Embodiments according to the present disclosure are not limited to any of the specific configurations of the embodiments described above. Embodiments of the present disclosure may extend to any novel features or combinations thereof described in this disclosure, or to any novel method or process steps described or combinations thereof.
  • descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configurations.
  • the numbers in the configurations can be exchanged. The exchange of identifiers takes place simultaneously. Even after exchanging identifiers, the configurations are distinguished. Identifiers may be removed. Configurations with removed identifiers are distinguished by codes. The description of identifiers such as “first” and “second” in this disclosure should not be used to interpret the order of the configuration or to determine the existence of lower-numbered identifiers.
  • Fuel cell system 12 Hot water supply channel 13 First heat exchange section 14 Second heat exchange section 16 Fuel cell 22 Cooling/heating device 25 Pipeline 26 Reformer 27 Cell stack 28 Packing 29 Housing 30 Heat insulating material 31 Three-way valve 35 Control device 40 Circulation pump 43 First flow rate adjustment valve 44 Bypass channel 45 Second flow rate adjustment valve 46 Third flow rate adjustment valve 47 Fourth flow rate adjustment valve 51, 54, 55, 56 Temperature sensor 62 Flow rate sensor 70 Confluence section 71 Expansion tank 72 Water storage section 73 Water inlet 74 Water outlet 81 External water flow path 82 First heat exchange flow path 83 First water flow path 84 Second water flow path 85 Third water flow path

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Abstract

燃料電池システム（１１）は、燃料電池（１６）と、外部より供給される水が流れる外部水流路（８１）と、燃料電池の外側に近接して位置し、又は、燃料電池の内部に位置して、外部水流路からの水に燃料電池で発生する熱を回収させる第１の熱交換部（１３）と、外部に加熱された水を供給する給湯流路（１２）と、外部水流路と接続され、第１の熱交換部を通る第１の熱交換流路（８２）と、外部水流路と給湯流路とを接続する第１の水流路（８３）と、を有し、給湯流路と、第１の熱交換流路と、第１の水流路とが合流する合流部（７０）は、第１の熱交換流路の内部の水蒸気が液化されて給湯流路を流れるように構成されている。

Description

燃料電池システム 関連出願の相互参照
　本出願は、日本国特許出願２０２２－１３０７８１号（２０２２年８月１８日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本開示は、燃料電池システムに関する。
　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
　（１）本開示の一実施形態に係る燃料電池システムは、
　燃料電池と、
　外部より供給される水が流れる外部水流路と、
　前記燃料電池の外側に近接して位置し、又は、前記燃料電池の内部に位置して、前記外部水流路からの水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、
　外部に加熱された水を供給する給湯流路と、
　前記外部水流路と接続され、前記第１の熱交換部を通る第１の熱交換流路と、
　前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第１の水流路と、を有し、
　前記給湯流路と、前記第１の熱交換流路と、前記第１の水流路とが合流する合流部は、前記第１の熱交換流路の内部の水蒸気が液化されて前記給湯流路を流れるように構成されている。
　（２）本開示の一実施形態として、（１）において、
　前記合流部は、水を貯留する貯水部と、前記第１の水流路と接続される入水口と、前記給湯流路と接続される出水口と、を有し、前記第１の熱交換流路の少なくとも一部が前記貯水部の内部にあるように構成されている。
　（３）本開示の一実施形態として、（１）又は（２）において、
　前記外部水流路と前記第１の水流路とを接続するバイパス流路を有する。
　（４）本開示の一実施形態として、（１）から（３）のいずれかにおいて、
　前記外部水流路の前記第１の水流路との接続部より上流側と、前記給湯流路とを接続する第２の水流路を備える。
　（５）本開示の一実施形態として、（１）から（４）のいずれかにおいて、
　前記外部水流路において、前記燃料電池より排出される排ガスと熱交換する第２の熱交換部を有する。
　（６）本開示の一実施形態として、（１）から（５）のいずれかにおいて、
　前記給湯流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置を有する。
　（７）本開示の一実施形態として、（４）において、
　前記第１の水流路と前記第２の水流路との間にあって、前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第３の水流路と、
　前記第３の水流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置と、を有する。
　さらに、前記外部水流路において、前記燃料電池より排出される排ガスと熱交換する第２の熱交換部を有してよい。
　（８）本開示の一実施形態に係る燃料電池システムは、
　燃料電池と、
　外部より供給される水が流れる外部水流路と、
　前記燃料電池の外側に近接して位置し、又は、前記燃料電池の内部に位置して、前記外部水流路からの水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、
　外部に加熱された水を供給する給湯流路と、
　前記外部水流路と接続され、前記第１の熱交換部を通る第１の熱交換流路と、
　前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第１の水流路と、
　前記外部水流路と前記第１の水流路とを接続するバイパス流路と、
　前記外部水流路の前記第１の水流路との接続部より上流側と、前記給湯流路とを接続する第２の水流路と、
　前記第１の水流路と前記第２の水流路との間にあって、前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第３の水流路と、
　制御装置と、を有し、
　前記給湯流路と、前記第１の熱交換流路と、前記第１の水流路とが合流する合流部は、前記第１の熱交換流路の内部の水蒸気が液化されて前記給湯流路を流れるように構成されており、
　前記制御装置は、前記燃料電池の運転と、給湯の要求に応じて、前記外部水流路からの水が前記第１の熱交換流路、前記バイパス流路、前記第１の水流路、前記第２の水流路及び前記第３の水流路のうち少なくとも１つを流れるように制御する。
　（９）本開示の一実施形態として、（８）において、
　前記制御装置は、前記燃料電池の停止時に、給湯の要求に応じて、前記第１の水流路、前記第２の水流路及び前記第３の水流路のうち少なくとも１つを水が流れるように制御する。
　（１０）本開示の一実施形態として、（８）又は（９）において、
　前記給湯流路を流れる水又は前記第３の水流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置を有し、
　前記制御装置は、前記燃料電池の運転時又は停止時であって、給湯の要求が連続してある場合に、外部に供給される加熱された水の温度に応じて、前記冷却加熱装置が加熱するように制御する。
　（１１）本開示の一実施形態として、（８）から（１０）のいずれかにおいて、
　前記給湯流路を流れる水又は前記第３の水流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置を有し、
　前記制御装置は、前記燃料電池の運転時であって、給湯の要求がない場合に、前記バイパス流路を水が流れるように制御し、前記給湯流路からの水が前記第２の水流路又は前記第３の水流路を通って前記外部水流路に流れるように制御し、前記冷却加熱装置が冷却するように制御する。
　（１２）本開示の一実施形態として、（８）から（１１）のいずれかにおいて、
　前記制御装置は、前記燃料電池の運転時であって、給湯の要求がある場合に、前記第１の熱交換流路を水が流れるように制御し、必要に応じて前記第２の水流路又は前記第３の水流路を水が流れるように制御する。
図１は、本開示の一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図である。 図２は、燃料電池の内部構成を概略的に示す構造図である。 図３は、合流部の構成を概略的に示す図である。 図４は、制御装置が実行する制御を説明するための図である。 図５は、制御装置が実行する制御を説明するための図である。 図６は、制御装置が実行する制御を説明するための図である。 図７は、制御装置が実行する制御を説明するための図である。 図８は、制御装置が実行する制御を説明するための図である。 図９は、本開示の一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図である。
　以下、図面を参照して本開示の実施形態に係る燃料電池システムが説明される。各図中、同一又は相当する部分には、同一符号が付されている。以下の実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。また、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。
（第１の実施形態）
　図１に示すように、本開示の一実施形態に係る燃料電池システム１１は、水が流れる複数の流路と、熱交換部と、燃料電池１６と、冷却加熱装置２２と、制御装置３５と、を有する。燃料電池システム１１は、例えば家庭に設けられる。
　燃料電池１６は、改質器及びセルスタックを有してよい。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であってよい。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。燃料電池１６は、発電のための稼働中に熱を発する。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。発電のための稼働中に発した熱及び燃焼熱は、燃料電池１６で発生する熱として、熱媒を用いて回収される。ここで、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、燃料電池１６の改質器等の構成は適宜変更されてよい。
　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２の熱交換部１４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。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。
　本実施形態に係る燃料電池システム１１は、水が流れる複数の流路として、外部水流路８１と、給湯流路１２と、第１の熱交換流路８２と、第１の水流路８３と、バイパス流路４４と、第２の水流路８４と、を有する。
　外部水流路８１は、燃料電池システム１１の外部より供給される水が流れる流路である。外部水流路８１において、入水した水の温度を測定する温度センサ５５が設けられてよい。また、外部水流路８１への入水量を測定する流量センサ６２が設けられてよい。外部水流路８１には、水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。また、外部水流路８１において、後述する第２の熱交換部１４を通った後の水の温度を測定する温度センサ５１が設けられてよい。
　給湯流路１２は、外部に加熱された水（お湯）を供給する流路である。給湯流路１２の出口における水の温度を測定する温度センサ５６が設けられてよい。また、冷却加熱装置２２の位置より上流側で水の温度を測定する温度センサ５４が設けられてよい。
　第１の熱交換流路８２は、外部水流路８１と接続され、後述する第１の熱交換部１３を通る流路である。
　第１の水流路８３は、外部水流路８１と給湯流路１２とを接続する流路である。第１の水流路８３には、外部水流路８１からの水の供給量を調整する第２の流量調整弁４５が設けられてよい。
　バイパス流路４４は、外部水流路８１と第１の水流路８３とを接続する流路である。バイパス流路４４と第１の熱交換流路８２は、三方弁３１によって外部水流路８１と接続されてよい。
　第２の水流路８４は、外部水流路８１の第１の水流路８３との接続部より上流側と、給湯流路１２とを接続する流路である。より具体的には、第２の水流路８４は、給湯流路１２における冷却加熱装置２２の下流側に接続されてよい。第２の水流路８４は、第２の水流路８４を通る水量を調整する第３の流量調整弁４６が設けられてよい。
　燃料電池システム１１において、給湯流路１２からの水が第２の水流路８４を通って外部水流路８１に入って循環することがある。外部水流路８１に、水を循環させるように昇圧する循環ポンプ４０が設けられてよい。
　本実施形態に係る燃料電池システム１１は、熱交換部として、第１の熱交換部１３と、第２の熱交換部１４と、を有する。
　第１の熱交換部１３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又は燃料電池１６の内部（筐体２９の内部）に位置してよい。燃料電池１６がＰＥＦＣの場合に、第１の熱交換部１３は、燃料電池１６を構成する改質器に近接して位置してよい。第１の熱交換部１３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１３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。このような構成において、第１の熱交換部１３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１３は、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。燃料電池１６は、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よい。
　第１の熱交換部１３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。別の例として、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１３は、外部水流路８１からの水に燃料電池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１３は、熱媒（水）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。
　第２の熱交換部１４は、外部水流路８１において、燃料電池１６より排出される排ガスと熱交換する。つまり、第２の熱交換部１４は、排ガスが有する熱で外部水流路８１の外面を加熱して、熱媒（水）が外部水流路８１を流動する際に、外面の熱を熱媒に伝熱させる。
　冷却加熱装置２２は、給湯流路１２の近傍に設けられ、給湯流路１２を流れる水を加熱又は冷却する。冷却加熱装置２２はバーナである。別の例として、冷却加熱装置２２は電気ヒータ等であってよい。冷却加熱装置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してよい。冷却加熱装置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。冷却加熱装置２２の燃焼により水が加熱される。また、冷却加熱装置２２はブロアによって風を発生させて水を冷却することができる。
　合流部７０は、給湯流路１２と、第１の熱交換流路８２と、第１の水流路８３とが合流する部分である。合流部７０は、第１の熱交換流路８２の内部の水蒸気が液化されて給湯流路１２を流れるように構成されている。合流部７０は、蒸気トラップとして機能する。本実施形態において、合流部７０は図３のように構成される。合流部７０は、水を貯留する貯水部７２と、第１の水流路８３と接続される入水口７３と、給湯流路１２と接続される出水口７４と、を有する。第１の熱交換流路８２の少なくとも一部が貯水部７２の内部にあるように構成されている。燃料電池１６の熱によって第１の熱交換流路８２に残存する水が加熱されて水蒸気化することがあり得るが、合流部７０の貯水部７２の水によって冷やされて液化される。従来、管内で水蒸気が生じて給湯動作が停止することがあったが、本実施形態に係る燃料電池システム１１は、合流部７０によって水蒸気を液化し、動作の信頼性を高めることができる。ここで、貯水部７２への水の供給は、水蒸気が発生し得る場合に実行されるように制御されてよい。
　燃料電池システム１１は膨張タンク７１をさらに有してよい。膨張タンク７１は、膨張水を吸収するためのタンクであって、例えば外部水流路８１に設けられる。膨張タンク７１は、圧力変動によるウォーターハンマー及び給湯流量への影響を低減する。
　制御装置３５は、１以上のプロセッサ及びメモリを含む。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及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）及びＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎ　ａ　Ｐａｃｋａｇｅ）のいずれかであってよい。制御装置３５は、冷却加熱装置２２、三方弁３１、循環ポンプ４０、第１の流量調整弁４３、第２の流量調整弁４５、第３の流量調整弁４６等の燃料電池システム１１の構成要素を制御してよい。制御装置３５は、燃料電池１６の運転状況、給湯の要求といった燃料電池システム１１の動作の情報を取得してよい。また、制御装置３５は、温度センサ５１、温度センサ５４、温度センサ５５、温度センサ５６、流量センサ６２等の検出データを取得してよい。
　制御装置３５は、燃料電池１６の運転と、給湯の要求に応じて、外部水流路８１からの水が第１の熱交換流路８２、バイパス流路４４、第１の水流路８３、第２の水流路８４のうち少なくとも１つを流れるように制御する。以下、図面を参照しながら、制御の例が説明される。図４から図８において、矢印は水の流れを示す。
　図４に示すように、制御装置３５は、燃料電池１６の運転時又は停止時であって、給湯の要求が連続してある場合に、外部に供給される加熱された水の温度に応じて、冷却加熱装置２２が加熱するように制御する。制御装置３５は、三方弁３１を制御して、外部水流路８１からの水が第１の熱交換流路８２を流れて、第１の熱交換部１３で熱せられるようにする。制御装置３５は、例えば温度センサ５６で検出される温度が所定温度（例えば４０℃）より低い場合に、冷却加熱装置２２を燃焼させて水を加熱する。制御装置３５は、例えば温度センサ５４及び温度センサ５６で検出される温度に基づいて、冷却加熱装置２２における加熱の強さを調整してよい。また、制御装置３５は、三方弁３１の開度を制御する。制御装置３５は、第１の熱交換流路８２を流れて第１の熱交換部１３で熱せられる水と、バイパス流路４４から第１の水流路８３を流れ、合流部７０で合流する水の量を、例えば燃料電池１６の運転状態と温度センサ５４で検出される温度に基づいて調整してよい。
　図５に示すように、制御装置３５は、燃料電池１６の運転時であって、給湯の要求がない場合に、バイパス流路４４を水が流れるように制御し、給湯流路１２からの水が第２の水流路８４を通って外部水流路８１に流れるように制御する。制御装置３５は、三方弁３１を切り替えて、水がバイパス流路４４に流れるようにする。また、制御装置３５は、冷却加熱装置２２が冷却するように制御する。制御装置３５は、冷却加熱装置２２のブロアによって風を発生させて水を冷却する。制御装置３５は、循環ポンプ４０を動作させて水を循環させる。
　制御装置３５は、燃料電池１６の停止時に、給湯の要求に応じて、第１の水流路８３又は第２の水流路８４を水が流れて、冷却加熱装置２２が加熱するように制御する。図６は、図５の状態の後に、燃料電池１６が停止した場合を示す。第１の熱交換流路８２に残存する水が加熱されて水蒸気化することがあり得るため、制御装置３５は、第２の流量調整弁４５を制御して、合流部７０の貯水部７２へ水を供給する。
　図７は、図６の状態の後に、燃料電池１６が運転を再開し、給湯の要求がある場合を示す。制御装置３５は、燃料電池１６の運転時であって、給湯の要求がある場合に、第１の熱交換流路８２を水が流れるように制御する。また、制御装置３５は、温度調整の必要に応じて、第２の水流路８４を水が流れるように制御する。このことによって、適切な温度での給湯が実現される。
　ここで、図８は、燃料電池１６が運転を再開せずに、給湯の要求がある場合を示す。制御装置３５は、燃料電池１６の停止時であって、給湯の要求がある場合に、第２の流量調整弁４５を制御して、第１の水流路８３を水が流れるようにする。そして、制御装置３５は、冷却加熱装置２２を燃焼させて水を加熱する。制御装置３５は、適切な温度での給湯が実現されるように、第３の流量調整弁４６を制御して、第２の水流路８４を水が流れるようにしてよい。
　以上のような構成の本実施形態に係る燃料電池システム１１は、配管に残存する水が水蒸気化した場合でも液化されて給湯流路１２を流れる。そのため、本実施形態に係る燃料電池システム１１は、水蒸気化などによって動作を停止させることなく、信頼性を高めることができる。
（第２の実施形態）
　図９に示すように、本開示の第２の実施形態に係る燃料電池システム１１は、水が流れる複数の流路として、さらに第３の水流路８５を有する。第１の実施形態に係る燃料電池システム１１と同じ構成については、説明を省略する。
　第３の水流路８５は、第１の水流路８３と第２の水流路８４との間にあって、外部水流路８１と給湯流路１２とを接続する。本実施形態において、冷却加熱装置２２は、第３の水流路８５の近傍に設けられ、第３の水流路８５を流れる水を加熱又は冷却する。第３の水流路８５には、第３の水流路８５を通る水量を調整する第４の流量調整弁４７が設けられてよい。
　本実施形態において、制御装置３５は、燃料電池１６の運転時であって、給湯の要求がない場合に、バイパス流路４４を水が流れるように制御し、給湯流路１２からの水が第３の水流路８５を通って外部水流路８１に流れるように制御する。制御装置３５は、三方弁３１を切り替えて、水がバイパス流路４４に流れるようにする。また、制御装置３５は、冷却加熱装置２２が冷却するように制御する。制御装置３５は、冷却加熱装置２２のブロアによって風を発生させて水を冷却する。制御装置３５は、循環ポンプ４０を動作させて水を循環させる。
　本実施形態において、制御装置３５は、燃料電池１６の停止時に、給湯の要求に応じて、第１の水流路８３、第２の水流路８４及び第３の水流路８５のうち少なくとも１つを水が流れるように制御する。
　本実施形態において、制御装置３５は、燃料電池１６が停止後に運転を再開し、給湯の要求がある場合に、第１の熱交換流路８２を水が流れるように制御する。また、制御装置３５は、温度調整の必要に応じて、第３の水流路８５を水が流れるように制御する。このことによって、適切な温度での給湯が実現される。
　以上のような構成の本実施形態に係る燃料電池システム１１は、配管に残存する水が水蒸気化した場合でも液化されて給湯流路１２を流れる。そのため、本実施形態に係る燃料電池システム１１は、水蒸気化などによって動作を停止させることなく、信頼性を高めることができる。
　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。
　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。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。
　１１　燃料電池システム
　１２　給湯流路
　１３　第１の熱交換部
　１４　第２の熱交換部
　１６　燃料電池
　２２　冷却加熱装置
　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　三方弁
　３５　制御装置
　４０　循環ポンプ
　４３　第１の流量調整弁
　４４　バイパス流路
　４５　第２の流量調整弁
　４６　第３の流量調整弁
　４７　第４の流量調整弁
　５１，５４，５５，５６　温度センサ
　６２　流量センサ
　７０　合流部
　７１　膨張タンク
　７２　貯水部
　７３　入水口
　７４　出水口
　８１　外部水流路
　８２　第１の熱交換流路
　８３　第１の水流路
　８４　第２の水流路
　８５　第３の水流路

Claims (12)

  1. 　燃料電池と、
    　外部より供給される水が流れる外部水流路と、
    　前記燃料電池の外側に近接して位置し、又は、前記燃料電池の内部に位置して、前記外部水流路からの水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、
    　外部に加熱された水を供給する給湯流路と、
    　前記外部水流路と接続され、前記第１の熱交換部を通る第１の熱交換流路と、
    　前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第１の水流路と、を有し、
    　前記給湯流路と、前記第１の熱交換流路と、前記第１の水流路とが合流する合流部は、前記第１の熱交換流路の内部の水蒸気が液化されて前記給湯流路を流れるように構成されている、燃料電池システム。
  2. 　前記合流部は、水を貯留する貯水部と、前記第１の水流路と接続される入水口と、前記給湯流路と接続される出水口と、を有し、前記第１の熱交換流路の少なくとも一部が前記貯水部の内部にあるように構成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 　前記外部水流路と前記第１の水流路とを接続するバイパス流路を有する、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
  4. 　前記外部水流路の前記第１の水流路との接続部より上流側と、前記給湯流路とを接続する第２の水流路を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  5. 　前記外部水流路において、前記燃料電池より排出される排ガスと熱交換する第２の熱交換部を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  6. 　前記給湯流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  7. 　前記第１の水流路と前記第２の水流路との間にあって、前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第３の水流路と、
    　前記第３の水流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置と、を有する、請求項４に記載の燃料電池システム。
  8. 　燃料電池と、
    　外部より供給される水が流れる外部水流路と、
    　前記燃料電池の外側に近接して位置し、又は、前記燃料電池の内部に位置して、前記外部水流路からの水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、
    　外部に加熱された水を供給する給湯流路と、
    　前記外部水流路と接続され、前記第１の熱交換部を通る第１の熱交換流路と、
    　前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第１の水流路と、
    　前記外部水流路と前記第１の水流路とを接続するバイパス流路と、
    　前記外部水流路の前記第１の水流路との接続部より上流側と、前記給湯流路とを接続する第２の水流路と、
    　前記第１の水流路と前記第２の水流路との間にあって、前記外部水流路と前記給湯流路とを接続する第３の水流路と、
    　制御装置と、を有し、
    　前記給湯流路と、前記第１の熱交換流路と、前記第１の水流路とが合流する合流部は、前記第１の熱交換流路の内部の水蒸気が液化されて前記給湯流路を流れるように構成されており、
    　前記制御装置は、前記燃料電池の運転と、給湯の要求に応じて、前記外部水流路からの水が前記第１の熱交換流路、前記バイパス流路、前記第１の水流路、前記第２の水流路及び前記第３の水流路のうち少なくとも１つを流れるように制御する、燃料電池システム。
  9. 　前記制御装置は、前記燃料電池の停止時に、給湯の要求に応じて、前記第１の水流路、前記第２の水流路及び前記第３の水流路のうち少なくとも１つを水が流れるように制御する、請求項８に記載の燃料電池システム。
  10. 　前記給湯流路を流れる水又は前記第３の水流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置を有し、
    　前記制御装置は、前記燃料電池の運転時又は停止時であって、給湯の要求が連続してある場合に、外部に供給される加熱された水の温度に応じて、前記冷却加熱装置が加熱するように制御する、請求項８又は９に記載の燃料電池システム。
  11. 　前記給湯流路を流れる水又は前記第３の水流路を流れる水を加熱又は冷却する冷却加熱装置を有し、
    　前記制御装置は、前記燃料電池の運転時であって、給湯の要求がない場合に、前記バイパス流路を水が流れるように制御し、前記給湯流路からの水が前記第２の水流路又は前記第３の水流路を通って前記外部水流路に流れるように制御し、前記冷却加熱装置が冷却するように制御する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  12. 　前記制御装置は、前記燃料電池の運転時であって、給湯の要求がある場合に、前記第１の熱交換流路を水が流れるように制御し、必要に応じて前記第２の水流路又は前記第３の水流路を水が流れるように制御する、請求項８から１１のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
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