JP2002298863A - Exhaust heat recovery system for fuel cell power generating equipment - Google Patents
Exhaust heat recovery system for fuel cell power generating equipmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、家庭用コ
ージェネレーションシステムなどのように、燃料電池に
よって電力を発生させる燃料電池発電設備から排出され
る熱を回収する燃料電池発電設備の排熱回収システムに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the recovery of exhaust heat from a fuel cell power generation facility for recovering heat discharged from a fuel cell power generation facility for generating electric power by a fuel cell, such as a home cogeneration system. About the system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上述のような排熱回収システムとして
は、従来、燃料電池発電設備から排出される熱を温水と
して回収し、その温水を貯湯槽に貯め、その貯めた温水
を給湯や浴槽への注湯に用いたり、暖房用の熱源などと
して利用している。2. Description of the Related Art As the above-mentioned exhaust heat recovery system, conventionally, heat discharged from a fuel cell power generation facility is recovered as hot water, the hot water is stored in a hot water tank, and the stored hot water is supplied to a hot water supply or a bathtub. It is used for pouring hot water and as a heat source for heating.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の場合、排熱回収のために貯湯槽が必要であり、また、
燃料電池発電設備から排出される熱を十分貯めようとす
ると、燃料電池本体よりも大きな容量の貯湯槽を併設し
なければならず、大きな設置スペースを必要としてイニ
シャルコストが増大する欠点があった。However, in the case of the conventional example, a hot water storage tank is required for exhaust heat recovery.
In order to sufficiently store the heat exhausted from the fuel cell power generation equipment, a hot water storage tank having a larger capacity than that of the fuel cell main body must be additionally provided, and a large installation space is required, and the initial cost is increased.
【０００４】また、貯湯槽を用いない場合にあっては、
発電時に熱需要が無いときには熱を無駄に棄てざるを得
ない問題があり、逆に、熱を棄てないようにしようとす
ると、冷却水の温度が上昇するなどに起因して燃料電池
の温度も上昇し、燃料電池の発電性能そのものに悪影響
を及ぼす問題があった。[0004] When a hot water storage tank is not used,
When there is no heat demand at the time of power generation, there is a problem that heat must be wasted wastefully.On the other hand, when trying not to waste heat, the temperature of the fuel cell also increases There is a problem that the temperature rises and adversely affects the power generation performance of the fuel cell itself.
【０００５】また、燃料電池では、その発電出力の変動
に対して瞬時に追従できず、例えば、電力需要が急激に
減少したときに、余剰電力が発生し、その発生した余剰
電力を電力会社などに逆潮流できない場合には、無駄に
棄てざるを得ず、不経済になる欠点があった。[0005] Further, in a fuel cell, fluctuations in the power generation output cannot be instantaneously followed. For example, when power demand sharply decreases, surplus power is generated, and the generated surplus power is used by an electric power company or the like. If the reverse power flow is not possible, it has to be discarded unnecessarily, which has the disadvantage of being uneconomical.
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明は、合理的な構成
を採用することにより、燃料電池発電設備から排出され
る熱ならびに余剰電力を経済的に有効利用できるように
することを目的とし、また、請求項２に係る発明は、燃
料電池の発電性能に悪影響を及ぼすことを回避できるよ
うにすることを目的とし、また、請求項３に係る発明
は、燃料電池の発電性能に悪影響を及ぼすことを回避す
るとともに燃料電池発電設備から排出される熱の無駄な
廃棄を回避できるようにすることを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and the invention according to claim 1 employs a rational configuration to provide heat and surplus discharged from a fuel cell power generation facility. An object of the present invention is to make it possible to economically and effectively use electric power, and an object of the present invention is to make it possible to avoid adversely affecting power generation performance of a fuel cell. It is an object of the invention according to Item 3 to avoid adversely affecting the power generation performance of a fuel cell and to avoid wasteful disposal of heat discharged from a fuel cell power generation facility.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上述のような目的を達成するために、電気と熱とを発生
させる燃料電池と、前記燃料電池からの排熱を回収する
排熱回収回路と，前記排熱回収回路に設けられて回収排
熱を取り出す排熱回収用熱交換器と，前記排熱回収用熱
交換器で回収した熱を浴槽内に供給する熱回収手段と、
前記浴槽または熱回収手段に設けられて熱を供給する電
気ヒータと、前記燃料電池で発電して余った余剰電力を
前記電気ヒータに通電する通電手段とを備えて構成す
る。The invention according to claim 1 is
In order to achieve the above object, a fuel cell for generating electricity and heat, an exhaust heat recovery circuit for recovering exhaust heat from the fuel cell, and a recovered exhaust heat provided in the exhaust heat recovery circuit An exhaust heat recovery heat exchanger for extracting heat, heat recovery means for supplying heat recovered by the exhaust heat recovery heat exchanger into a bathtub,
An electric heater is provided in the bathtub or the heat recovery means to supply heat, and a power supply means for supplying surplus electric power generated by the fuel cell to the electric heater.
【０００８】また、請求項２に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池発
電設備の排熱回収システムにおいて、熱回収手段または
排熱回収回路に設けられて、回収した排熱を放熱可能な
放熱手段と、浴槽内の熱量が設定以上になったかどうか
を判別する熱量判別手段と、前記熱量判別手段で前記浴
槽内の熱量が設定以上になったことを判別したときに前
記放熱手段を放熱状態に切り換える放熱制御手段とを備
えて構成する。According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the first aspect, wherein the heat recovery means or the exhaust heat recovery circuit includes: A heat dissipating means capable of dissipating the collected exhaust heat, a heat quantity determining means for determining whether or not the heat quantity in the bathtub is equal to or greater than a setting; And a heat radiation control means for switching the heat radiation means to a heat radiation state when it is determined that the heat radiation state has been reached.
【０００９】また、請求項３に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池発
電設備の排熱回収システムにおいて、浴槽内の熱量が設
定以上になったかどうかを判別する熱量判別手段と、燃
料電池の出力を制御する出力制御手段と、前記熱量判別
手段で前記浴槽内の熱量が設定以上になったことを判別
したときに燃料電池の出力を減少するように前記出力制
御手段を制御する過熱制御手段とを備えて構成する。According to a third aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in the exhaust heat recovery system for a fuel cell power plant according to the first aspect, the amount of heat in the bathtub exceeds a set value. Calorific value discriminating means for discriminating whether or not, an output control means for controlling the output of the fuel cell, and decreasing the output of the fuel cell when the calorific value discriminating means determines that the calorific value in the bathtub has exceeded a set value And an overheat control means for controlling the output control means.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１に係る発明の燃料電池発電設備の排熱
回収システムの構成によれば、燃料電池からの排熱を、
排熱回収回路および排熱回収用熱交換器ならびに熱回収
手段を介して浴槽内に供給することができる。また、燃
料電池での発電において余剰電力が発生した場合には、
その余剰電力を電気ヒータに通電し、熱に変換して浴槽
内に供給することができる。According to the configuration of the exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the first aspect of the present invention, the exhaust heat from the fuel cell is
The heat can be supplied into the bath tub via a heat recovery circuit, a heat exchanger for heat recovery, and heat recovery means. Also, if surplus power is generated in power generation by the fuel cell,
The surplus power can be supplied to the electric bath by supplying electricity to the electric heater, converting the surplus power into heat.
【００１１】また、請求項２に係る発明の燃料電池発電
設備の排熱回収システムの構成によれば、浴槽内の熱量
が設定以上になった場合、すなわち、浴槽内に必要量の
湯が供給された場合には、そのことを熱量判別手段で判
別し、放熱制御手段により、熱回収手段または排熱回収
回路に設けた放熱手段を放熱状態に切り換え、回収した
排熱を放熱し、冷却水温度が上昇することを回避でき
る。Further, according to the configuration of the exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the second aspect of the present invention, when the amount of heat in the bathtub exceeds a set value, that is, a required amount of hot water is supplied into the bathtub. When the heat is discharged, the heat is discriminated by the calorific value discriminating means, and the heat radiating means is switched to the heat radiating means provided in the heat collecting means or the exhaust heat collecting circuit, and the collected waste heat is radiated and the cooling water A rise in temperature can be avoided.
【００１２】また、請求項３に係る発明の燃料電池発電
設備の排熱回収システムの構成によれば、浴槽内の熱量
が設定以上になった場合、すなわち、浴槽内に必要量の
湯が供給された場合には、そのことを熱量判別手段で判
別し、過熱制御手段により出力制御手段を制御して燃料
電池の出力を減少し、冷却水温度が上昇することを回避
できる。Further, according to the configuration of the exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the third aspect of the present invention, when the amount of heat in the bathtub exceeds a set value, that is, a required amount of hot water is supplied into the bathtub. If this is the case, it is determined by the calorific value determining means, and the output control means is controlled by the overheating control means to reduce the output of the fuel cell and to prevent the cooling water temperature from rising.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る燃料電池
発電設備の排熱回収システムの第１実施例を示すシステ
ム構成図であり、電気と熱とを発生させる燃料電池１
に、冷却水ポンプ２を介装した冷却水循環回路３が設け
られ、燃料電池１から発生する排熱を回収できるように
構成されている。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of an exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention, and shows a fuel cell 1 that generates electricity and heat.
In addition, a cooling water circulation circuit 3 provided with a cooling water pump 2 is provided to recover exhaust heat generated from the fuel cell 1.
【００１４】冷却水循環回路３に排熱回収用熱交換器４
が設けられ、その排熱回収用熱交換器４に、市水を浴槽
５に供給する熱回収手段としての給水管６が導入され、
冷却水循環回路３で回収した燃料電池１からの排熱を、
排熱回収用熱交換器４により、浴槽５への注湯用の温水
として回収し、浴槽５に供給するように構成されてい
る。The cooling water circulation circuit 3 includes a heat exchanger 4 for recovering exhaust heat.
And a water supply pipe 6 as heat recovery means for supplying city water to the bathtub 5 is introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 4.
The exhaust heat from the fuel cell 1 collected in the cooling water circulation circuit 3 is
The exhaust heat recovery heat exchanger 4 recovers hot water for pouring into the bathtub 5 and supplies it to the bathtub 5.
【００１５】給水管６に給湯加熱用の電気ヒータ７が設
けられている。燃料電池１に、発電して余った余剰電力
を取り出す通電手段としての余剰電力出力線８が接続さ
れるとともに、その余剰電力出力線８が電気ヒータ７に
接続され、余剰電力が発生したときに、その余剰電力で
電気ヒータ７を起動し、浴槽５に供給する水または温水
を加熱し、余剰電力を温水として浴槽５内に回収するよ
うに構成されている。余剰電力出力線８には、商用電力
線９が接続され、燃料電池１からの排熱や余剰電力が不
足するときに、商用電力によって電気ヒータ７を起動で
きるように構成されている。ここにおいて、電気ヒータ
７に接続する余剰電力出力線８には、燃料電池１からの
直流出力をインバータ（図示せず）で交流に変換した交
流出力が取り出されるようになっている。なお、余剰電
力出力線８に燃料電池１からの直流出力をそのまま取り
出し、商用電力線９側において、商用電力を整流器で直
流に変換し、電気ヒータ７を直流で起動するように構成
するものでも良い。An electric heater 7 for heating hot water is provided in the water supply pipe 6. A surplus power output line 8 is connected to the fuel cell 1 as an energizing means for extracting surplus power generated by power generation, and the surplus power output line 8 is connected to the electric heater 7 to generate surplus power. The surplus power activates the electric heater 7 to heat the water or hot water supplied to the bathtub 5 and recovers the surplus power into the bathtub 5 as hot water. A commercial power line 9 is connected to the surplus power output line 8 so that the electric heater 7 can be started by the commercial power when exhaust heat from the fuel cell 1 or surplus power is insufficient. Here, an AC output obtained by converting a DC output from the fuel cell 1 into an AC by an inverter (not shown) is taken out from a surplus power output line 8 connected to the electric heater 7. The DC output from the fuel cell 1 may be directly taken out from the fuel cell 1 to the surplus power output line 8, the commercial power may be converted to DC by the rectifier on the commercial power line 9, and the electric heater 7 may be activated by DC. .
【００１６】冷却水循環回路３の、排熱回収用熱交換器
４と冷却水ポンプ２との間に、放熱ファン１０を備えた
放熱用熱交換器１１が設けられている。浴槽５の上方側
に、供給された湯量を測定する湯面センサ１２が付設さ
れ、その湯面センサ１２が、放熱制御手段としてのコン
トローラ１３に接続され、コントローラ１３に、放熱フ
ァン１０の電動ファンモータ１０ａが接続されている。In the cooling water circulation circuit 3, a heat radiation heat exchanger 11 having a heat radiation fan 10 is provided between the exhaust heat recovery heat exchanger 4 and the cooling water pump 2. A water level sensor 12 for measuring the amount of supplied hot water is attached to the upper side of the bathtub 5. The water level sensor 12 is connected to a controller 13 as a heat radiation control unit. The motor 10a is connected.
【００１７】コントローラ１３では、湯面センサ１２
で、浴槽５内に所定量の湯が供給されたことを判別する
に伴い、湯面センサ１２から指令信号を受け、その指令
信号に応答して電動ファンモータ１０ａに起動信号を出
力し、放熱ファン１０を起動して放熱を行うように構成
されている。このとき、図示しないが、同時に給水管６
の給水をも自動的に停止するようになっている。In the controller 13, the hot water level sensor 12
Upon determining that a predetermined amount of hot water has been supplied into the bathtub 5, a command signal is received from the water level sensor 12, and in response to the command signal, a start signal is output to the electric fan motor 10a to release heat. The fan 10 is activated to release heat. At this time, although not shown, the water supply pipe 6
Water supply is automatically stopped.
【００１８】以上の構成により、燃料電池１からの排
熱、および、余剰電力を温水として浴槽５内に回収し、
浴槽５内に湯が満杯になったときには、冷却水循環回路
３を循環する冷却水を放熱ファン１０によって冷却し、
冷却水の温度上昇によって燃料電池１の温度が上昇する
ことを回避できる。With the above structure, the exhaust heat from the fuel cell 1 and the surplus electric power are recovered as hot water in the bathtub 5.
When the bathtub 5 is full of hot water, the cooling water circulating in the cooling water circulation circuit 3 is cooled by the radiating fan 10,
An increase in the temperature of the fuel cell 1 due to an increase in the temperature of the cooling water can be avoided.
【００１９】図２は、本発明に係る燃料電池発電設備の
排熱回収システムの第２実施例を示すシステム構成図で
あり、第１実施例と異なるところは次の通りである。す
なわち、排熱回収用熱交換器４に冷媒循環回路２１が伝
熱可能に導入され、その冷媒循環回路２１に加熱用熱交
換器２２が設けられ、その加熱用熱交換器２２に給水管
６が伝熱可能に導入されている。他の構成は第１実施例
と同じであり、同一図番を付すことによりその説明は省
略する。FIG. 2 is a system configuration diagram showing a second embodiment of the exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows. That is, the refrigerant circulation circuit 21 is introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 4 so as to be able to conduct heat, and the refrigerant circulation circuit 21 is provided with the heating heat exchanger 22, and the heating heat exchanger 22 is connected to the water supply pipe 6. Are introduced so that heat can be transferred. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.
【００２０】この第２実施例によれば、燃料電池１の設
置位置と浴槽５とが離れている場合に、浴槽５に近い位
置に加熱用熱交換器２２を設け、その加熱用熱交換器２
２と排熱回収用熱交換器４とを、細径の銅管などによる
冷媒配管で構成できる冷媒循環回路２１で接続すること
により、給水管６を長く配管せずに済み、配管を簡単に
できる利点がある。According to the second embodiment, when the installation position of the fuel cell 1 is separated from the bathtub 5, the heating heat exchanger 22 is provided at a position close to the bathtub 5, and the heating heat exchanger 22 is provided. 2
2 and the exhaust heat recovery heat exchanger 4 are connected by a refrigerant circulation circuit 21 that can be configured by a refrigerant pipe made of a small-diameter copper pipe or the like. There are advantages that can be done.
【００２１】図３は、本発明に係る燃料電池発電設備の
排熱回収システムの第３実施例を示すシステム構成図で
あり、第１実施例と異なるところは次の通りである。す
なわち、排熱回収用熱交換器４と浴槽５とが、浴槽用循
環ポンプ３１を介装した浴槽用循環配管３２を介して接
続されている。図中３３は、市水を供給する給水管を示
している。FIG. 3 is a system configuration diagram showing a third embodiment of an exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows. That is, the exhaust heat recovery heat exchanger 4 and the bathtub 5 are connected via the bathtub circulation pipe 32 provided with the bathtub circulation pump 31. In the figure, reference numeral 33 denotes a water supply pipe for supplying city water.
【００２２】浴槽５に、浴槽５内の湯の温度を測定する
湯温センサ３４が設けられ、この湯温センサ３４がコン
トローラ１３ａに接続されている。コントローラ１３ａ
では、湯温センサ３４で測定される湯温と設定温度（例
えば、50℃）とを比較し、設定温度を越えたときに電動
ファンモータ１０ａに起動信号を出力し、放熱ファン１
０を起動して放熱を行うように構成されている。このと
き、浴槽用循環ポンプ３１に停止信号を出力し、浴槽用
循環ポンプ３１の駆動を停止するようになっている。The bathtub 5 is provided with a hot water temperature sensor 34 for measuring the temperature of hot water in the bathtub 5, and the hot water temperature sensor 34 is connected to the controller 13a. Controller 13a
Then, the hot water temperature measured by the hot water temperature sensor 34 is compared with a set temperature (for example, 50 ° C.), and when the temperature exceeds the set temperature, a start signal is output to the electric fan motor 10a,
0 is activated to release heat. At this time, a stop signal is output to the bathtub circulation pump 31 to stop driving the bathtub circulation pump 31.
【００２３】図４は、本発明に係る燃料電池発電設備の
排熱回収システムの第４実施例を示すブロック図であ
り、第１実施例と異なるところは次の通りである。すな
わち、燃料電池１に天然ガスなどの原燃料を供給する燃
料供給管４１に、出力制御手段としての燃料供給量を調
整する電磁操作型の流量調整弁４２が設けられている。
湯面センサ１２に接続された過熱制御手段としてのコン
トローラ１３ｂに流量調整弁４２が接続されている。FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of an exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows. In other words, a fuel supply pipe 41 for supplying a raw fuel such as natural gas to the fuel cell 1 is provided with an electromagnetically operated flow control valve 42 for controlling the fuel supply as output control means.
The flow control valve 42 is connected to a controller 13 b as overheating control means connected to the level sensor 12.
【００２４】コントローラ１３ｂでは、浴槽５内に所定
量の湯が供給されたことを判別するに伴い、湯面センサ
１２から指令信号を受け、その指令信号に応答して流量
調整弁４２に出力制御信号を出力し、流量調整弁４２を
予め設定された開度まで絞り、原燃料の供給量を減少
し、燃料電池１の出力を減少するようになっている。When the controller 13b determines that a predetermined amount of hot water has been supplied into the bathtub 5, the controller 13b receives a command signal from the water level sensor 12 and controls the output of the flow control valve 42 in response to the command signal. A signal is output, the flow control valve 42 is throttled to a preset opening, the supply amount of raw fuel is reduced, and the output of the fuel cell 1 is reduced.
【００２５】この第４実施例によれば、浴槽５内に所定
量の湯が供給された後には、燃料電池１の出力を減少さ
せるために、新たに発生する排熱を減少することができ
るとともに余剰電力の発生量をも抑え、無駄な発電や排
熱の廃棄を回避できる。According to the fourth embodiment, after a predetermined amount of hot water is supplied into the bathtub 5, newly generated exhaust heat can be reduced in order to reduce the output of the fuel cell 1. At the same time, the amount of generated surplus power is suppressed, and wasteful generation of power and waste heat can be avoided.
【００２６】次に、第１実施例による具体運転例につい
て説明する。燃料電池１を 700Ｗで発電中に電気需要が
500Ｗに低下した場合 200Ｗの余剰電力が生じる。その
ような条件下において、燃料電池１への冷却水の入口温
度64℃、燃料電池１からの冷却水の出口温度68℃、冷却
水の循環流量２リットル／分で運転したとき、給湯流量を約
0.3リットル／分にすると、15℃の市水を排熱回収用熱交換
器４で38℃まで昇温し、更に、 200Ｗの余剰電力により
電気ヒータ７で45℃まで昇温し、浴槽５に供給できる。Next, a specific operation example according to the first embodiment will be described. Electricity demand during fuel cell 1 at 700W
If the power drops to 500 W, 200 W of surplus power is generated. Under such conditions, when the cooling water inlet temperature to the fuel cell 1 was 64 ° C., the cooling water outlet temperature from the fuel cell 1 was 68 ° C., and the cooling water circulation flow rate was 2 liters / minute, the hot water supply flow rate was about
At a rate of 0.3 liter / min, the city water at 15 ° C. is heated to 38 ° C. by the heat exchanger 4 for exhaust heat recovery, and further heated to 45 ° C. by the electric heater 7 with 200 W of surplus power, and Can supply.
【００２７】前述した第１、第２および第４実施例の湯
面サンサ１２、ならびに、第３実施例における、湯温セ
ンサ３４と、その測定湯温と設定温度とを比較するよう
にした構成をして、浴槽５内の熱量が設定以上になった
かどうかを判別する熱量判別手段と総称する。In the above-described first, second, and fourth embodiments, the bath surface sensor 12 of the third embodiment and the bath temperature sensor 34 of the third embodiment are compared with the measured bath temperature and the set temperature. Then, the heat amount determining means for determining whether the heat amount in the bathtub 5 is equal to or more than a set value is generally called a heat amount determining means.
【００２８】上記実施例では、冷却水循環回路３によっ
て燃料電池１からの排熱を回収するように構成している
が、本発明としては、例えば、冷却水循環回路３に燃料
電池１を構成する改質器からの改質バーナー排ガスとの
熱交換器を設け、燃料電池１を冷却した後の冷却水の熱
に加えて改質器からの改質バーナー排ガスの熱をも回収
するように構成するとか、あるいは、改質器からの改質
バーナー排ガスの熱を排出する排気管に排熱回収用熱交
換器４を設けるようにするなど、要するに、燃料電池１
を冷却した後の冷却水の熱、および、改質器からの改質
バーナー排ガスなど、燃料電池１からの排熱を回収でき
るように構成するものであれば良く、それらをして排熱
回収手段と総称する。In the above embodiment, the exhaust heat from the fuel cell 1 is recovered by the cooling water circulation circuit 3. However, the present invention provides, for example, a modification in which the cooling water circulation circuit 3 comprises the fuel cell 1. A heat exchanger with the reformer burner exhaust gas from the reformer is provided to recover not only the heat of the cooling water after cooling the fuel cell 1 but also the heat of the reformer burner exhaust gas from the reformer. In other words, the heat exchanger 4 for exhaust heat recovery is provided in the exhaust pipe for discharging the heat of the reformer burner exhaust gas from the reformer.
Any structure that can recover the exhaust heat from the fuel cell 1 such as the heat of the cooling water after cooling the fuel and the reformer burner exhaust gas from the reformer may be used. Means are collectively referred to as means.
【００２９】上記実施例では、電気ヒータ７を給水管６
に設けているが、浴槽５内の温水を循環して取り出すよ
うに循環配管を設け、その循環配管内を通る温水を加熱
するように設けるようにしても良い。In the above embodiment, the electric heater 7 is connected to the water supply pipe 6.
However, a circulation pipe may be provided so as to circulate and take out the hot water in the bathtub 5, and the circulation pipe may be provided so as to heat the hot water passing through the circulation pipe.
【００３０】上記実施例において、浴槽５やその風呂蓋
としては、断熱性の高い材料で構成するのが望ましい。
それにより放熱損失を抑えることができ、また、冬季に
おいては浴室暖房の効果も発揮させることができるから
である。In the above embodiment, the bathtub 5 and its bath lid are desirably made of a material having high heat insulating properties.
Thereby, heat radiation loss can be suppressed, and the effect of bathroom heating can be exhibited in winter.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の燃料電池発電設備の排熱回収システムに
よれば、燃料電池からの排熱を、排熱回収回路および排
熱回収用熱交換器ならびに熱回収手段を介して浴槽内に
供給する、すなわち、燃料電池からの排熱を浴槽内に直
接的に回収するという合理的な構成を採用し、従来のよ
うな貯湯槽を設けずに燃料電池からの排熱を回収でき、
貯湯槽およびそれを設置するためのスペースを不用にし
て排熱を回収して利用でき、燃料電池発電設備から排出
される熱を経済的に有効利用できる。しかも、燃料電池
で余剰電力が発生した場合に、その余剰電力を電気ヒー
タに通電し、熱に変換して浴槽内に供給するから、余剰
電力を無駄に棄てずに有効利用できる。As is apparent from the above description, according to the exhaust heat recovery system of the fuel cell power generation equipment according to the first aspect of the present invention, the exhaust heat from the fuel cell is transferred to the exhaust heat recovery circuit and the exhaust heat recovery. Supplying heat into the bath through a heat exchanger and heat recovery means, that is, adopting a rational configuration of directly collecting the exhaust heat from the fuel cell into the bath, and adopting a conventional hot water storage tank The exhaust heat from the fuel cell can be recovered without providing
Exhaust heat can be recovered and used without using a hot water storage tank and a space for installing the hot water storage tank, and the heat discharged from the fuel cell power generation equipment can be economically and effectively used. In addition, when surplus power is generated in the fuel cell, the surplus power is supplied to the electric heater, converted into heat and supplied into the bathtub, so that the surplus power can be effectively used without being wasted.
【００３２】また、請求項２に係る発明の燃料電池発電
設備の排熱回収システムによれば、浴槽内に必要量の湯
が供給された場合には、熱回収手段または排熱回収回路
に回収した排熱を放熱し、冷却水温度が上昇することを
回避するから、燃料電池の温度が排熱に起因して上昇す
ることが無く、燃料電池の発電性能に悪影響を及ぼすこ
とを回避できる。According to the second aspect of the present invention, when a required amount of hot water is supplied into the bathtub, the heat is recovered by the heat recovery means or the waste heat recovery circuit. Since the waste heat is radiated and the cooling water temperature is prevented from rising, the temperature of the fuel cell does not rise due to the waste heat, and it is possible to avoid adversely affecting the power generation performance of the fuel cell.
【００３３】また、請求項３に係る発明の燃料電池発電
設備の排熱回収システムによれば、浴槽内に必要量の湯
が供給された場合には、燃料電池の出力を減少し、発生
する排熱量を減少させて冷却水温度が上昇することを回
避するから、燃料電池の温度が排熱に起因して上昇する
ことが無く、燃料電池の発電性能に悪影響を及ぼすこと
を回避でき、しかも燃料電池発電設備から排出される熱
量も減少し、排熱の無駄な廃棄を回避できて省エネルギ
ー性を向上できる。According to the exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the third aspect of the present invention, when a required amount of hot water is supplied into the bathtub, the output of the fuel cell is reduced and generated. Since the amount of exhaust heat is reduced to prevent the cooling water temperature from increasing, the temperature of the fuel cell does not increase due to the exhaust heat, thereby avoiding adversely affecting the power generation performance of the fuel cell, and The amount of heat discharged from the fuel cell power generation equipment is also reduced, and wasteful waste heat can be avoided, so that energy saving can be improved.
【図１】本発明に係る燃料電池発電設備の排熱回収シス
テムの第１実施例を示すシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of an exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention.
【図２】本発明に係る燃料電池発電設備の排熱回収シス
テムの第２実施例を示すシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram showing a second embodiment of a waste heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention.
【図３】本発明に係る燃料電池発電設備の排熱回収シス
テムの第３実施例を示すシステム構成図である。FIG. 3 is a system configuration diagram showing a third embodiment of an exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to the present invention.
【図４】本発明に係る燃料電池発電設備の排熱回収シス
テムの第４実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of an exhaust heat recovery system for a fuel cell power plant according to the present invention.
１…ガスタービン ３…冷却水循環回路（排熱回収手段） ４…排熱回収用熱交換器 ５…浴槽 ６…給水管（熱回収手段） ７…電気ヒータ ８…余剰電力出力線（通電手段） １１…放熱用熱交換器 １２…湯面センサ（熱量判別手段） １３，１３ａ…コントローラ（放熱制御手段） １３ｂ…コントローラ（過熱制御手段） ３４…湯温センサ（熱量判別手段） ４２…流量調整弁（出力制御手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas turbine 3 ... Cooling water circulation circuit (exhaust heat recovery means) 4 ... Exhaust heat recovery heat exchanger 5 ... Bath tub 6 ... Water supply pipe (heat recovery means) 7 ... Electric heater 8 ... Surplus power output line (power supply means) 11: heat exchanger for heat dissipation 12: hot water level sensor (heat quantity discriminating means) 13, 13a: controller (heat dissipation control means) 13b ... controller (superheat control means) 34 ... hot water temperature sensor (heat quantity discriminating means) 42 ... flow rate regulating valve (Output control means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東口 誠作 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 CC06 DD06 KK00 MM16 MM26 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seisaku Higashiguchi 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi F-term in Osaka Gas Co., Ltd. (reference) 5H027 CC06 DD06 KK00 MM16 MM26
Claims (3)
記排熱回収回路に設けられて回収排熱を取り出す排熱回
収用熱交換器と，前記排熱回収用熱交換器で回収した熱
を浴槽内に供給する熱回収手段と、 前記浴槽または熱回収手段に設けられて熱を供給する電
気ヒータと、 前記燃料電池で発電して余った余剰電力を前記電気ヒー
タに通電する通電手段とを備えたことを特徴とする燃料
電池発電設備の排熱回収システム。1. A fuel cell for generating electricity and heat, an exhaust heat recovery circuit for recovering exhaust heat from the fuel cell, and an exhaust heat recovery circuit provided in the exhaust heat recovery circuit for extracting recovered exhaust heat A heat exchanger, heat recovery means for supplying heat recovered by the exhaust heat recovery heat exchanger into the bathtub, an electric heater provided in the bathtub or heat recovery means for supplying heat, An exhaust means for supplying excess electric power to the electric heater, the exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility.
熱回収システムにおいて、 熱回収手段または排熱回収回路に設けられて、回収した
排熱を放熱可能な放熱手段と、 浴槽内の熱量が設定以上になったかどうかを判別する熱
量判別手段と、 前記熱量判別手段で前記浴槽内の熱量が設定以上になっ
たことを判別したときに前記放熱手段を放熱状態に切り
換える放熱制御手段とを備えた燃料電池発電設備の排熱
回収システム。2. The exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to claim 1, wherein the heat recovery means or the exhaust heat recovery circuit is provided in the heat recovery means or the exhaust heat recovery circuit and is capable of radiating the recovered exhaust heat. Calorific value determining means for determining whether or not the calorific value is equal to or more than a setting; and heat radiation controlling means for switching the radiating means to a radiating state when the calorific value determining means determines that the heat amount in the bathtub is equal to or more than a setting. Exhaust heat recovery system for fuel cell power generation equipment equipped with
熱回収システムにおいて、 浴槽内の熱量が設定以上になったかどうかを判別する熱
量判別手段と、 燃料電池の出力を制御する出力制御手段と、 前記熱量判別手段で前記浴槽内の熱量が設定以上になっ
たことを判別したときに燃料電池の出力を減少するよう
に前記出力制御手段を制御する過熱制御手段とを備えた
燃料電池発電設備の排熱回収システム。3. The exhaust heat recovery system for a fuel cell power generation facility according to claim 1, wherein a calorie determining means for determining whether or not the amount of heat in the bath tub has exceeded a predetermined value, and an output control for controlling an output of the fuel cell. Means for controlling the output control means so as to reduce the output of the fuel cell when the amount of heat in the bathtub is determined to be equal to or more than a set value by the heat amount determining means. Waste heat recovery system for power generation equipment.
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| WO2023054719A1 (en) | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 京セラ株式会社 | Cogeneration system |
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- 2001-03-30 JP JP2001099851A patent/JP2002298863A/en active Pending
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