燃料电池的发电及废热供暖系统技术方案

本发明专利技术的燃料电池发电及废热供暖系统具有：燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使燃料电池和内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置。控制装置判定燃料电池起动时检测出的热利用部分的残存热量，是否超过作为使燃料电池外温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量；根据该判定结果，决定通过热交换将热利用部分的残存热量传递给内部热输送媒体，使燃料电池升温的第一升温动作；和利用内部热输送媒体加热器，加热内部热输送媒体，使燃料电池升温的第二升温动作的分配；利用该第一升温动作或该第二升温动作，使燃料电池升温至运转温度。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的发电及废热供暖系统
本专利技术涉及燃料电池的发电及废热供暖系统。
技术介绍
现有的燃料电池发电及废热供暖系统如下所示(参照专利文献1)。图16是表示现有的燃料电池发电及废热供暖系统结构的方框图。在图16中，该燃料发电及废热供暖系统具有：利用燃料气体和氧化剂气体进行发电的燃料电池1；将原料燃料变成改质水蒸气和一氧化碳，产生燃料气体的燃料处理装置2；对供给至燃料电池1的燃料气体进行加湿的燃料侧加湿器5；将氧化剂的空气供给至燃料电池1的空气供给装置6；和对供给空气进行加湿的氧化侧加湿器7。另外，该燃料电池发电及废热供暖系统还具有将不冻液等送至燃料电池1，进行燃料电池1的温度调整的冷却管路8；使冷却水循环的泵9；和使燃料电池1产生的热与外部热输送媒体(自来水等)进行热交换的热交换器12。这样，将热交换后的外部热输送媒体进行的燃料电池的废热，贮藏在回收的贮热水箱等热利用装置16中，而且利用废热输送控制装置17将燃料电池起动时，向着与废热回收时相反的方向输送外部热输送媒体，将热利用装置16所回收的废热，通过热交换装置12，废热输送至燃料电池1。专利文献1：特开2002～042841号公报(第3～6页，第一图)。然而，如上述现有的燃料电池发电及废热供暖系统那样，作为用于起动时给燃料电池1加温的热，使用贮存在热利用装置中的热水的方法，在缩短起动时间及能量利用效率这点上最为适合。但是，由于利用者通常是与热利用装置的残余热水量没有关系地利用供给的热水，这样，在热利用装置中的残余热水量少的情况下，通过供给热水的利用，在热利用装置中没有残余热水，出现所谓热水中断。特别在热利用装置中热水中断的情况下，为了确保供给热水在-->内部没有安装后备的供给热水装置等的热利用装置中，当热水中断时，不能利用供给的热水，非常不方便。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的是要提供一种可防止热水中断，并可提高便利性的燃料电池发电及废热供暖系统。解决问题所用的方法为了解决上述问题，本专利技术的燃料发电及废热供暖系统，它具有：燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使上述燃料电池和上述内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热上述内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过上述热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使上述冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测上述热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置，上述控制装置判定上述燃料电池起动时，上述检测出的上述热利用部分的残存热量，是否为作为使上述燃料电池升温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量以上，根据该判定结果，决定通过热交换将上述热利用部分的残存热量传递给上述内部热输送媒体，使上述燃料电池升温的第一升温动作，和利用上述内部热输送媒体加热器，加热上述内部热输送媒体，使上述燃料电池升温的第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或该第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述控制装置，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述燃料电池发电及废热供暖系统具有检测贮存在上述热利用部分中的外部热输送媒体的温度的装置；上述控制装置，在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，判定上述检测出的外部热输送媒体的温度是否在上述运转温-->度以上，根据该判别定结果，决定上述第一升温动作和上述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述控制装置，在上述外部热输送媒体的温度在上述运转温度以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述外部热输送媒体的温度不足上述运转温度的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述的燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测上述燃料电池的外部气温的装置；上述控制装置，在上述外部热输送媒体的温度在上述运转温度的以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述外部热输送媒体的温度不足上述运转温度的情况下，判定上述外部热输送媒体的温度是否在上述检测出的外部的气温以上，根据该判定结果，决定上述第一升温动作和上述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述控制装置，在上述外部热输送媒体的温度在上述检测出的外部气温以上的情况下，将上述第一升温动作和上述第二升温动作组合，使上述燃料电池升温达到上述运转温度，而在上述外部热输送媒体的温度不足上述检测出的外部气温的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述阈值热量由上述燃料电池升温热量和规定的热量构成，上述控制装置，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，以上述第一升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，以上述第二升温动作为主，使上述燃料电池升温至上述运转温度。上述规定的热量是在从上述燃料电池起动时的该起动时刻经过规定时间的起动时间带中，假定为利用者利用的起动时间带的利用热量。上述的燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测贮存在上述热利用部分中的外部热输送媒体所利用的利用热量的装置；取得时刻的装置；和具有与上述取得的时刻一起，存储上述检测出的利用热量的存储装置，上述控制装置根据与上述时刻一起存储的上述利用热量，算-->出上述起动时间带的利用热量。上述控制装置取得经过规定期间的平均值，算出上述起动时间带的利用热量。上述规定的热量由固定量和修正量组成，上述控制装置根据上述算出的起动时间带的利用热量，改变上述修正量。上述燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测上述燃料电池的外部气温的装置，上述控制装置根据上述检测出的外部气温，改变上述规定的热量。上述燃料电池发电及废热供暖系统，具有检测上述利用的外部热输送媒体的温度的装置，上述控制装置根据上述检测出的被利用的外部热输送媒体的温度在规定值以下的频度，改变上述规定的热量。上述外部热输送媒体为水，并且上述热利用部分为贮热水槽。上述贮热水槽为层叠沸腾类型的结构。上述控制装置，在上述残存热量在上述阈值热量以上的情况下，只利用上述第一升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度，而在上述残存热量不足上述阈值热量的情况下，只利用上述第二升温动作，使上述燃料电池升温至上述运转温度。附图说明图1为表示本专利技术的实施例1的燃料电池发电及废热供暖系统的结构的方框图；图2为表示图1的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；图3为表示实施例1的变形例1的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；图4为表示实施例1的变形例2的燃料电池发电及废热供暖系统的升温装置选择动作的流程图；图5为表示一天中残存热量随时间变化的图形；图6为表示一天中利用者利用的热量随时间变化的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池发电及废热供暖系统，它具有：　　　　燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使所述燃料电池和所述内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热所述内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过所述热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使所述冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测所述热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置，　　　　所述控制装置判定所述燃料电池起动时，所述检测出的所述热利用部分的残存热量，是否为作为使所述燃料电池升温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量以上，根据该判定结果，决定通过热交换将所述热利用部分的残存热量传递给所述内部热输送媒体，使所述燃料电池升温的第一升温动作，和利用所述内部热输送媒体加热器，加热所述内部热输送媒体，使所述燃料电池升温的第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及／或该第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。

【技术特征摘要】
JP 2003-7-23 2003-2780661.一种燃料电池发电及废热供暖系统，它具有：燃料电池；使内部热输送媒体循环从而使所述燃料电池和所述内部热输送媒体进行热交换的冷却系统；加热所述内部热输送媒体的内部热输送媒体加热器；利用者可利用地贮存外部热输送媒体的热利用部分；通过所述热利用部分使该外部热输送媒体循环，从而使所述冷却系统的内部热输送媒体与外部热输送媒体热交换的废热利用系统；检测所述热利用部分的残存热量的残存热量检测装置；以及控制装置，所述控制装置判定所述燃料电池起动时，所述检测出的所述热利用部分的残存热量，是否为作为使所述燃料电池升温至运转温度所必要的热量的燃料电池升温热量以上的某个阈值热量以上，根据该判定结果，决定通过热交换将所述热利用部分的残存热量传递给所述内部热输送媒体，使所述燃料电池升温的第一升温动作，和利用所述内部热输送媒体加热器，加热所述内部热输送媒体，使所述燃料电池升温的第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或该第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。2.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，所述控制装置，在所述残存热量在所述阈值热量以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述残存热量不足所述阈值热量的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度。3.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，具有检测贮存在所述热利用部分中的外部热输送媒体的温度的装置；所述控制装置，在所述残存热量不足所述阈值热量的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，在所述残存热量在所述阈值热量以上的情况下，判定所述检测出的外部热输送媒体的温度是否在所述运转温度以上，根据该判别定结果，决定-->所述第一升温动作和所述第二升温动作的分配，利用该第一升温动作及/或者该第二升温动作，使所述燃料电池升温至所述运转温度。4.如权利要求3所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，所述控制装置，在所述外部热输送媒体的温度在所述运转温度以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述外部热输送媒体的温度不足所述运转温度的情况下，以所述第二升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度。5.如权利要求1所述的燃料电池发电及废热供暖系统，其特征为，具有检测所述燃料电池的外部气温的装置；所述控制装置，在所述外部热输送媒体的温度在所述运转温度的以上的情况下，以所述第一升温动作为主，使所述燃料电池升温至所述运转温度，而在所述外部热输送媒体的温度不足所述运转温度的情况下，判定所述外部热输送媒体的温度是否在所述检测出的外部的气温以上，根据该判定结果，决定所述第一升温动作和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫内伸二，上田哲也，山本义明，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]