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JP2017150738A - Cogeneration system - Google Patents

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JP2017150738A
JP2017150738A JP2016033485A JP2016033485A JP2017150738A JP 2017150738 A JP2017150738 A JP 2017150738A JP 2016033485 A JP2016033485 A JP 2016033485A JP 2016033485 A JP2016033485 A JP 2016033485A JP 2017150738 A JP2017150738 A JP 2017150738A
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hot water
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cooling fan
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拓哉 安岐
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拓哉 安岐
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

【課題】コジェネレーションシステムにおいて、冷却ファンにより冷却されるラジエータの内部を流れる湯水の凍結を抑制するとともに、冷却ファンのオンとオフとの切替回数を比較的少なくすることを目的とする。【解決手段】燃料電池システム1は、貯湯槽21に貯湯された湯水が循環する湯水循環路22におけるラジエータ22bと熱交換器12との間に設けられ、湯水の温度を検出する第一温度センサ22cと、ラジエータ22bの内部を流れる湯水を冷却する冷却ファン22b1と、第一温度センサ22cの第一検出温度に基づいて冷却ファン22b1のオンオフ制御を少なくとも実行する制御装置15とを備え、オンである冷却ファン22b1がオフに切り替えられるオフ切替温度Toffは、湯水が凍結する温度より高い温度に設定され、オフである冷却ファン22b1がオンに切り替えられるオン切替温度Tonは、オフ切替温度Toffより高い温度に設定されている。【選択図】 図1An object of the present invention is to suppress freezing of hot water flowing inside a radiator cooled by a cooling fan in a cogeneration system and to relatively reduce the number of times the cooling fan is switched on and off. A fuel cell system (1) is provided between a radiator (22b) and a heat exchanger (12) in a hot water circulation path (22) through which hot water stored in a hot water tank (21) circulates, and a first temperature sensor for detecting the temperature of the hot water. 22c, a cooling fan 22b1 that cools the hot water flowing inside the radiator 22b, and a controller 15 that performs at least on / off control of the cooling fan 22b1 based on the first detected temperature of the first temperature sensor 22c. The off-switching temperature Toff at which a certain cooling fan 22b1 is switched off is set to a temperature higher than the temperature at which the hot water is frozen, and the on-switching temperature Ton at which the cooling fan 22b1 that is off is switched on is higher than the off-switching temperature Toff. The temperature is set. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、コジェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a cogeneration system.

コジェネレーションシステムの一形式として、特許文献1および特許文献2に示されているものが知られている。特許文献1および特許文献2のコジェネレーションシステムは、燃料電池を含んで構成される燃料電池モジュール、湯水を溜める貯湯槽、貯湯槽に貯湯された湯水が循環する循環路、循環路に設けられ燃料電池モジュールからの排熱と貯湯槽からの湯水とが熱交換する熱交換器、貯湯槽から熱交換器に導入される湯水が流れるラジエータ、および、オンである場合、ラジエータを外気によって冷却する冷却ファンを備えている。   As one type of cogeneration system, those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known. The cogeneration systems of Patent Document 1 and Patent Document 2 include a fuel cell module including a fuel cell, a hot water tank for storing hot water, a circulation path for circulating hot water stored in the hot water tank, and a fuel provided in the circulation path. A heat exchanger that exchanges heat between the exhaust heat from the battery module and hot water from the hot water storage tank, a radiator through which hot water introduced from the hot water storage tank into the heat exchanger flows, and cooling that cools the radiator by outside air when it is on Has a fan.

特開2014−229402号公報JP 2014-229402 A 特許第5611712号公報Japanese Patent No. 5611712

上述した特許文献1および特許文献2のコジェネレーションシステムにおいては、例えば寒冷時に外気の温度が比較的低い場合、冷却ファンにより冷却されるラジエータを流れる湯水の凍結が考えられる。また、冷却ファンの耐久性の観点から冷却ファンのオンとオフとの切替回数を少なくしたいとの要請がある。
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、コジェネレーションシステムにおいて、冷却ファンにより冷却されるラジエータの内部を流れる湯水の凍結を抑制するとともに、冷却ファンのオンとオフとの切替回数を比較的少なくすることを目的とする。
In the cogeneration systems of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, freezing of hot water flowing through a radiator cooled by a cooling fan is conceivable, for example, when the temperature of outside air is relatively low during cold weather. In addition, there is a demand to reduce the number of times the cooling fan is switched on and off from the viewpoint of durability of the cooling fan.
The present invention has been made to solve the above-described problems. In a cogeneration system, the present invention suppresses freezing of hot water flowing inside a radiator cooled by a cooling fan, and switches the cooling fan on and off. The purpose is to reduce the number of times relatively.

上記の課題を解決するため、請求項1に係るコジェネレーションシステムは、熱を発生する熱源部を備えた熱源装置と、湯水を貯湯する貯湯槽と、貯湯槽に貯湯された湯水が循環する湯水循環路と、湯水循環路に設けられ、湯水を循環させる循環ポンプと、湯水循環路に設けられ、内部に湯水が流れるラジエータと、ラジエータに設けられ、オンである場合、ラジエータの内部を流れる湯水を外気によって冷却する冷却ファンと、湯水循環路に設けられ、ラジエータからの湯水を熱源装置からの排熱を用いて加熱する加熱装置と、湯水循環路におけるラジエータと加熱装置との間に設けられ、湯水の温度を検出する温度センサと、温度センサによって検出される検出温度に基づいて冷却ファンのオンとオフとを切り替えるオンオフ制御を少なくとも実行する制御装置と、を備えたコジェネレーションシステムであって、オンである冷却ファンがオフに切り替えられる検出温度であるオフ切替温度は、湯水が凍結する温度より高い温度に設定され、オフである冷却ファンがオンに切り替えられる検出温度であるオン切替温度は、オフ切替温度より高い温度に設定されている。   In order to solve the above-mentioned problems, a cogeneration system according to claim 1 includes a heat source device including a heat source unit that generates heat, a hot water storage tank for storing hot water, and hot water in which hot water stored in the hot water tank circulates. A circulation path, a circulation pump that is provided in the hot water circulation path, circulates hot water, a radiator that is provided in the hot water circulation path, and in which the hot water flows inside, and the hot water that is provided in the radiator and flows inside the radiator when it is on. A cooling fan that cools the air by outside air, a heating device that is provided in the hot water circulation path and that heats hot water from the radiator using exhaust heat from the heat source device, and a radiator and a heating device that are provided in the hot water circulation path. There are few temperature sensors that detect the temperature of hot water and on / off control that switches the cooling fan on and off based on the detected temperature detected by the temperature sensor. A cogeneration system having a control device that executes both, and an off-switching temperature that is a detected temperature at which a cooling fan that is on is switched off is set to a temperature that is higher than a temperature at which hot and cold water is frozen. An on-switching temperature, which is a detected temperature at which a certain cooling fan is switched on, is set to a temperature higher than the off-switching temperature.

これによれば、オンである冷却ファンがオフに切替えられる温度センサの検出温度であるオフ切替温度が、湯水が凍結する温度より高い温度に設定されているため、湯水の凍結を抑制することができる。また、オフである冷却ファンがオンに切替えられる温度センサの検出温度であるオン切替温度が、オフ切替温度より高い温度に設定されている。すなわち、ヒステリシスが設けられている。よって、オン切替温度とオフ切替温度とが同じ温度である場合に比べて、冷却ファンのオンとオフとの切替回数を少なくすることができる。   According to this, since the off-switching temperature, which is the detected temperature of the temperature sensor at which the cooling fan that is on, is switched off, is set to a temperature that is higher than the temperature at which the hot water is frozen, it is possible to suppress freezing of the hot water. it can. Further, the on-switching temperature, which is the detected temperature of the temperature sensor at which the cooling fan that is off, is switched on is set to a temperature higher than the off-switching temperature. That is, hysteresis is provided. Therefore, the number of times the cooling fan is switched on and off can be reduced as compared with the case where the on-switching temperature and the off-switching temperature are the same temperature.

本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態の概要を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline | summary of one Embodiment of the cogeneration system by this invention. 図1に示すコジェネレーションシステムのブロック図である。It is a block diagram of the cogeneration system shown in FIG. 図1に示す冷却ファンの作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation of the cooling fan shown in FIG. 図2に示す制御装置が実行するフローチャートである。It is a flowchart which the control apparatus shown in FIG. 2 performs.

以下、本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態について説明する。本実施形態のコジェネレーションシステムは、燃料電池システムである。燃料電池システム1は、図1に示すように、発電ユニット10および貯湯槽21を備えている。発電ユニット10は、筐体10a、燃料電池モジュール11(30)、熱交換器12、電力変換装置13、水タンク14、および制御装置15を備えている。   Hereinafter, an embodiment of a cogeneration system according to the present invention will be described. The cogeneration system of this embodiment is a fuel cell system. The fuel cell system 1 includes a power generation unit 10 and a hot water tank 21 as shown in FIG. The power generation unit 10 includes a housing 10a, a fuel cell module 11 (30), a heat exchanger 12, a power conversion device 13, a water tank 14, and a control device 15.

燃料電池モジュール30(本発明の熱源装置に相当)は、ケーシング31、蒸発部32、改質部33および燃料電池34を備えている。ケーシング31は、断熱性材料で箱状に形成されている。
燃料電池モジュール30は、蒸発部32に、一端が供給源Gsに接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管11aの他端が接続されている。供給源Gsは、例えば都市ガスのガス供給管、LPガスのガスボンベである。改質用原料供給管11aは、原料ポンプ11a1が設けられている。原料ポンプ11a1は、改質用原料を送るポンプである。また、蒸発部32には、一端(下端)が水タンク14に接続されて改質水が供給される水供給管11bの他端が接続されている。水供給管11bは、改質水を送る改質水ポンプ11b1が設けられている。
The fuel cell module 30 (corresponding to the heat source device of the present invention) includes a casing 31, an evaporation unit 32, a reforming unit 33, and a fuel cell 34. The casing 31 is formed in a box shape with a heat insulating material.
The fuel cell module 30 is connected to the evaporating unit 32 at the other end of a reforming material supply pipe 11a to which one end is connected to a supply source Gs and a reforming material is supplied. The supply source Gs is, for example, a gas supply pipe for city gas or a gas cylinder for LP gas. The reforming material supply pipe 11a is provided with a material pump 11a1. The raw material pump 11a1 is a pump that sends the raw material for reforming. Further, one end (lower end) is connected to the water tank 14 and the other end of the water supply pipe 11b to which the reforming water is supplied is connected to the evaporation unit 32. The water supply pipe 11b is provided with a reforming water pump 11b1 for feeding reforming water.

また、燃料電池モジュール30は、一端がカソードエアブロワ11c1に接続されてケーシング31内に酸化剤ガスであるカソードエアが供給されるカソードエア供給管11cの他端が接続されている。カソードエアブロワ11c1は、カソードエアを送るポンプである。   Further, one end of the fuel cell module 30 is connected to the cathode air blower 11c1, and the other end of the cathode air supply pipe 11c to which cathode air that is an oxidant gas is supplied into the casing 31 is connected. The cathode air blower 11c1 is a pump that sends cathode air.

蒸発部32は、改質水から水蒸気を生成するものである。蒸発部32は、具体的には、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成する。また、蒸発部32は、供給された改質用原料を予熱する。蒸発部32は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料とを混合して改質部33に供給する。改質用原料としては天然ガス、LPガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。   The evaporation unit 32 generates water vapor from the reformed water. Specifically, the evaporation unit 32 is heated by a combustion gas to be described later, and evaporates the supplied reforming water to generate water vapor. The evaporation unit 32 preheats the supplied reforming raw material. The evaporation unit 32 mixes the steam generated in this way with the preheated reforming raw material and supplies the mixture to the reforming unit 33. The reforming raw materials include gas fuels for reforming such as natural gas and LP gas, and liquid fuels for reforming such as kerosene, gasoline, and methanol. In this embodiment, natural gas will be described.

改質部33は、供給源Gsからの改質用原料と蒸発部32からの水蒸気とから改質ガスを生成して燃料電池34に供給するものである。改質部33は、具体的には、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部32から供給された混合ガス(改質用原料、水蒸気)から改質ガスを生成して導出する。改質部33内には、触媒(例えば、RuまたはNi系の触媒)が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素などを含んだ改質ガスが生成されている(いわゆる水蒸気改質反応)。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス(メタンガス)、改質に使用されなかった改質水(水蒸気)を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応である。   The reforming unit 33 generates reformed gas from the reforming raw material from the supply source Gs and the water vapor from the evaporation unit 32 and supplies the reformed gas to the fuel cell 34. Specifically, the reforming unit 33 is heated by a combustion gas, which will be described later, and supplied with heat necessary for the steam reforming reaction, so that the mixed gas (reforming raw material, water vapor) supplied from the evaporation unit 32 is supplied. ) To generate and derive the reformed gas. The reforming section 33 is filled with a catalyst (for example, Ru or Ni-based catalyst), and the reformed gas containing hydrogen gas and carbon monoxide is reformed by the reaction of the mixed gas by the catalyst. (So-called steam reforming reaction). The reformed gas contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, steam, unreformed natural gas (methane gas), and reformed water (steam) that has not been used for reforming. The steam reforming reaction is an endothermic reaction.

燃料電池34は、燃料と酸化剤ガスにより発電するものである。燃料は、改質ガスである。燃料電池34は、燃料極、空気極(酸化剤極)、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル34aが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池34は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池34の燃料極には、燃料として改質ガス(水素、一酸化炭素、メタンガスなど)が供給される。セル34aの燃料極側には、燃料(改質ガス)が流通する燃料流路34bが形成されている。セル34aの空気極側には、酸化剤ガスである空気(カソードエア)が流通する空気流路34cが形成されている。燃料電池34は、比較的高温の動作温度(およそ750℃〜1000℃)にて発電が行われる。   The fuel cell 34 generates power using fuel and oxidant gas. The fuel is a reformed gas. The fuel cell 34 is configured by laminating a fuel electrode, an air electrode (oxidant electrode), and a plurality of cells 34a made of an electrolyte interposed between the two electrodes. The fuel cell 34 of the present embodiment is a solid oxide fuel cell, and uses zirconium oxide, which is a kind of solid oxide, as an electrolyte. A reformed gas (hydrogen, carbon monoxide, methane gas, etc.) is supplied to the fuel electrode of the fuel cell 34 as fuel. A fuel channel 34b through which fuel (reformed gas) flows is formed on the fuel electrode side of the cell 34a. An air flow path 34c through which air (cathode air) that is an oxidant gas flows is formed on the air electrode side of the cell 34a. The fuel cell 34 generates power at a relatively high operating temperature (approximately 750 ° C. to 1000 ° C.).

燃料電池34は、マニホールド35上に設けられている。マニホールド35には、改質部33からの改質ガスが改質ガス供給管38を介して供給される。燃料流路34bは、その下端(一端)がマニホールド35の燃料導出口(図示なし)に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ11c1によって送出されたカソードエアはカソードエア供給管11cを介して供給され、空気流路34cの下端から導入され上端から導出されるようになっている。   The fuel cell 34 is provided on the manifold 35. The reformed gas from the reforming unit 33 is supplied to the manifold 35 via the reformed gas supply pipe 38. The lower end (one end) of the fuel flow path 34b is connected to a fuel outlet (not shown) of the manifold 35 so that the reformed gas led out from the fuel outlet is introduced from the lower end and led out from the upper end. It has become. The cathode air sent out by the cathode air blower 11c1 is supplied via the cathode air supply pipe 11c, introduced from the lower end of the air flow path 34c, and led out from the upper end.

また、燃料電池34と蒸発部32および改質部33との間には、燃焼部36が設けられている。燃焼部36は、燃料電池34からのアノードオフガス(燃料オフガス)と燃料電池34からのカソードオフガス(酸化剤オフガス)とが燃焼されて燃焼ガス(火炎37)が発生している。その燃焼ガスが蒸発部32および改質部33を加熱する。燃焼部36には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ36a1,36a2が設けられている。また、燃焼部36では、アノードオフガスが燃焼されて、比較的高温の燃焼排ガス(本発明の排ガスに相当)が発生している。比較的高温の燃焼排ガスは、熱交換器12に導出される。すなわち、熱交換器12は、燃焼排ガスによって燃料電池モジュール30からの排熱が供給される。また、燃焼部36は、燃料電池モジュール30内の温度を燃料電池34の動作温度にする。このように、燃料電池34および燃焼部36は、熱を発生する。燃料電池34および燃焼部36は、本発明の熱源部に相当する。   A combustion unit 36 is provided between the fuel cell 34, the evaporation unit 32, and the reforming unit 33. In the combustion section 36, the anode off-gas (fuel off-gas) from the fuel cell 34 and the cathode off-gas (oxidant off-gas) from the fuel cell 34 are burned to generate combustion gas (flame 37). The combustion gas heats the evaporation unit 32 and the reforming unit 33. The combustion unit 36 is provided with a pair of ignition heaters 36a1 and 36a2 for igniting the anode off gas. In the combustion section 36, the anode off-gas is burned, and a relatively high-temperature combustion exhaust gas (corresponding to the exhaust gas of the present invention) is generated. The relatively high-temperature combustion exhaust gas is led to the heat exchanger 12. That is, the heat exchanger 12 is supplied with exhaust heat from the fuel cell module 30 by combustion exhaust gas. Further, the combustion unit 36 makes the temperature in the fuel cell module 30 the operating temperature of the fuel cell 34. As described above, the fuel cell 34 and the combustion unit 36 generate heat. The fuel cell 34 and the combustion part 36 correspond to the heat source part of the present invention.

貯湯槽21は、湯水を貯湯するものである。貯湯槽21に貯湯された湯水は、貯湯槽21の上端部から給湯装置40に供給される。給湯装置40は、貯湯槽21に貯湯された湯水を給湯として利用するものである。給湯装置40は、例えば、浴槽、シャワ、キッチン(キッチンの蛇口)である。貯湯槽21から給湯装置40に湯水が導出された場合、貯湯槽21には、下端部から水源Wからの水が補給される。水源Wは、例えば上水道である。   The hot water tank 21 stores hot water. Hot water stored in the hot water tank 21 is supplied to the hot water supply device 40 from the upper end of the hot water tank 21. The hot water supply device 40 uses hot water stored in the hot water storage tank 21 as hot water. The hot water supply device 40 is, for example, a bathtub, a shower, or a kitchen (kitchen faucet). When hot water is led out from the hot water storage tank 21 to the hot water supply device 40, the hot water storage tank 21 is supplied with water from the water source W from the lower end. The water source W is a water supply, for example.

また、貯湯槽21には、貯湯槽21に貯湯された湯水が循環する(図にて矢印の方向に循環する)管である湯水循環路22が設けられている。湯水循環路22上には、貯湯槽21の下端から上端に向かって順番に、循環ポンプ22a、ラジエータ22b、第一温度センサ22c(本発明の温度センサに相当)、熱交換器12(本発明の加熱装置に相当)、および、第二温度センサ22dが配設されている。貯湯槽21、湯水循環路22、循環ポンプ22a、ラジエータ22b、第一温度センサ22c、熱交換器12、および、第二温度センサ22dから、排熱回収システム20が構成されている。排熱回収システム20は、燃料電池モジュール30の排熱を湯水に回収して蓄える。   The hot water tank 21 is provided with a hot water circulation path 22 which is a pipe through which hot water stored in the hot water tank 21 circulates (circulates in the direction of the arrow in the figure). On the hot water circulation path 22, in order from the lower end to the upper end of the hot water tank 21, a circulation pump 22a, a radiator 22b, a first temperature sensor 22c (corresponding to a temperature sensor of the present invention), and a heat exchanger 12 (the present invention). And a second temperature sensor 22d are provided. An exhaust heat recovery system 20 is configured by the hot water storage tank 21, the hot water circulation path 22, the circulation pump 22a, the radiator 22b, the first temperature sensor 22c, the heat exchanger 12, and the second temperature sensor 22d. The exhaust heat recovery system 20 recovers and stores the exhaust heat of the fuel cell module 30 in hot water.

循環ポンプ22aは、湯水循環路22に設けられ、湯水を循環させるポンプである。
ラジエータ22bは、湯水循環路22に設けられ、内部に湯水が流れるものである。また、ラジエータ22bは、内部を流れる湯水の熱を放出するものである。ラジエータ22bは、例えば、湯水が流れる管を蛇行させることによって構成されている。また、ラジエータ22bには、冷却ファン22b1が設けられている。
The circulation pump 22a is a pump that is provided in the hot water circulation path 22 and circulates hot water.
The radiator 22b is provided in the hot water circulation path 22, and hot water flows through the radiator 22b. The radiator 22b releases heat of hot water flowing inside. The radiator 22b is configured, for example, by meandering a pipe through which hot water flows. The radiator 22b is provided with a cooling fan 22b1.

冷却ファン22b1は、ラジエータ22bに設けられ、オンである場合、ラジエータ22bの内部を流れる湯水を外気によって冷却するものである。冷却ファン22b1は、具体的には、外気を吸い込み、かつ、その吸い込んだ外気を吐出する送風機である。冷却ファン22b1は、筐体10aの外部と連通するダクト(図示なし)に接続され、ダクトを介して外気を吸い込む。冷却ファン22b1が吸い込む外気によってラジエータ22bの内部を流れる湯水が冷却されるように、冷却ファン22b1がラジエータ22bに配置されている。冷却ファン22b1は、羽根車(図示なし)、および、羽根車を回転させるモータ(図示なし)を備えている。モータは、ブラシレスモータである。   The cooling fan 22b1 is provided in the radiator 22b, and cools the hot water flowing inside the radiator 22b with outside air when it is on. Specifically, the cooling fan 22b1 is a blower that sucks outside air and discharges the sucked outside air. The cooling fan 22b1 is connected to a duct (not shown) communicating with the outside of the housing 10a, and sucks outside air through the duct. The cooling fan 22b1 is disposed on the radiator 22b so that the hot water flowing inside the radiator 22b is cooled by the outside air sucked by the cooling fan 22b1. The cooling fan 22b1 includes an impeller (not shown) and a motor (not shown) that rotates the impeller. The motor is a brushless motor.

第一温度センサ22cは、湯水循環路22におけるラジエータ22bと熱交換器12との間に設けられ、湯水の温度を検出するものである。第一温度センサ22cは、配置された位置の湯水の温度を検出する。
熱交換器12は、湯水循環路22に設けられ、ラジエータ22bからの湯水を燃料電池モジュール30からの排熱を用いて加熱するものである。熱交換器12は、具体的には、燃料電池モジュール30からの排熱を含む燃焼排ガスと貯湯槽21からの湯水とが熱交換する熱交換器である。
The first temperature sensor 22c is provided between the radiator 22b and the heat exchanger 12 in the hot water circulation path 22 and detects the temperature of the hot water. The 1st temperature sensor 22c detects the temperature of the hot water of the arrange | positioned position.
The heat exchanger 12 is provided in the hot water circulation path 22 and heats hot water from the radiator 22 b using exhaust heat from the fuel cell module 30. Specifically, the heat exchanger 12 is a heat exchanger that exchanges heat between combustion exhaust gas including exhaust heat from the fuel cell module 30 and hot water from the hot water storage tank 21.

熱交換器12は、燃料電池モジュール30からの排気管11dが接続(貫設)されている。熱交換器12には、凝縮水供給管12aの一端が接続されている。熱交換器12は、排気管11dを通って、燃料電池モジュール30からの排熱を含む燃焼排ガスが導入されるとともに、貯湯槽21から供給される湯水との間の熱交換によって、排熱を湯水に回収させることにより湯水を加熱し、かつ、燃焼排ガスを冷却する。この燃焼排ガスが冷却されるときに、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮されることにより、凝縮水が生成される。冷却後の燃焼排ガスは排気管11dを通って外部に排出される。   The heat exchanger 12 is connected (through) the exhaust pipe 11d from the fuel cell module 30. One end of a condensed water supply pipe 12 a is connected to the heat exchanger 12. The heat exchanger 12 introduces combustion exhaust gas including exhaust heat from the fuel cell module 30 through the exhaust pipe 11d, and exhausts heat by exchanging heat with hot water supplied from the hot water storage tank 21. The hot water is heated by collecting the hot water, and the combustion exhaust gas is cooled. When the combustion exhaust gas is cooled, condensed water is generated by condensing water vapor in the combustion exhaust gas. The cooled combustion exhaust gas is discharged to the outside through the exhaust pipe 11d.

一方、熱交換器12にて生成された凝縮水は、凝縮水供給管12aを通って水タンク14に供給される。なお、水タンク14は、凝縮水を、イオン交換樹脂によって純水化し、かつ、改質水として貯留する。このように、燃料電池システム1は、熱交換器12によって燃焼排ガスが冷却されるときに、燃焼排ガスに含まれる水蒸気が凝縮されることにより生成される凝縮水を改質水として利用する。
第二温度センサ22dは、湯水循環路22に設けられ、熱交換器12によって加熱された湯水の温度を検出するものである。第二温度センサ22dは、配置された位置の湯水の温度を検出する。
On the other hand, the condensed water generated in the heat exchanger 12 is supplied to the water tank 14 through the condensed water supply pipe 12a. The water tank 14 purifies the condensed water with an ion exchange resin and stores it as reformed water. Thus, when the combustion exhaust gas is cooled by the heat exchanger 12, the fuel cell system 1 uses the condensed water generated by condensing the water vapor contained in the combustion exhaust gas as the reformed water.
The second temperature sensor 22 d is provided in the hot water circulation path 22 and detects the temperature of the hot water heated by the heat exchanger 12. The 2nd temperature sensor 22d detects the temperature of the hot water of the arrange | positioned position.

電力変換装置13は、燃料電池34から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して、交流の系統電源16aおよび負荷装置16c(例えば電化製品)に接続されている電源ライン16bに出力する。また、電力変換装置13は、系統電源16aからの交流電圧を電源ライン16bを介して入力し、所定の直流電圧に変換して各補機(各ポンプやブロワなど)および制御装置15(内部負荷)に出力する。   The power conversion device 13 receives the DC voltage output from the fuel cell 34, converts it into a predetermined AC voltage, and supplies it to a power supply line 16b connected to an AC system power supply 16a and a load device 16c (for example, an electrical appliance). Output. In addition, the power conversion device 13 receives an AC voltage from the system power supply 16a via the power supply line 16b, converts it into a predetermined DC voltage, and converts each auxiliary machine (each pump, blower, etc.) and the control device 15 (internal load). ).

制御装置15は、補機を駆動して燃料電池システム1の運転を制御するものである。制御装置15は、図2に示すように、第一温度センサ22cおよび冷却ファン22b1が接続されている。また、制御装置15は、冷却ファン制御部15aを備えている。   The control device 15 controls the operation of the fuel cell system 1 by driving an auxiliary machine. As shown in FIG. 2, the control device 15 is connected to a first temperature sensor 22c and a cooling fan 22b1. In addition, the control device 15 includes a cooling fan control unit 15a.

冷却ファン制御部15aは、第一温度センサ22cによって検出される温度である第一検出温度(本発明の検出温度に相当)に基づいて、冷却ファン22b1のオンとオフとを切り替えるオンオフ制御を実行するものである。冷却ファン制御部15aは、第一温度センサ22cの第一検出温度を取得する。図3に示すように、冷却ファン22b1がオンである場合において、第一検出温度が低下してオフ切替温度Toffとなったとき、冷却ファン制御部15aは、冷却ファン22b1をオフに切り替える(図3の太破線参照)。オフ切替温度Toffは、湯水が凍結する温度より高い温度に設定されている。湯水が凍結する場合とは、水源Wからの水の温度および外気温がそれぞれ比較的低いために、貯湯槽21の湯水の温度ひいてはラジエータ22bを流れる湯水の温度が比較的低くなり、かつ、冷却ファン22b1によって吸い込まれる外気の温度が比較的低い場合である。オフ切替温度Toffは、例えば、10℃である。   The cooling fan control unit 15a performs on / off control for switching the cooling fan 22b1 on and off based on a first detected temperature (corresponding to a detected temperature of the present invention) that is a temperature detected by the first temperature sensor 22c. To do. The cooling fan control unit 15a acquires the first detected temperature of the first temperature sensor 22c. As shown in FIG. 3, when the cooling fan 22b1 is on and the first detected temperature decreases to the off switching temperature Toff, the cooling fan control unit 15a switches the cooling fan 22b1 off (FIG. 3). (Refer to thick broken line 3). The off switching temperature Toff is set to a temperature higher than the temperature at which the hot water is frozen. When the hot water is frozen, the temperature of the water from the water source W and the outside air temperature are relatively low, respectively, so that the temperature of the hot water in the hot water tank 21 and the temperature of the hot water flowing through the radiator 22b are relatively low, and cooling is performed. This is a case where the temperature of the outside air sucked by the fan 22b1 is relatively low. The off switching temperature Toff is, for example, 10 ° C.

一方、冷却ファン22b1がオフである場合、第一検出温度が上昇して第一検出温度がオン切替温度Tonとなったとき、冷却ファン制御部15aは、冷却ファン22b1をオンに切り替える(図3の太実線参照)。オン切替温度Tonは、オフ切替温度Toffより高い温度に設定されている。すなわち、オフ切替温度Toffとオン切替温度Tonとの間に、ヒステリシスが設けられている。   On the other hand, when the cooling fan 22b1 is off, when the first detection temperature rises and the first detection temperature becomes the on-switching temperature Ton, the cooling fan controller 15a switches the cooling fan 22b1 on (FIG. 3). (See thick solid line). The on switching temperature Ton is set to a temperature higher than the off switching temperature Toff. That is, a hysteresis is provided between the off switching temperature Toff and the on switching temperature Ton.

また、オン切替温度Tonは、熱交換器12によって生成される凝縮水の量が、改質水として利用される凝縮水の量より多くなる湯水の温度に設定されている。オン切替温度Tonは、例えば、30℃である。この排熱回収システム20においては、熱交換器12によって加熱された湯水の温度である、第二温度センサ22dによって検出される第二検出温度が所定温度となるように制御されている(後述する)。第一検出温度が比較的高いことにより、第一検出温度と第二検出温度との温度差が比較的小さい場合、すなわち、熱交換器12に導入される湯水の温度と熱交換器12によって加熱された湯水の温度との温度差が比較的小さい場合、熱交換器12において、湯水の温度上昇が比較的小さくなるとともに、燃焼排ガスの温度降下が比較的小さくなる。この場合、燃焼排ガス中の水蒸気の温度降下が比較的小さくなるため、熱交換器12にて生成される凝縮水の量が比較的少なくなる。この知見に基づいて、熱交換器12にて生成される凝縮水の量を、蒸発部32にて利用される改質水の量以上とするため、熱交換器12に導入される湯水の温度を低下させるように、冷却ファン22b1をオンさせるオン切替温度Tonが設定されている。   The on-switching temperature Ton is set to a hot water temperature at which the amount of condensed water generated by the heat exchanger 12 is larger than the amount of condensed water used as reforming water. The on-switching temperature Ton is 30 ° C., for example. In the exhaust heat recovery system 20, the temperature is controlled so that the second detected temperature detected by the second temperature sensor 22d, which is the temperature of the hot water heated by the heat exchanger 12, becomes a predetermined temperature (described later). ). When the first detection temperature is relatively high, the temperature difference between the first detection temperature and the second detection temperature is relatively small, that is, the temperature of the hot water introduced into the heat exchanger 12 is heated by the heat exchanger 12. When the temperature difference from the temperature of the hot water is relatively small, in the heat exchanger 12, the temperature rise of the hot water is relatively small and the temperature drop of the combustion exhaust gas is relatively small. In this case, since the temperature drop of water vapor in the combustion exhaust gas is relatively small, the amount of condensed water generated in the heat exchanger 12 is relatively small. Based on this knowledge, the temperature of the hot water introduced into the heat exchanger 12 is set so that the amount of condensed water generated in the heat exchanger 12 is equal to or greater than the amount of reformed water used in the evaporator 32. Is set so that the cooling fan 22b1 is turned on.

このように、オンである冷却ファン22b1がオフに切り替えられる第一検出温度であるオフ切替温度Toffは、湯水が凍結する温度より高い温度に設定されている。また、オフである冷却ファン22b1がオンに切り替えられる第一検出温度であるオン切替温度Tonは、オフ切替温度Toffより高い温度に設定されている。   Thus, the off switching temperature Toff, which is the first detection temperature at which the cooling fan 22b1 that is on, is switched off is set to a temperature that is higher than the temperature at which the hot and cold water freezes. The on-switching temperature Ton that is the first detection temperature at which the cooling fan 22b1 that is off is switched on is set to a temperature that is higher than the off-switching temperature Toff.

次に、上述した燃料電池システム1の基本的動作の一例について説明する。燃料電池システム1が電源オンされている場合、制御装置15は、起動スイッチ(図示なし)が押されて運転が開始されるとき、または計画運転にしたがって運転が開始されるときに起動運転を開始する。   Next, an example of the basic operation of the above-described fuel cell system 1 will be described. When the fuel cell system 1 is powered on, the control device 15 starts the start operation when the start switch (not shown) is pressed to start the operation or when the operation starts according to the planned operation. To do.

起動運転が開始されるときは、制御装置15は、補機を作動させる。具体的には、制御装置15は、ポンプ11a1,11b1を作動させ、蒸発部32に改質用原料および改質水(凝縮水)の供給を開始する。そして、燃焼部36において、燃料電池34から導出された改質用原料および改質ガスが着火ヒータ36a1,36a2によって着火される。燃料電池34がおよそ動作温度となれば、起動運転が終了し、発電運転を開始する。   When the start-up operation is started, the control device 15 operates the auxiliary machine. Specifically, the control device 15 operates the pumps 11a1 and 11b1 and starts supplying the raw material for reforming and the reforming water (condensed water) to the evaporation unit 32. In the combustion section 36, the reforming raw material and the reformed gas derived from the fuel cell 34 are ignited by the ignition heaters 36a1 and 36a2. When the fuel cell 34 reaches approximately the operating temperature, the start-up operation is terminated and the power generation operation is started.

発電運転中では、制御装置15は、燃料電池34の発電電力を負荷装置16cの消費電力となるように、補機を制御して改質ガスおよびカソードエアを燃料電池34に供給する。また、発電運転中においては、制御装置15は、第二温度センサ22dの第二検出温度が所定温度(例えば65℃)となるように、循環ポンプ22aの駆動量を制御する。第二温度センサ22dは、上述したように、燃料電池モジュール30からの排熱を熱交換器12によって回収させることにより加熱された湯水の温度を検出する。よって、熱交換器12を流れる湯水の流量が減少した場合、湯水が回収する熱量が増加するため、第二温度センサ22dの第二検出温度が上昇する。一方、熱交換器12を流れる湯水の流量が増加した場合、湯水が回収する熱量が減少するため、第二温度センサ22dの第二検出温度が低下する。熱交換器12を流れる湯水の流量は、循環ポンプ22aの駆動量によって制御可能である。よって、制御装置15は、第二検出温度が所定温度となるように、第二検出温度と所定温度との差に基づいて、フィードバック量(循環ポンプ22aの駆動量)を循環ポンプ22aに対する制御指令値として導出して、循環ポンプ22aに出力する。   During the power generation operation, the control device 15 supplies the reformed gas and cathode air to the fuel cell 34 by controlling the auxiliary equipment so that the power generated by the fuel cell 34 becomes the power consumption of the load device 16c. Further, during the power generation operation, the control device 15 controls the drive amount of the circulation pump 22a so that the second detected temperature of the second temperature sensor 22d becomes a predetermined temperature (for example, 65 ° C.). As described above, the second temperature sensor 22d detects the temperature of the hot water heated by recovering the exhaust heat from the fuel cell module 30 by the heat exchanger 12. Therefore, when the flow rate of the hot water flowing through the heat exchanger 12 decreases, the amount of heat recovered by the hot water increases, and the second detected temperature of the second temperature sensor 22d increases. On the other hand, when the flow rate of the hot water flowing through the heat exchanger 12 increases, the amount of heat recovered by the hot water decreases, so the second detected temperature of the second temperature sensor 22d decreases. The flow rate of hot water flowing through the heat exchanger 12 can be controlled by the driving amount of the circulation pump 22a. Therefore, the control device 15 controls the feedback amount (driving amount of the circulation pump 22a) to the circulation pump 22a based on the difference between the second detection temperature and the predetermined temperature so that the second detection temperature becomes the predetermined temperature. Derived as a value and output to the circulation pump 22a.

次に、上述した燃料電池システム1おける冷却ファン22b1のオンオフ制御について、冷却ファン22b1がオフである状態から、図4に示すフローチャートに沿って説明する。
制御装置15は、ステップS102にて、第一検出温度がオン切替温度Ton以上であるか否かを判定する。貯湯槽21に貯湯された湯水の温度が比較的低いことにより、ラジエータ22bの内部を流れる湯水の温度が比較的低いため、第一検出温度がオン切替温度Tonより低い場合、制御装置15は、ステップS102にて「NO」と判定し、ステップS102を繰り返し実行する。一方、熱交換器12によって湯水が加熱され、貯湯槽21に貯湯された湯水の温度が上昇したことにより、ラジエータ22bの内部を流れる湯水の温度が上昇した結果、第一検出温度がオン切替温度Ton以上となった場合、制御装置15は、ステップS102にて「YES」と判定し、ステップS104にて冷却ファン22b1をオンする(冷却ファン制御部15a)。これにより、ラジエータ22bの内部を流れる湯水の温度が低下する。
Next, the on / off control of the cooling fan 22b1 in the fuel cell system 1 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 from the state where the cooling fan 22b1 is off.
In step S102, the control device 15 determines whether or not the first detected temperature is equal to or higher than the on-switching temperature Ton. Since the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 21 is relatively low, and the temperature of the hot water flowing through the radiator 22b is relatively low, when the first detection temperature is lower than the on-switching temperature Ton, the control device 15 In step S102, “NO” is determined, and step S102 is repeatedly executed. On the other hand, as the hot water is heated by the heat exchanger 12 and the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank 21 is increased, the temperature of the hot water flowing inside the radiator 22b is increased. When it becomes more than Ton, the control apparatus 15 determines with "YES" in step S102, and turns on the cooling fan 22b1 in step S104 (cooling fan control part 15a). Thereby, the temperature of the hot water flowing through the radiator 22b is lowered.

続けて、制御装置15は、ステップS106にて、第一検出温度がオフ切替温度Toff以下であるか否かを判定する。ラジエータ22bの内部を流れる湯水の温度が比較的高いことにより、第一検出温度がオン切替温度Tonより高い場合、制御装置15は、ステップS106にて「NO」と判定し、ステップS106を繰り返し実行する。一方、冷却ファン22b1によってラジエータ22bの内部を流れる湯水の温度が低下した結果、第一検出温度がオン切替温度Ton以下である場合、制御装置15は、ステップS106にて「YES」と判定する。そして、制御装置15は、ステップS108にて冷却ファン22b1をオフし(冷却ファン制御部15a)、プログラムをステップS102に戻す。   Subsequently, in step S106, the control device 15 determines whether or not the first detected temperature is equal to or lower than the off-switching temperature Toff. When the first detection temperature is higher than the on-switching temperature Ton due to the relatively high temperature of the hot water flowing inside the radiator 22b, the control device 15 determines “NO” in step S106, and repeatedly executes step S106. To do. On the other hand, when the first detected temperature is equal to or lower than the on-switching temperature Ton as a result of the temperature of the hot water flowing inside the radiator 22b being lowered by the cooling fan 22b1, the control device 15 determines “YES” in step S106. And the control apparatus 15 turns off the cooling fan 22b1 in step S108 (cooling fan control part 15a), and returns a program to step S102.

本実施形態によれば、燃料電池システム1は、熱を発生する燃料電池34および燃焼部36を備えた燃料電池モジュール30と、湯水を貯湯する貯湯槽21と、貯湯槽21に貯湯された湯水が循環する湯水循環路22と、湯水循環路22に設けられ、湯水を循環させる循環ポンプ22aと、湯水循環路22に設けられ、内部に湯水が流れるラジエータ22bと、ラジエータ22bに設けられ、オンである場合、ラジエータ22bの内部を流れる湯水を外気によって冷却する冷却ファン22b1と、湯水循環路22に設けられ、ラジエータ22bからの湯水を燃料電池モジュール30からの排熱を用いて加熱する熱交換器12と、湯水循環路22におけるラジエータ22bと熱交換器12との間に設けられ、湯水の温度を検出する第一温度センサ22cと、第一温度センサ22cによって検出される第一検出温度に基づいて冷却ファン22b1のオンとオフとを切り替えるオンオフ制御を少なくとも実行する制御装置15と、を備えている。オンである冷却ファン22b1がオフに切り替えられる第一検出温度であるオフ切替温度Toffは、湯水が凍結する温度より高い温度に設定され、オフである冷却ファン22b1がオンに切り替えられる第一検出温度であるオン切替温度Tonは、オフ切替温度Toffより高い温度に設定されている。
これによれば、オンである冷却ファン22b1がオフに切替えられる第一温度センサ22cの第一検出温度であるオフ切替温度Toffが、湯水が凍結する温度より高い温度に設定されているため、湯水の凍結を抑制することができる。また、オフである冷却ファン22b1がオンに切替えられる第一温度センサ22cの第一検出温度であるオン切替温度Tonが、オフ切替温度Toffより高い温度に設定されている。すなわち、ヒステリシスが設けられている。よって、オン切替温度Tonとオフ切替温度Toffとが同じ温度である場合に比べて、冷却ファン22b1のオンとオフとの切替回数を少なくすることができる。
According to this embodiment, the fuel cell system 1 includes a fuel cell module 30 including a fuel cell 34 that generates heat and a combustion unit 36, a hot water storage tank 21 that stores hot water, and hot water stored in the hot water storage tank 21. Is provided in the hot water circulation path 22 through which the water circulates, the circulation pump 22a for circulating hot water, the radiator 22b in the hot water circulation path 22 through which hot water flows, and the radiator 22b. , The cooling fan 22b1 that cools the hot water flowing inside the radiator 22b by the outside air, and the heat exchange that is provided in the hot water circulation path 22 and heats the hot water from the radiator 22b using the exhaust heat from the fuel cell module 30. The first temperature sensor that is provided between the radiator 12 and the radiator 22b in the hot water circulation path 22 and the heat exchanger 12 and detects the temperature of the hot water. It includes a 22c, and a control unit 15 for performing at least the on-off control based on the first detection temperature detected by the first temperature sensor 22c switches between on and off of the cooling fan 22 b 1, a. The off-switching temperature Toff, which is the first detection temperature at which the cooling fan 22b1 that is on is switched off, is set to a temperature that is higher than the temperature at which the hot water is frozen, and the first detection temperature at which the cooling fan 22b1 that is off is switched on. The on switching temperature Ton is set to a temperature higher than the off switching temperature Toff.
According to this, since the off switching temperature Toff, which is the first detected temperature of the first temperature sensor 22c at which the cooling fan 22b1 that is on is switched off, is set to a temperature that is higher than the temperature at which the hot water is frozen, Can be prevented from freezing. Further, the on-switching temperature Ton that is the first detected temperature of the first temperature sensor 22c at which the cooling fan 22b1 that is off is switched on is set to a temperature that is higher than the off-switching temperature Toff. That is, hysteresis is provided. Therefore, compared with the case where the on switching temperature Ton and the off switching temperature Toff are the same temperature, the number of times the cooling fan 22b1 is switched on and off can be reduced.

また、本発明の熱源部は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池34であり、本発明の熱源装置は、燃料電池34と、改質水から水蒸気を生成する蒸発部32と、供給源からの改質用原料と蒸発部32からの水蒸気とから燃料を生成して燃料電池34に供給する改質部33と、を備えた燃料電池モジュール30である。   The heat source unit of the present invention is a fuel cell 34 that generates power using fuel and oxidant gas. The heat source device of the present invention includes a fuel cell 34, an evaporation unit 32 that generates water vapor from reformed water, and a supply. The fuel cell module 30 includes a reforming unit 33 that generates fuel from the reforming raw material from the source and the water vapor from the evaporation unit 32 and supplies the fuel to the fuel cell 34.

また、熱交換器12は、燃料電池モジュール30からの排熱を含む排ガスが導入されるとともに、排熱を湯水に回収させることにより湯水を加熱し、かつ、排ガスを冷却する。燃料電池システム1は、熱交換器12によって燃焼排ガスが冷却されるときに、燃焼排ガスに含まれる水蒸気が凝縮されることにより生成される凝縮水を改質水として利用する。オン切替温度Tonは、熱交換器12によって生成される凝縮水の量が、改質水として利用される凝縮水の量より多くなる湯水の温度に設定されている。
これによれば、熱交換器12によって生成される凝縮水の量が、改質水として利用される凝縮水の量より多くなる。よって、燃料電池システム1は、外部からの給水を不要とする水自立運転を行うことができる。
Further, the heat exchanger 12 heats the hot water by cooling the exhaust gas while the exhaust gas containing the exhaust heat from the fuel cell module 30 is introduced, and the exhaust heat is recovered by the hot water. When the combustion exhaust gas is cooled by the heat exchanger 12, the fuel cell system 1 uses condensed water generated by condensing water vapor contained in the combustion exhaust gas as reformed water. The on-switching temperature Ton is set to a hot water temperature at which the amount of condensed water generated by the heat exchanger 12 is larger than the amount of condensed water used as reforming water.
According to this, the quantity of the condensed water produced | generated by the heat exchanger 12 becomes larger than the quantity of the condensed water utilized as reforming water. Therefore, the fuel cell system 1 can perform water self-sustained operation that does not require external water supply.

なお、上述した実施形態において、コジェネレーションシステムの一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、上述したコジェネレーションシステムの発電ユニット10は、燃料電池34を用いているが、これに代えて、ガスエンジン等の内燃機関を用いるようにしても良い。この場合、ガスエンジン等の内燃機関が本発明の熱源装置に相当するとともに、ガスエンジン等の内燃機関の燃焼部(燃焼室)が本発明の熱源部に相当する。   In the above-described embodiment, an example of a cogeneration system has been shown. However, the present invention is not limited to this, and other configurations can be adopted. For example, although the power generation unit 10 of the above-described cogeneration system uses the fuel cell 34, an internal combustion engine such as a gas engine may be used instead. In this case, an internal combustion engine such as a gas engine corresponds to the heat source device of the present invention, and a combustion part (combustion chamber) of the internal combustion engine such as a gas engine corresponds to the heat source part of the present invention.

また、上述した実施形態において、貯湯槽21に貯湯された湯は、熱交換器12によって加熱されているが、これに代えて、ヒータ等を用いた加熱器によって湯を加熱するようにしても良い。
また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、所定温度、オン切替温度Tonおよびオフ切替温度Toffの温度を変更するようにしても良い。
In the embodiment described above, the hot water stored in the hot water storage tank 21 is heated by the heat exchanger 12, but instead of this, the hot water may be heated by a heater using a heater or the like. good.
Further, the temperature of the predetermined temperature, the on-switching temperature Ton, and the off-switching temperature Toff may be changed without departing from the gist of the present invention.

1…燃料電池システム(コジェネレーションシステム)、10…発電ユニット、11(30)…燃料電池モジュール(熱源装置)、12…熱交換器(加熱装置)、15…制御装置、15a…冷却ファン制御部、20…排熱回収システム、21…貯湯槽、22…湯水循環路、22a…循環ポンプ、22b…ラジエータ、22b1…冷却ファン、22c…第一温度センサ(温度センサ)、22d…第二温度センサ、32…蒸発部、33…改質部、34…燃料電池(熱源部)、36…燃焼部(熱源部)、Gs…供給源、Toff…オフ切替温度、Ton…オン切替温度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system (cogeneration system), 10 ... Power generation unit, 11 (30) ... Fuel cell module (heat source device), 12 ... Heat exchanger (heating device), 15 ... Control device, 15a ... Cooling fan control part , 20 ... Waste heat recovery system, 21 ... Hot water storage tank, 22 ... Hot water circulation path, 22a ... Circulation pump, 22b ... Radiator, 22b1 ... Cooling fan, 22c ... First temperature sensor (temperature sensor), 22d ... Second temperature sensor 32 ... evaporation part, 33 ... reforming part, 34 ... fuel cell (heat source part), 36 ... combustion part (heat source part), Gs ... supply source, Toff ... off switching temperature, Ton ... on switching temperature.

Claims (3)

熱を発生する熱源部を備えた熱源装置と、
湯水を貯湯する貯湯槽と、
前記貯湯槽に貯湯された前記湯水が循環する湯水循環路と、
前記湯水循環路に設けられ、前記湯水を循環させる循環ポンプと、
前記湯水循環路に設けられ、内部に前記湯水が流れるラジエータと、
前記ラジエータに設けられ、オンである場合、前記ラジエータの内部を流れる前記湯水を外気によって冷却する冷却ファンと、
前記湯水循環路に設けられ、前記ラジエータからの前記湯水を前記熱源装置からの排熱を用いて加熱する加熱装置と、
前記湯水循環路における前記ラジエータと前記加熱装置との間に設けられ、前記湯水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによって検出される検出温度に基づいて前記冷却ファンの前記オンとオフとを切り替えるオンオフ制御を少なくとも実行する制御装置と、を備えたコジェネレーションシステムであって、
前記オンである前記冷却ファンが前記オフに切り替えられる前記検出温度であるオフ切替温度は、前記湯水が凍結する温度より高い温度に設定され、
前記オフである前記冷却ファンが前記オンに切り替えられる前記検出温度であるオン切替温度は、前記オフ切替温度より高い温度に設定されているコジェネレーションシステム。
A heat source device including a heat source unit for generating heat;
A hot water storage tank for storing hot water,
A hot water circulation path through which the hot water stored in the hot water tank circulates;
A circulation pump provided in the hot water circulation path for circulating the hot water;
A radiator provided in the hot water circulation path, in which the hot water flows;
A cooling fan that is provided in the radiator and, when it is on, cools the hot water flowing inside the radiator by outside air;
A heating device that is provided in the hot water circulation path and heats the hot water from the radiator using exhaust heat from the heat source device;
A temperature sensor provided between the radiator and the heating device in the hot water circulation path to detect the temperature of the hot water;
A control device that executes at least on / off control for switching on and off of the cooling fan based on a detected temperature detected by the temperature sensor,
The off-switching temperature that is the detected temperature at which the cooling fan that is on is switched off is set to a temperature that is higher than the temperature at which the hot water is frozen,
An on-switching temperature that is the detected temperature at which the cooling fan that is off is switched on is set to a temperature that is higher than the off-switching temperature.
前記熱源部は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池であり、
前記熱源装置は、前記燃料電池と、改質水から水蒸気を生成する蒸発部と、供給源からの改質用原料と前記蒸発部からの前記水蒸気とから前記燃料を生成して前記燃料電池に供給する改質部と、を備えた燃料電池モジュールである請求項1に記載のコジェネレーションシステム。
The heat source unit is a fuel cell that generates power with fuel and an oxidant gas,
The heat source device generates the fuel from the fuel cell, an evaporation unit that generates steam from reformed water, a reforming raw material from a supply source, and the steam from the evaporation unit, and supplies the fuel cell to the fuel cell. The cogeneration system according to claim 1, which is a fuel cell module comprising a reforming unit to be supplied.
前記加熱装置は、前記熱源装置からの前記排熱を含む排ガスが導入されるとともに、前記排熱を前記湯水に回収させることにより前記湯水を加熱し、かつ、前記排ガスを冷却し、
前記コジェネレーションシステムは、前記加熱装置によって前記排ガスが冷却されるときに、前記排ガスに含まれる水蒸気が凝縮されることにより生成される凝縮水を前記改質水として利用し、
前記オン切替温度は、前記加熱装置によって生成される前記凝縮水の量が、前記改質水として利用される前記凝縮水の量より多くなる前記湯水の温度に設定されている請求項2に記載のコジェネレーションシステム。
The heating device introduces exhaust gas containing the exhaust heat from the heat source device, heats the hot water by causing the hot water to recover the exhaust heat, and cools the exhaust gas,
When the exhaust gas is cooled by the heating device, the cogeneration system uses condensed water generated by condensation of water vapor contained in the exhaust gas as the reformed water,
The on-switching temperature is set to a temperature of the hot water at which the amount of the condensed water generated by the heating device is larger than the amount of the condensed water used as the reforming water. Cogeneration system.
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