JP6703926B2 - エネルギ供給システム - Google Patents

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Description

本発明は、燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断するマイコンメータと、当該マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて発電する発電部を備えるエネルギ供給部と、当該エネルギ供給部の運転を制御する運転制御部とが設けられ、
前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する給湯用燃焼器が設けられ、
前記運転制御部が、給湯開始条件が満たされると、前記給湯用燃焼器を給湯停止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる給湯運転処理、及び、前記漏洩判定用期間が経過する前に、前記発電部の運転を起動禁止解除条件が満たされるまで停止する漏洩判定回避用停止処理を実行するように構成されたエネルギ供給システムに関する。
かかるエネルギ供給システムは、例えば、一般家庭に設置されて、一般家庭で消費する湯水や電力を供給することになる。ちなみに、エネルギ供給部としては、発電部のみを備えた電力供給部として構成されるものや、発電部に加えて、発電部の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯タンクを有する熱源部を備えた熱電併給部として構成されるものがある。
尚、熱電併給部として構成される場合には、給湯用燃焼器は、熱源部に装備されることになる。
すなわち、かかるエネルギ供給システムは、運転制御部が、一般給湯栓を開く等により給湯開始条件が満たされると、一般給湯栓を閉じる等により給湯停止終了条件が満たされるまで、給湯用燃焼器を燃焼させながら給湯する給湯運転処理を行うことになる。
また、運転制御部が漏洩判定回避用停止処理を実行することにより、マイコンメータが警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断することを回避するようにしたものである。
つまり、発電部は、燃料ガスを改質処理して水素ガスを生成する改質処理装置と、生成された水素ガスが供給される燃料電池とを備える形態に構成される場合や、燃料ガスを燃料として作動するガスエンジンにて駆動される発電機を備える形態に構成される場合がある。
そして、いずれの場合においても、発電部が漏洩判定用期間(例えば、30日)を超えて運転を継続すると、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が、漏洩判定用期間の間に生じないため、マイコンメータが警報作動や燃料ガスの供給の遮断をしてしまうことになる。
ちなみに、漏洩判定用期間(例えば、30日)の間に生じるか否かが判定される燃料ガス非消費状態としては、膜式ガスメータの場合には、例えば、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定継続時間(例えば、60分)に亘って継続する状態に定められることになる。
また、超音波式のガスメータの場合には、漏洩判定用期間(例えば、30日)の間に生じるか否かが判定される燃料ガス非消費状態として、例えば、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる状態に定められることになる。
マイコンメータが警報作動した場合には、例えば、通報を受けた作業員が、燃料ガスの供給を遮断して、実際に燃料ガスが漏れていないか否かの点検を行わなければならない面倒があり、また、マイコンメータが燃料ガスの供給を遮断した場合には、マイコンメータを燃料ガスの供給状態に復旧する操作を行わなければならない面倒があるばかりでなく、燃料ガスの供給停止により停止した発電部を再起動するための面倒な処理を必要とするものとなるため、運転制御部が漏洩判定回避用停止処理を実行することにより、マイコンメータが燃料ガスの供給を遮断することを回避することになる(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
尚、特許文献1及び特許文献2には、エネルギ供給部が、発電部及び熱源部を備えた熱電併給部として構成される場合が記載されている。
ちなみに、マイコンメータによる警報作動としては、一般に、警報表示部(LED)を点滅作動させるように構成される。尚、警報表示部(LED)を点滅作動させることを継続すると、マイコンメータの電池が消費されて、電池容量が減少すると、マイコンメータが、燃料ガスの供給を遮断するように構成される。
特許文献1においては、運転制御部が、漏洩判定用期間(30日)の2日前に相当する日(28日)又は1日前に相当する日(29日)に発電部の運転を停止させ、そして、発電部の運転を停止した後においては、エネルギ供給部へ燃料ガスを供給しない時間が設定継続時間(60分)に対応する所定時間(60分)を継続したか否かを判断し、所定時間を継続した場合には、起動禁止解除条件が満たされたとして、発電部を再起動するように構成されている。
特許文献2においては、漏洩判定用期間(30日)の3日前に相当する日(27日)において、発電部を1日中停止させ、そして、1日が経過すると、起動禁止解除条件が満たされた状態として、発電部の運転が許可されるように構成されている。
特開2005−353292号公報 特開2008−190755号公報
かかるエネルギ供給システムにおいては、冬期等においては、発電部や熱源部の配管類等の湯水が凍結する等の不都合が発生する虞があるため、マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する凍結防止用燃焼器を設けて、運転制御部が、凍結防止開始条件が満たされると、凍結防止用燃焼器を凍結防止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
例えば、加熱対象としての配管類の温度が加熱開始温度よりも低下することにより、凍結防止開始条件が満たされると、凍結防止用燃焼器を燃焼作動させ、加熱対象としての配管類の温度が加熱停止温度よりも上昇することにより、凍結防止終了条件が満たされると、凍結防止用燃焼器の燃焼作動を停止する形態で、凍結防止運転処理が実行されることになる。
したがって、エネルギ供給システムにおいては、漏洩判定回避用停止処理の実行中においても、給湯栓が開かれる等により、給湯開始条件が満たされると、運転制御部が給湯運転処理を実行することになる。加えて、凍結防止開始条件が満たされると、運転制御部が凍結防止運転処理を実行することになる。
このように、エネルギ供給システムにおいては、漏洩判定回避用停止処理の実行中においても、給湯運転処理に加えて、凍結防止運転処理が実行されることにより、発電部の運転を停止させているのにも拘わらず、燃料ガス非消費状態がもたらされない虞があった。
すなわち、例えば、漏洩判定用期間(例えば、30日)の間に生じるか否かが判定される燃料ガス非消費状態として、燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の積算値が設定値以上(例えば、60分以上)となる状態に定められている場合において、給湯運転処理を実行した後、設定判定時間(例えば、2分)が経過する前に、凍結防止開始条件が満たされて、凍結防止用燃焼器が燃焼作動されることになる等により、燃料ガス非消費状態が適切にもたらされない虞があった。
したがって、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、凍結防止運転処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切に得られるようにすることが望まれている。
また、発電部が、燃料ガスを改質処理して水素ガスを生成する改質処理装置と、生成された水素ガスが供給される燃料電池とを備える形態に構成される場合においては、発電部の運転を停止する際に、改質処理装置及び燃料電池のうちの少なくとも改質処理装置の内部にマイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理を順次実行し、その後、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持すべく、燃料ガスの補充開始条件が満たされると、補充停止条件が満たされるまでマイコンメータを経由した燃料ガスを補充する保圧処理を実行することが多い。
そして、発電部が、改質処理装置と燃料電池とを備える形態に構成される場合においては、保圧処理のために、マイコンメータを経由した燃料ガスが発電部に補充されることにより、発電部の運転を停止させているのにも拘わらず、給湯運転処理に加えて、保圧処理が実行されることにより、燃料ガス非消費状態がもたらされない虞があった。
一般に、補充開始条件は、燃料ガスの充填圧が充填開始圧力に低下する条件であり、補充停止条件は、燃料ガスの充填圧が充填設定圧力に上昇する条件である。
すなわち、例えば、漏洩判定用期間(例えば、30日)の間に生じるか否かが判定される燃料ガス非消費状態として、燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の積算値が設定値以上(例えば、60分以上)となる状態に定められている場合において、給湯運転処理を実行した後、設定判定時間(例えば、2分)が経過する前に、補充開始条件が満たされて、保圧処理が実行されること等により、燃料ガス非消費状態が適切にもたらされない虞があった。
したがって、発電部が改質処理装置と燃料電池とを備える形態に構成される場合においては、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、保圧処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切に得られるようにすることが望まれている。
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、凍結防止運転処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となるエネルギ供給システムを提供する点にある。
また、本発明の別の目的は、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、保圧処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となるエネルギ供給システムを提供する点にある。
本発明のエネルギ供給システムは、燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断するマイコンメータと、当該マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて発電する発電部を備えるエネルギ供給部と、当該エネルギ供給部の運転を制御する運転制御部とが設けられ、
前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する給湯用燃焼器が設けられ、
前記運転制御部が、給湯開始条件が満たされると、前記給湯用燃焼器を給湯停止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる給湯運転処理、及び、前記漏洩判定用期間が経過する前に、前記発電部の運転を起動禁止解除条件が満たされるまで停止する漏洩判定回避用停止処理を実行するように構成されたものであって、その特徴構成は、
前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する凍結防止用燃焼器が設けられ、
前記運転制御部が、凍結防止開始条件が満たされると、前記凍結防止用燃焼器を凍結防止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる凍結防止運転処理を実行し、且つ、前記漏洩判定回避用停止処理の実行中において前記給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、前記凍結防止開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記凍結防止運転処理を実行するように構成されている点にある。
上記の「前記漏洩判定回避用停止処理の実行中」とは、発電部の運転を停止することを決定した時点以降でもよいし、実際に発電部の運転を停止させる処理を開始した時点以降でもよいし、さらには、実際に発電部の運転が停止された時点以降でもよい。
すなわち、凍結防止開始条件が満たされると、凍結防止用燃焼器を凍結防止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる凍結防止運転処理が実行されることになる。
そして、漏洩判定回避用停止処理を実行中において給湯運転処理を実行した場合において、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、凍結防止開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから凍結防止運転処理が実行されることになる。
換言すれば、漏洩判定回避用停止処理を実行中においては、給湯運転処理が停止されてからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでは、凍結防止開始条件が満たされても、凍結防止運転処理の実行が遅延されることになり、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができるため、凍結防止運転処理の実行に拘わらず、燃料ガス非消費状態をもたらすことができる。
つまり、凍結防止運転処理の実行が多少遅延しても、エネルギ供給部が凍結して損傷することがない点に鑑みて、給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまで、凍結防止運転処理の実行を遅延させることにより、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができ、その結果、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができるようになった。
要するに、本発明のエネルギ供給システムによれば、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、凍結防止運転処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となった。
また、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成は、前記発電部が、燃料ガスを水蒸気改質処理により水素ガスを生成する改質処理装置と、生成された水素ガスが供給される燃料電池とを備える形態に構成され、
前記運転制御部が、
前記漏洩判定回避用停止処理として、燃料ガスの供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に水蒸気を供給して内部ガスを排出する水蒸気供給処理、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に前記マイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理を順次実行し、その後、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持すべく、燃料ガスの補充開始条件が満たされると、補充停止条件が満たされるまで前記マイコンメータを経由した燃料ガスを補充する保圧処理を実行するように構成され、かつ、
前記漏洩判定回避用停止処理の実行中において前記給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための前記設定経過時間が経過するまでに、前記補充開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記保圧処理を実行するように構成されている点にある。
すなわち、発電部が、改質処理装置によって燃料ガスを水蒸気改質処理により水素ガスを生成し、生成した水素ガスを用いて燃料電池にて発電するように構成されている。
そして、漏洩判定回避用停止処理として、燃料ガスの供給を停止した状態で、改質処理装置の内部に水蒸気を供給して装置内ガスを排出する水蒸気供給処理、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、改質処理装置の内部にマイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理が順次実行されるから、改質処理装置の内部に外気が侵入して、改質処理装置の内部の改質触媒等の劣化を抑制することができる。
また、マイコンメータを経由した燃料ガスを改質処理装置の内部に補充する保圧処理が行われるから、改質処理装置の温度低下に伴って燃料ガスの体積が減少することにより、燃料ガスの充填状態が変化しても、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持することができる。
しかも、漏洩判定回避用停止処理の実行中において給湯運転処理を実行した場合において、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を経過するまでに、補充開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから保圧処理が実行されることになる。
換言すれば、漏洩判定回避用停止処理の実行中においては、給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでは、補充開始条件が満たされても、保圧処理の実行が遅延されることになり、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができるため、保圧処理の実行に拘わらず、燃料ガス非消費状態をもたらすことができる。
つまり、保圧処理の実行が多少遅延しても、改質処理装置(又は、改質処理装置及び燃料電池)が損傷することがない点に鑑みて、給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまで、保圧処理の実行を遅延することにより、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができ、その結果、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができるようになった。
要するに、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成によれば、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、保圧処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となる。
本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部が、前記漏洩判定回避用停止処理の実行中に前記凍結防止運転処理を実行した場合において、当該凍結防止運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための前記設定経過時間が経過するまでに、前記補充開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記保圧処理を実行するように構成されている点にある。
すなわち、漏洩判定回避用停止処理を実行中に凍結防止運転処理を実行した場合において、当該凍結防止運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、補充開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから保圧処理が実行されることになる。
換言すれば、漏洩判定回避用停止処理を実行中においては、凍結防止運転処理が停止されてからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでは、補充開始条件が満たされても、保圧処理の実行が遅延されることになり、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができるため、保圧処理の実行に拘わらず、燃料ガス非消費状態をもたらすことができる。
要するに、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、凍結防止運転処理に加えて保圧処理を実行することがあっても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となった。
本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部が、前記漏洩判定回避用停止処理の実行中に前記保圧処理を実行した場合において、当該保圧処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための前記設定経過時間が経過するまでに、前記凍結防止開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記凍結防止運転処理を実行するように構成されている点にある。
すなわち、漏洩判定回避用停止処理を実行中に保圧処理を実行した場合において、当該保圧処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、凍結防止開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから凍結防止運転処理が実行されることになる。
換言すれば、漏洩判定回避用停止処理を実行中においては、保圧処理が停止されてからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでは、凍結防止開始条件が満たされても、凍結防止運転処理の実行が遅延されることになり、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができるため、凍結防止運転処理の実行に拘わらず、燃料ガス非消費状態をもたらすことができる。
要するに、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、保圧処理に加えて凍結防止運転処理を実行することがあっても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となった。
また、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成は、前記エネルギ供給部に、前記発電部の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯タンク及び前記給湯用燃焼器を有する熱源部が備えられ、
前記凍結防止用燃焼器が、前記発電部及び前記熱源部の夫々に設けられている点にある。
すなわち、貯湯タンク及び給湯用燃焼器を有する熱源部を備えるので、発電部の排熱を回収した湯水を貯湯タンクに貯湯して、貯湯した湯水を用いて給湯することができるから、貯湯した湯水を給湯用燃焼器にて加熱することがあるにしても、給湯用燃焼器の燃焼エネルギを減少させることができるため、省エネルギ化を図ることができる。
又、凍結防止用燃焼器が、発電部及び熱源部の夫々に設けられているので、発電部及び熱源部において凍結防止運転処理を実行することによって、発電部及び熱源部の凍結を防止することができる。
要するに、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成によれば、給湯用燃焼器の燃焼エネルギを減少させて、省エネルギ化を図るようにしながら、発電部及び熱源部の凍結を適切に防止することができる。
また、本発明のエネルギ供給システムは、燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断するマイコンメータと、当該マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて発電する発電部を備えるエネルギ供給部と、当該エネルギ供給部の運転を制御する運転制御部とが設けられ、
前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する給湯用燃焼器が設けられ、
前記運転制御部が、給湯開始条件が満たされると、前記給湯用燃焼器を給湯停止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる給湯運転処理、及び、前記漏洩判定用期間が経過する前に、前記発電部の運転を起動禁止解除条件が満たされるまで停止する漏洩判定回避用停止処理を実行するように構成されたものであって、その特徴構成は、
前記発電部が、燃料ガスを水蒸気改質処理により水素ガスを生成する改質処理装置と、生成された水素ガスが供給される燃料電池とを備える形態に構成され、
前記運転制御部が、
前記漏洩判定回避用停止処理として、燃料ガスの供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に水蒸気を供給して内部ガスを排出する水蒸気供給処理、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に前記マイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理を順次実行し、その後、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持すべく、燃料ガスの補充開始条件が満たされると、補充停止条件が満たされるまで前記マイコンメータを経由した燃料ガスを補充する保圧処理を実行するように構成され、かつ、
前記漏洩判定回避用停止処理の実行中において前記給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、前記補充開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記保圧処理を実行するように構成されている点にある。
上記の「前記漏洩判定回避用停止処理の実行中」とは、発電部の運転を停止することを決定した時点以降でもよいし、実際に発電部の運転を停止させる処理を開始した時点以降でもよいし、さらには、実際に発電部の運転が停止された時点以降でもよい。
すなわち、発電部が、改質処理装置によって燃料ガスを水蒸気改質処理により水素ガスを生成し、生成した水素ガスを用いて燃料電池にて発電するように構成されている。
そして、漏洩判定回避用停止処理として、燃料ガスの供給を停止した状態で、改質処理装置の内部に水蒸気を供給して装置内ガスを排出する水蒸気供給処理、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、改質処理装置の内部にマイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理が順次実行されるから、改質処理装置の内部に外気が侵入して、改質処理装置の内部の改質触媒等の劣化を抑制することができる。
また、マイコンメータを経由した燃料ガスを改質処理装置の内部に補充する保圧処理が行われるから、改質処理装置の温度低下に伴って燃料ガスの体積が減少することにより、燃料ガスの充填状態が変化しても、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持することができる。
しかも、漏洩判定回避用停止処理を実行中において給湯運転処理を実行した場合において、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、補充開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから保圧処理が実行されることになる。
換言すれば、漏洩判定回避用停止処理を実行中においては、給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでは、補充開始条件が満たされても、保圧処理の実行が遅延されることになり、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができるため、保圧処理の実行に拘わらず、燃料ガス非消費状態をもたらすことができる。
つまり、保圧処理の実行が多少遅延しても、改質処理装置(又は、改質処理装置及び燃料電池)が損傷することがない点に鑑みて、給湯運転処理が実行されてからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまで、保圧処理の実行を遅延させることにより、燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間を的確に確保することができ、その結果、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができるようになった。
要するに、本発明のエネルギ供給システムの特徴構成によれば、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、保圧処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことが可能となる。
また、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成は、前記燃料ガス非消費状態が、前記継続時間が設定継続時間に亘って継続する状態であり、
前記設定経過時間が、前記設定継続時間に相当する時間に定められている点にある。
すなわち、燃料ガス非消費状態が、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定継続時間(例えば、60分)に亘って継続する状態であることに対応して、漏洩判定回避用停止処理を実行中において給湯運転処理が実行されたときに、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が設定経過時間に達するまでに、凍結防止開始条件又は補充開始条件が満たされても、凍結防止運転処理又は保圧処理の実行を遅延させることになる設定経過時間を、設定継続時間に相当する時間に定める。
このように、凍結防止開始条件又は補充開始条件が満たされても凍結防止運転処理又は保圧処理の実行を遅延させる設定経過時間を、設定継続時間に相当する時間に定めるものであるから、凍結防止運転処理又は保圧処理の実行に拘わらず、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができる。
要するに、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成によれば、凍結防止運転処理又は保圧処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができる。
また、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成は、前記燃料ガス非消費状態が、前記継続時間が設定判定時間以上である場合の前記継続時間の積算値が設定値以上となる状態であり、
前記設定経過時間が、前記設定判定時間に相当する時間に定められている点にある。
すなわち、燃料ガス非消費状態が、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる状態であることに対応して、漏洩判定回避用停止処理を実行中において給湯運転処理が実行されたときに、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が設定経過時間に達するまでに、凍結防止開始条件又は補充開始条件が満たされても、凍結防止運転処理又は保圧処理の実行を遅延させることになる設定経過時間を、設定判定時間に相当する時間に定める。
このように、凍結防止開始条件又は補充開始条件が満たされても凍結防止運転処理又は保圧処理の実行を遅延させる設定経過時間を、設定判定時間に相当する時間に定めるものであるから、凍結防止運転処理又は保圧処理の実行に拘わらず、継続時間の積算値を設定値以上にすることが可能となり、結果的に、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができる。
要するに、本発明のエネルギ供給システムの更なる特徴構成によれば、凍結防止運転処理又は保圧処理を実行しても、燃料ガス非消費状態を適切にもたらすことができる。
エネルギ供給システムの概略構成図 改質処理装置の構成を示すブロック図 熱源部の構成を示すブロック図 漏洩判定回避処理を示すフローチャート 保圧処理を示すフローチャート 発電部の凍結防止運転処理を示すフローチャート 熱源部の凍結防止運転処理を示すフローチャート
〔第1実施形態〕
以下、本発明に係るエネルギ供給システムについて図面に基づいて説明する。
(エネルギ供給部の全体構成)
図1に示すように、エネルギ供給システムには、エネルギ供給部Hとして、超音波式のマイコンメータMを経由した燃料ガスGを用いて発電する発電部Ha及び熱源部Hbを備える熱電併給部が備えられ、熱源部Hbには、発電部Haの排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯タンク1と、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを用いて燃焼する補助熱源機2とが備えられている。
補助熱源機2は、給湯用燃焼器K、及び、熱源部Hbの凍結防止用燃焼器Nとして機能することになり、その詳細は後述する。
尚、マイコンメータMを経由した燃料ガスGは、ガスコンロ等の種々のガス消費機器に供給されることになるが、本実施形態においては、ガス消費機器についての説明は省略する。
マイコンメータMは、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、燃料ガスの供給を遮断する機能を備えている。
本実施形態においては、燃料ガス非消費状態が、燃料ガスの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる状態である。
ちなみに、燃料ガスGは、都市ガス、プロパンガス等の炭化水素を含むガスである。
発電部Haには、燃料ガスGを水蒸気改質処理により水素含有ガスを生成する改質処理装置3と、生成された水素含有ガスが供給される固体高分子型の燃料電池4とが備えられている。
燃料電池4は、燃料極4n及び酸素極4sを備えるセルを積層して構成されるものであって、セルの間つまり燃料極4nと酸素極4sとの間には、冷却水が通流する通流部4dが設けられている。
燃料電池4が発生する熱を冷却水にて回収する冷却水循環路5Aと、貯湯タンク1の湯水を循環する湯水循環路5Bと、冷却水循環路5Aを循環する冷却水と湯水循環路5Bを循環する湯水とを熱交換する熱交換部5Cとが設けられている。
冷却水循環路5Aには、冷却水循環ポンプPa及び冷却水貯留タンクQが設けられ、湯水循環路5Bには、湯水循環ポンプPbが設けられている。
そして、湯水循環路5Bを通流する湯水を、冷却水循環路5Aを循環する冷却水にて加熱することにより、貯湯タンク1に高温の湯水を貯湯し、貯湯した湯水を用いて、給湯、暖房、及び、浴槽水の追焚を行うように構成され、貯湯タンク1に貯湯した熱量では不足する場合には、補助熱源機2を作動させるように構成されており、その詳細は後述する。
燃料電池4の電力の出力側には、系統連系用のインバータ6が設けられており、このインバータ6は、燃料電池4の発電電力を商用電源7から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
商用電源7は、例えば、単相3線式100/200Vであり、受電電力供給ライン8を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷9に電気的に接続されている。
インバータ6は、発電電力供給ライン10を介して受電電力供給ライン8に電気的に接続され、燃料電池4からの発電電力がインバータ6及び発電電力供給ライン10を介して電力負荷9に供給されるように構成されている。
受電電力供給ライン8には、電力負荷9の負荷電力を計測する電力負荷計測部11が設けられている。この電力負荷計測部11は、受電電力供給ライン8において商用電源7側に電流が流れる、いわゆる逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ6により燃料電池4から受電電力供給ライン8に供給される電力が制御され、そして、燃料電池4による発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に換えて回収する電気ヒータ12に供給されるように構成されている。
電気ヒータ12は、複数の電気ヒータ部分から構成され、電気ヒータ12は、上述した湯水循環路5Bを通流する湯水を加熱するように設けられている。
電気ヒータ12の複数の電気ヒータ部分は、スイッチ回路13によりON/OFFが切り換えられる。スイッチ回路13は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ12の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ12の消費電力を調整するように構成されている。
発電部Haには、改質処理装置3や燃料電池4の運転を制御する発電用制御部Caが設けられ、熱源部Hbには、熱源部Hbの運転を制御する熱源用制御部Cbが設けられており、エネルギ供給部Hの運転を制御する運転制御部Cが、発電用制御部Caと熱源用制御部Cbとから構成されている。
発電用制御部Caと熱源用制御部Cbとは、各種の情報を通信自在に構成され、また、発電用制御部Caと熱源用制御部Cbとに対して、運転開始指令や運転停止指令等の各種の情報を指令するリモコンRが設けられている。
(改質処理装置)
次に、改質処理装置3について説明を加える
図2に示すように、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを燃料ポンプ15にて圧送する燃料供給路16が設けられ、その燃料供給路16にて供給される燃料ガスGに対して脱硫作用する脱硫器17が設けられている。
供給される水を気化させて水蒸気を生成する水蒸気生成器18が設けられ、脱硫器17からの脱硫燃料ガスを水蒸気生成器18からの水蒸気にて改質処理して水素含有ガスを生成する改質器19が設けられている。
また、改質器19にて改質処理された改質ガス中に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成器20、変成器20にて変成処理された変成ガスの全量が供給されて、その供給される変成ガス中の水蒸気を凝縮させるべく冷却するガス冷却器21、及び、ガス冷却器21による冷却にて変成ガス中の水蒸気が凝縮した凝縮水を分離する気水分離器22が設けられている。
気水分離器22にて凝縮水が分離された変成ガスの一部が一酸化炭素選択酸化器23に供給されて、その供給される変成ガス中に含まれる一酸化炭素が選択酸化され、一酸化炭素選択酸化器23からの水素含有ガスが、発電用燃料ガスとして、燃料電池用供給路24を通して燃料電池4の燃料極4nに供給されるように構成されている。
また、気水分離器22にて凝縮水が分離された変成ガスの残部が、脱硫処理用の水素含有ガスとして、脱硫リサイクル路25を通して燃料供給路16の燃料ガスGに混合供給されるように構成されている。
ちなみに、ガス冷却器21と気水分離器22とは、通常運転時においては、上述の如く、変成器20にて変成処理された変成ガス中の水蒸気を分離させることになり、そして、後述するガスパージ処理においては、改質処理装置3の内部に残留する水蒸気を分離するように構成されている。
以上の通り、改質処理装置3は、燃料供給路16を通して供給される燃料ガスGを改質器19において水蒸気改質処理して水素含有ガスを発生させ、改質器19にて発生させた水素含有ガスを、変成器20、一酸化炭素選択酸化器23の順に通過させて、水素含有ガスに含まれる一酸化炭素濃度を低減させるようにし、一酸化炭素濃度の低い水素含有ガスを、発電用燃料ガスとして、燃料電池用供給路24にて燃料電池4に供給するように構成されている。
(改質処理装置の詳細)
以下、改質処理装置3の各部について説明を加える。
上述の説明から明らかな如く、燃料供給路16を通して供給される燃料ガスGが、脱硫器17、改質器19、変成器20、ガス冷却器21、気水分離器22、一酸化炭素選択酸化器23を通して流動することになるから、脱硫器17、改質器19、変成器20、ガス冷却器21、気水分離器22、一酸化炭素選択酸化器23が、記載順にガス処理流路27にて接続されている。
燃料電池用供給路24を通して燃料電池4の燃料極4nに供給された水素含有ガスのうちの発電に使用されない残部ガスが、燃料電池4の燃料極4nから排燃料ガス(以下、オフガスと略称)として排出され、そのオフガスを燃焼用ガスとして、改質器19の改質器バーナ19aに供給するオフガス路26が設けられている。
つまり、燃料電池4から排出される発電反応後のオフガスを、改質器バーナ19aにて燃焼用空気路29からの燃焼用空気にて燃焼させて、改質触媒を改質反応が可能な状態に加熱するように構成されている。
水蒸気生成器18からの水蒸気を導く水蒸気路28が、脱硫器17と改質器19とを接続するガス処理流路27に接続されて、脱硫器17にて脱硫された燃料ガスGと水蒸気生成器18にて生成された水蒸気とを改質器19に供給するように構成されている。
燃料供給路16には、燃料ガスGの供給を断続する燃料バルブV1が設けられ、燃料電池用供給路24には、生成ガス出口バルブV2が設けられ、オフガス路26には、改質器バーナ19aへのオフガスの供給を断続する電池出口バルブV6が設けられ、燃焼用空気路29には、改質器バーナ19aへの燃焼用空気の供給を断続する燃焼用空気バルブV10が設けられている。
尚、図示は省略するが、起動時等において、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを改質器バーナ19aに供給する燃料供給路が設けられ、その燃料供給路には、燃料の供給を断続する断続弁が装備される。
燃料電池用供給路24における生成ガス出口バルブV2よりも上流側の箇所から、電池バイパス路30が分岐され、その電池バイパス路30が、オフガス路26における電池出口バルブV6よりも下流側の箇所に接続されている。
また、電池バイパス路30には、その流路を開閉する電池バイパスバルブV7が設けられている。
水蒸気生成器18には、改質器バーナ19aから排出された燃焼ガスを通流させる燃焼ガス通流部18aと改質水供給路31にて水が供給される蒸発部18bとが熱交換可能に設けられて、改質器19の改質器バーナ19aから排出される燃焼ガスを熱源として水を気化させて、水蒸気を生成するように構成されている。
改質水供給路31には水の供給を断続する改質水バルブV3が設けられている。
また、水蒸気生成器18には、内部の水を排出する改質水排出路32が設けられ、その改質水排出路32には、その流路を開閉する改質水排出バルブV4が設けられている。
脱硫リサイクル路25は、気水分離器22の気相部と燃料供給路16とを接続する形態で設けられ、その脱硫リサイクル路25には、その流路を開閉する脱硫リサイクルバルブV8が設けられている。
選択酸化用の空気を一酸化炭素選択酸化器23に供給する選択酸化用空気路33が設けられ、その選択酸化用空気路33にはその流路を開閉する選択酸化用空気バルブV9が設けられている。
改質器19には、その内部の改質反応領域において温度が最も高くなる箇所の温度を検出するように、改質器温度センサ34が設けられ、燃料電池用供給路24には、流路内の圧力を改質処理装置3の内部の圧力として検出する改質処理装置側圧力センサ35が設けられている。
ちなみに、燃料供給路16、ガス処理流路27、水蒸気路28、改質水供給路31、改質水排出路32、脱硫器17、水蒸気生成器18、改質器19、変成器20、一酸化炭素選択酸化器23及び燃料電池用供給路24等により形成されるガス処理経路、つまり、脱硫器17及び水蒸気生成器18から改質器19、変成器20を経由して一酸化炭素選択酸化器23に至るガス処理経路中において、改質器19は、最も高温となるので、改質器温度センサ34は、ガス処理経路中における最高温部の温度を検出することになる。
また、オフガス路26には、流路内の圧力を燃料電池4の燃料極4nに対するガス通路の圧力として検出する燃料電池側圧力センサ36が設けられている。つまり、後述の如く、燃料電池4の燃料極4nに燃料ガスGを充填したときに、その充填圧を燃料電池側圧力センサ36にて検出するように構成されている。
改質器温度センサ34、改質処理装置側圧力センサ35及び燃料電池側圧力センサ36の検出情報が、発電用制御部Caに入力され、発電用制御部Caが、改質処理装置3の起動運転、定常運転(通常運転)、停止保管運転等を行うように構成されている。
(発電部の停止保管運転)
次に、改質処理装置3及び燃料電池4の運転を停止させて保管するときの停止保管運転について説明する。
発電用制御部Caが、改質処理装置3及び燃料電池4の運転を停止させて保管する停止保管運転を行うときには、燃料供給路16による燃料ガスGの供給を停止した状態で、水蒸気生成器18による水蒸気の生成を継続することにより、改質処理装置3及び燃料電池4の内部に水蒸気を供給して、改質処理装置3の内部や燃料電池4の燃料極4nに存在するガスを排出する水蒸気供給処理(以下、水蒸気パージ処理と呼称)を行い、次に、水蒸気生成器18への水の供給を停止して、水蒸気生成器18の内部から水を排出し、且つ、改質処理装置3の内部及び燃料電池4の燃料極4nの内部に、マイコンメータMを経由した燃料ガスGをパージガスとして充填して封止する充填処理(以下、ガスパージ処理と呼称)を行うように構成されている。
更に、発電用制御部Caが、ガスパージ処理の後で、改質処理装置3の充填圧力を改質処理装置側の充填設定圧力に保ち及び燃料電池4の燃料極4nの充填圧力を燃料電池側の充填設定圧力に保つべく、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを改質処理装置3及び燃料電池4に補充する保圧処理を行うように構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、燃料電池4に対する燃料ガスGの補充は、後述の如く、改質処理装置3の内部に充填された燃料ガスGを燃料電池4に供給する形態で行うように構成されている。
以下、停止保管運転について説明を加える。
すなわち、改質処理装置3及び燃料電池4の定常運転中(通常運転中)は、燃料バルブV1、生成ガス出口バルブV2、改質水バルブV3、電池出口バルブV6、脱硫リサイクルバルブV8、選択酸化用空気バルブV9及び燃焼用空気バルブV10は開弁状態であり、改質水排出バルブV4及び電池バイパスバルブV7は閉弁状態である。
後述の如く、マイコンメータMの漏洩判定用期間(例えば、30日)の4日前に相当する26日が経過した時点になる等により、停止条件が満たされると、発電用制御部Caは、水蒸気パージ処理を開始する。すなわち、燃料バルブV1、脱硫リサイクルバルブV8及び選択酸化用空気バルブV9を閉じ、且つ、電池バイパスバルブV7を開いて、水蒸気パージ処理(水蒸気供給処理)を開始する。
その後、改質器温度センサ34の検出温度が、水蒸気の凝縮を防止できる温度でかつ燃料ガスGの熱分解による炭素の析出を防止できるガスパージ開始温度以下になると、改質水バルブV3を閉じると共に改質水排出バルブV4を開き、且つ、燃料バルブV1を開くと共に燃焼用空気バルブV10を閉じることにより、ガスパージ処理を開始する。
その後、設定時間が経過すると、改質水排出バルブV4を閉じて、水蒸気生成器18からの水の排出を終了し、次に、燃料電池側圧力センサ36の検出圧力が燃料電池側の充填設定圧力以上になると、生成ガス出口バルブV2、電池出口バルブV6を閉じ、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が改質装置側の充填設定圧力以上になると、燃料バルブV1を閉じることによりガスパージ処理を終了する。つまり、改質処理装置3及び燃料電池4を、燃料ガスGを充填させた密閉状態にする。
ガスパージ処理により、改質処理装置3及び燃料電池4を密閉状態にしても、その後の温度低下に伴って、改質処理装置3及び燃料電池4の充填圧が低下することになる。
したがって、改質処理装置3に対しては、以降、保圧処理を実行することになる。
つまり、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が改質装置側の充填設定圧力よりも低い改質装置側の充填開始圧力以下になると、燃料バルブV1を開き、改質装置側の充填設定圧力以上になると、燃料バルブV1を閉じることになる。この保圧処理の詳細は後述する。
また、燃料電池4に対しては、改質処理装置3に充填されている燃料ガスGを燃料電池4に供給する保圧処理を実行することになる。つまり、燃料電池側圧力センサ36の検出圧力が燃料電池側の充填設定圧力よりも低い燃料電池側の充填開始圧力以下になると、生成ガス出口バルブV2を開き、燃料電池側の充填設定圧力以上になると、生成ガス出口バルブV2を閉じることになる。つまり、燃料電池4の充填圧が低くなった場合には、改質処理装置3に充填されている燃料ガスGを燃料電池4に供給するように構成されている。
尚、停止している改質処理装置3を起動する起動運転は、先ず、改質器バーナ19aに燃料ガスGを供給して、改質器バーナ19aの燃焼を開始する燃焼開始処理を行い、その後、改質器19の温度が燃料ガスGの熱分解を防止でき且つ水蒸気の凝縮を防止できる水蒸気供給開始温度に上昇すると、水蒸気生成器18からの水蒸気を供給して、改質処理装置3及び燃料電池4の内部に充填されている燃料ガスGを水蒸気に置換する水蒸気置換処理を行い、その後、改質器19の温度が改質処理開始温度に上昇すると、燃料ガスGを供給する燃料供給処理を開始することになるが、その詳細は周知であるので、本実施形態においては詳細な説明を省略する。
(熱源部の構成)
図3に示すように、熱源部Hbには、上述した貯湯タンク1及び補助熱源機2に加えて、多機能循環ポンプ40、暖房用循環ポンプ41、風呂追焚用循環ポンプ42、暖房用熱交換器43、風呂追焚用熱交換器44が備えられている。
また、熱源部Hbには、給湯用混合弁45、暖房用電磁弁46、風呂追焚用電磁弁47、三方弁48、タンク比例弁49、及び、蓄熱切換弁50が設けられている。
貯湯タンク1の上部には、湯水取出路51が設けられ、貯湯タンク1の底部には、湯水供給路52が設けられ、湯水取出路51が、給湯用混合弁45に接続され、給湯用混合弁45からは給湯路58が延出されている。
水道水等の給水源からの湯水を供給する給水路53が、給湯用混合弁45に接続される第1給水路53aと、湯水供給路52に設けた蓄熱切換弁50に接続される第2給水路53bとに分岐されている。
多機能循環ポンプ40が配置される多機能循環路54が、補助熱源機2、暖房用熱交換器43、風呂追焚用熱交換器44、及び、三方弁48を経由する状態で設けられ、三方弁48には、湯水取出路51から分岐した分岐路51aが接続され、湯水供給路52が、多機能循環路54に接続されている。
暖房用熱交換器43と風呂追焚用熱交換器44とは、多機能循環路54に並列状態で配置され、暖房用電磁弁46が、暖房用熱交換器43を通した湯水の通流を断続し、且つ、風呂追焚用電磁弁47が、風呂追焚用熱交換器44を通した湯水の通流を断続する形態で、多機能循環路54に配置されている。
多機能循環路54における補助熱源機2の下流側箇所と湯水取出路51とを接続する合流路55が設けられ、この合流路55に、タンク比例弁49が設けられている。
暖房用循環路56が、暖房用熱交換器43を経由する状態で設けられ、暖房用循環ポンプ41が、暖房用循環路56に設けられている。
風呂用循環路57が、風呂追焚用熱交換器44を経由する状態で設けられ、風呂追焚用循環ポンプ42が、風呂用循環路57に設けられている。
そして、熱源部Hbは、湯水取出路51からの湯水と第1給水路53aからの湯水を混合させて給湯路58から供給する給湯運転処理、暖房用循環路56を通して暖房端末に熱媒を供給する暖房運転処理、及び、風呂用循環路57を通して浴槽水を循環させながら加熱する風呂追焚運転処理を行うように構成されている。
給湯運転処理、暖房運転処理、風呂追焚運転処理の夫々は、貯湯タンク1の湯水を用いて行われることになるが、貯湯タンク1の貯湯熱量が不足する場合には、補助熱源機2が燃焼作動されるように構成されている。
例えば、給湯運転を行う場合に、貯湯タンク1の貯湯熱量が多いときには、貯湯タンク1の湯水が湯水取出路51を通して給湯用混合弁45に供給されることになる。尚、この場合、第2給水路53bからの湯水が、蓄熱切換弁50を経由しながら、湯水供給路52を通して貯湯タンク1に供給されることになる。
給湯運転処理を行う場合に、貯湯タンク1の貯湯熱量が少ないときには、第2給水路53bからの湯水を、蓄熱切換弁50を経由しながら、湯水供給路52を通して多機能循環路54に供給し、補助熱源機2にて加熱した後、合流路55を通して湯水取出路51に流動させることになる。
暖房運転処理や風呂追焚運転処理を行う場合に、貯湯タンク1の貯湯熱量が多いときには、多機能循環ポンプ40を作動させた状態で、貯湯タンク1の湯水を、分岐路51aを通して多機能循環路54に供給し、暖房用熱交換器43や風呂追焚用熱交換器44を流動させた後に、湯水供給路52を通して貯湯タンク1に戻す形態で流動させることになる。
暖房運転処理や風呂追焚運転処理を行う場合に、貯湯タンク1の貯湯熱量が少ないときには、分岐路51aを閉じるように三方弁48を切替えた状態で、多機能循環ポンプ40を作動させて、多機能循環路54の湯水を循環させ、且つ、循環される湯水を補助熱源機2にて加熱することになる。
(給湯運転処理について)
給湯運転処理は、上述の如く、給湯開始条件が満たされたときに、貯湯タンク1の貯湯熱量が少ないときには、給湯用燃焼器Kとして機能する補助熱源機2を給湯停止終了条件が満たされるまで燃焼作動させることになる。
給湯開始条件は、例えば、給湯路58の先端に設けた給湯栓(図示せず)が開かれることにより、給湯路58を通して湯水が流動することを検出する通水センサWが湯水の流動を検出する条件であり、給湯停止終了条件は、給湯栓が閉じられることにより、通水センサWが湯水の流動を検出しない条件である。
すなわち、熱源用制御部Cbが、通水センサWにて湯水の通流が検出されると、給湯路58を通して目標温度の湯水を供給すべく、給湯用混合弁45や補助熱源機2等の作動を制御するように構成されている。
(漏洩判定回避処理)
発電用制御部Caが、マイコンメータMの漏洩判定用期間(例えば、30日)の4日前に相当する26日が経過した時点において、発電部Haの運転を起動禁止解除条件が満たされるまで停止する漏洩判定回避用停止処理、及び、燃料ガスGの消費を控えることを促すメッセージを、起動禁止解除条件が満たされるまでリモコンRに表示する警告処理を、漏洩判定回避処理として実行するように構成されている。
本実施形態においては、発電部Haが、燃料ガスGを水蒸気改質処理により水素ガスを生成する改質処理装置3と、生成された水素ガスが供給される燃料電池4とを備える形態に構成されるものであるから、発電用制御部Caが、漏洩判定回避用停止処理として、改質処理装置3及び燃料電池4に対して、上述した停止保管運転処理を行うことになる。
すなわち、燃料ガスGの供給を停止した状態で、改質処理装置3及び燃料電池4の燃料極4nに水蒸気を供給して内部ガスを排出する水蒸気パージ処理(水蒸気供給処理)、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、改質処理装置3及び燃料電池4の燃料極4nにマイコンメータMを経由した燃料ガスGを充填して封止するガスパージ処理(充填処理)を順次実行し、その後、燃料ガスGの充填状態を適正状態に維持するようにマイコンメータMを経由した燃料ガスGを改質処理装置3や燃料電池4の内部に補充する保圧処理を実行することになる。
尚、燃料電池4に対する保圧処理としては、上述した如く、改質処理装置3の内部に充填された燃料ガスGを供給する処理が実行されることになる。
また、起動禁止解除条件が、燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる条件に定められている。
本実施形態においては、図1に示すように、発電部Ha及び熱源部Hbの夫々に燃料ガスGの通流量を計測する発電側流量計59a及び熱源側流量計59bが設けられている。
そして、発電用制御部Caが、発電側流量計59a及び熱源側流量計59bの検出情報に基づいて、発電部Ha及び熱源部Hbの夫々に対する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を判断するように構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、上述の如く、発電側流量計59a及び熱源側流量計59bを設けているが、例えば、発電部Haについては、燃料バルブV1を開き状態に操作したか否か、及び、後述する凍結防止用加熱バーナ60が燃焼したか否かにより、燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を判断でき、また、熱源部Hbについては、補助熱源機2が作動したか否かにより、燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を判断できるものであるから、発電側流量計59a及び熱源側流量計59bを設置しない形態で、発電部Ha及び熱源部Hbの夫々に対して燃料ガスGを供給しない時間を判断するようにしてもよい。
警告処理は、漏洩判定回避用停止処理の実行中において、設定処理予定時間(例えば、12時間)が経過しても、エネルギ供給部Hに対して供給する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)とならないときには、燃料ガスGの消費を停止するように警告を行うものである。
(漏洩判定回避処理の詳細)
次に、発電用制御部Caが実行する漏洩判定回避処理を、図4のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、マイコンメータMの漏洩判定用期間(例えば、30日)の4日前に相当する26日が経過しているか否かを判定し(#1)、26日以上が経過している場合には、発電部Haが停止済であるか否かを判定する(#2)。尚、#1にて、26日以上が経過していないと判定したときには、他の処理に移行する。
#2にて、停止済でないと判定したときには、発電部Haの起動を禁止する起動禁止をセットし(#3)、次に、改質処理装置3及び燃料電池4の運転を停止する運転停止処理(水蒸気パージ処理、ガスパージ処理)を実行する(#4)。
尚、運転停止処理の後では、改質処理装置3の内部圧力を適正圧力に保つ保圧処理や、燃料電池4の燃料極4nにおける内部圧力を適正圧力に保つ保圧処理が、漏洩判定回避処理とは別の処理として、実行される。
次に、エネルギ供給部Hに対して供給する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が、設定値以上(例えば、60分以上)である否かを判定し(#5)、積算値が設定値以上(例えば、60分以上)であると判定した場合、つまり、起動禁止解除条件が満たされた場合には、発電部Haの起動を許可するために起動禁止を解除することになる(#6)。
#5にて、積算値が設定値以上(例えば、60分以上)でないと判定した場合には、処理予定時間(例えば、12時間)が経過しているか否かを判定し(#7)、処理予定時間を経過している場合には、燃料ガスGの消費を控えることを促すメッセージをリモコンRに表示する警告処理を実行する(#8)。
(改質処理装置の保圧処理について)
改質処理装置3の保圧処理は、燃料ガスGの充填状態を適正状態に維持すべく、燃料ガスGの補充開始条件が満たされると、補充停止条件が満たされるまでマイコンメータMを経由した燃料ガスGを補充する処理である。
本実施形態においては、補充開始条件が改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が充填設定圧力(例えば、1.0kpa)よりも低い圧力に設定された充填開始圧力(例えば、0.5kpa)以下になる条件であり、補充停止条件が、検出圧力が充填設定圧力以上になる条件である。
また、運転制御部Cが、漏洩判定回避用停止処理の実行中において給湯運転処理を実行した場合に、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、補充開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから保圧処理の実行するように構成されている。
本実施形態においては、起動禁止解除条件が、燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる条件であるため、設定経過時間として、本実施形態においては、設定判定時間(例えば、2分)が設定されている。
加えて、運転制御部Cが、漏洩判定回避用停止処理の実行中において後述する凍結防止運転処理を実行した場合においては、当該凍結防止運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、補充開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから保圧処理を実行するように構成されている。
凍結防止運転処理として、本実施形態においては、後述の如く、発電部Haについての凍結防止運転処理と、熱源部Hbについての凍結防止運転処理が存在することになる。
尚、「漏洩判定回避用停止処理の実行中」とは、発電用制御部Caが、発電部Haの運転を停止することを決定した時点以降でもよいし、発電用制御部Caが、実際に発電部Haの運転を停止させる処理を開始した時点以降でもよいし、さらには、実際に発電部Haの運転が停止された時点以降でもよい。
(改質処理装置の保圧処理の詳細)
次に、発電用制御部Caが実行する改質処理装置3の保圧処理について、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。
先ず、改質処理装置3を密閉中であるか否かを判別し(#11)、密閉中であると判別したときには、次に、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGを改質処理装置3に充填する充填中であるか否かを判定する(#12)。尚、#11にて、密閉中でないと判定した場合には、他の処理に移行することになる。
#12にて、燃料ガスGの充填中でないと判定した場合には、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が燃料ガスGの充填を開始する充填開始圧力(例えば、0.5kpa)よりも低い状態であるか否かを判定し(#13)、検出圧力が充填開始圧力よりも低い場合には、続いて、マイコンメータMを経由した燃料ガスGの消費中であるか否か、つまり、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを、給湯運転処理、暖房運転処理、風呂追焚運転処理、後述の発電部Haや熱源部Hbの凍結防止運転処理の実行によって、消費中であるか否かを判定する(#14)。
尚、#13にて、検出圧力が充填開始圧力以上であると判定した場合には、他の処理に移行することになる。
#14にて、燃料ガスGの消費中であると判定した場合には、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGの供給を開始する(#15)。
#14にて、燃料ガスGの消費中でないと判定した場合には、エネルギ供給部Hに対して供給する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)であるか否かを判定し(#16)、継続時間が設定判定時間以上である場合には、#15の処理に移行して、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGの供給を開始する。
#16にて、継続時間が設定判定時間未満であると判定した場合には、他の処理に移行することになる。つまり、継続時間が設定判定時間以上になるまで、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGの供給を開始することが遅延され、継続時間が設定判定時間以上となった時点で、#15の処理に移行して、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGの供給が開始される。
燃料ガスGの供給を開始した後は、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が充填設定圧力(例えば、1.0kpa)以上であるか否かを判定し(#17)、検出圧力が充填設定圧力以上であると、燃料バルブV1を閉じ(#18)、その後、他の処理に移行することになる。
#17にて、検出圧力が充填設定圧力以上でないと判定した場合には、他の処理に移行することになる。
また、#12にて、燃料ガスGの充填中であると判定した場合には、#17の処理に移行して、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が充填設定圧力以上であるか否かを判定することになる。
つまり、改質処理装置3の保圧処理は、上述の如く、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が充填設定圧力よりも低い充填開始圧力(例えば、0.5kpa)以下になると、燃料バルブV1を開き、検出圧力が充填設定圧力(例えば、1.0kpa)以上になると、燃料バルブV1を閉じることを、繰り返す処理である。
上述の記載では省略したが、#16にて、継続時間が設定判定時間未満であると判定した場合において、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が充填開始圧力(例えば、0.5Kpa)よりも低い下限圧力(例えば、0.2Kpa)以下であるときには、継続時間が設定判定時間未満であっても、#15の処理に移行して、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGの供給を開始させるようにしてもよい。
(燃料電池の保圧処理の補足説明)
燃料電池4に対する保圧処理は、上述の如く、燃料電池側圧力センサ36の検出圧力に基づいて行われることになる。
そして、燃料電池4に対する保圧処理は、エネルギ供給部Hに対して供給する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上であるか否かの判定を行うことなく、燃料電池側圧力センサ36の検出圧力が燃料電池側の充填設定圧力よりも低い燃料電池側の充填開始圧力以下になると、直ちに、生成ガス出口バルブV2を開き、燃料電池側の充填設定圧力以上になると、生成ガス出口バルブV2を閉じることになる。
つまり、燃料電池4に対する保圧処理は、改質処理装置3に充填されている燃料ガスGを用いて行うことになるので、改質処理装置3の保圧処理とは異なり、燃料電池側圧力センサ36の検出圧力が燃料電池側の充填開始圧力以下になると、直ちに、生成ガス出口バルブV2を開く形態で実行される。
(発電部の凍結防止について)
次に、発電部Haの凍結防止運転処理について説明する。
本実施形態においては、図1に示すように、上述した凍結防止用加熱バーナ60が、加熱対象としての湯水循環路5Bを燃焼排ガスにて加熱するように設けられ、発電用制御部Caが、冷却水貯留タンクQの冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ61の検出温度に基づいて、湯水循環路5Bを加熱する凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
すなわち、発電用制御部Caが、発電部Haの凍結防止運転処理として、冷却水循環ポンプPa及び湯水循環ポンプPbを作動させた状態で、凍結防止用燃焼器Nとして機能する凍結防止用加熱バーナ60を燃焼作動させて、湯水循環路5Bの湯水を昇温する処理を実行するように構成されている。
ちなみに、冷却水循環路5Aの冷却水が熱交換部5Cにて湯水循環路5Bの湯水にて加熱されることになり、結果的に、燃料電池4等も昇温されることになる。
発電部Haの凍結防止運転処理は、凍結防止開始条件が満たされると開始され、凍結防止終了条件が満たされると終了されることになる。
発電部Haの凍結防止運転処理における凍結防止開始条件が、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低くなる条件であり、凍結防止終了条件が、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱停止温度(例えば、10℃)よりも高くなる条件に定められている。
運転制御部Cは、漏洩判定回避用停止処理の実行中において給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、凍結防止開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
本実施形態においては、起動禁止解除条件が、燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる条件であるため、設定経過時間として、本実施形態においては、設定判定時間(例えば、2分)が設定されている。
加えて、運転制御部が、漏洩判定回避用停止処理の実行中に改質処理装置3の保圧処理を実行した場合において、当該保圧処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、凍結防止開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
尚、「漏洩判定回避用停止処理の実行中」とは、発電用制御部Caが、発電部Haの運転を停止することを決定した時点以降でもよいし、発電用制御部Caが、実際に発電部Haの運転を停止させる処理を開始した時点以降でもよいし、さらには、実際に発電部Haの運転が停止された時点以降でもよい。
(発電部の凍結防止運転処理の詳細)
次に、発電用制御部Caが実行する発電部Haの凍結防止運転処理を、図6のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、冷却水循環ポンプPa及び湯水循環ポンプPbを作動させ且つ凍結防止用加熱バーナ60を燃焼作動させる凍結防止運転の運転中であるか否かを判定し(#21)、運転中でないと判定した場合には、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱開始温度(例えば、2℃)よりも低いか否かを判定する(#22)。
#22にて、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低いと判定した場合には、続いて、マイコンメータMを経由した燃料ガスGの消費中であるか否か、つまり、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを、給湯運転処理、暖房運転処理、風呂追焚処理、改質処理装置3の保圧処理、及び、後述する熱源部Hbの凍結防止運転処理の実行によって、消費中であるか否かを判定する(#23)。
尚、#22にて、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも高いと判定した場合には、他の処理に移行することになる。
#23にて、燃料ガスGの消費中であると判定した場合には、冷却水循環ポンプPa及び湯水循環ポンプPbを作動させ且つ凍結防止用加熱バーナ60を燃焼作動させて、凍結防止運転を開始する(#24)。
#23にて、燃料ガスGの消費中でないと判定して場合には、エネルギ供給部Hに対して供給する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)であるか否かを判定し(#25)、継続時間が設定判定時間以上である場合には、#24の処理に移行して、凍結防止運転を開始する。
#25にて、継続時間が設定判定時間未満であると判定した場合には、他の処理に移行することになる。つまり、継続時間が設定判定時間以上になるまで、凍結防止運転を開始することが遅延され、継続時間が設定判定時間以上となった時点で、#24の処理に移行して、凍結防止運転が開始される。
凍結防止運転を開始した後は、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱停止温度(例えば、10℃)よりも高いか否かを判定し(#26)、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱停止温度(例えば、10℃)よりも高い場合には、凍結防止運転を終了することになる(#27)。
また、#21にて、凍結防止運転の運転中であると判定した場合には、#26の処理に移行して、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱停止温度(例えば、10℃)よりも高いか否かを判定し、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱停止温度(例えば、10℃)よりも高い場合には、凍結防止運転を終了することになる(#27)。
上述の記載では省略したが、#25にて、継続時間が設定判定時間未満であると判定した場合において、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低い下限温度(例えば、1℃)以下であるときには、#24の処理に移行して、継続時間が設定判定時間未満であっても、凍結防止運転を開始するようにしてもよい。
(熱源部の凍結防止について)
次に、熱源部Hbの凍結防止運転処理について説明する。
本実施形態においては、補助熱源機2を、凍結防止用燃焼器Nとして燃焼作動させることになり、また、図3に示すように、配管類を加熱する凍結防止用電気ヒータDが、湯水循環路5B、給湯路58、及び、第1給水路53aの夫々に対応させて設けられている。
図3に示すように、多機能循環路54の各所、つまり、補助熱源機2の下流側箇所、暖房用熱交換器43や風呂追焚用熱交換器44の下流側箇所、三方弁48の上流側箇所、及び、補助熱源機2の上流側箇所の夫々に、多機能循環路54の温度を検出する第1温度検出センサS1が設けられ、複数の第1温度検出センサS1の検出情報に基づいて、加熱対象としての多機能循環路54を加熱するために補助熱源機2を燃焼作動させる凍結防止運転処理が実行されるように構成されており、その詳細は後述する。
図3に示すように、凍結防止用電気ヒータDの運転制御情報を検出する第2温度検出センサS2が、給水路53、湯水取出路51における給湯用混合弁45の上流側箇所、給湯路58、湯水供給路52、及び、湯水循環路5Bの夫々に設けられている。
そして、凍結防止用電気ヒータDを加熱作動させる電気ヒータ作動処理として、複数の第2温度検出センサS2のうちのいずれかの検出温度が、凍結防止用電気ヒータDの作動を開始するための開始温度よりも低くなると、凍結防止用電気ヒータDを作動させ、複数の第2温度検出センサS2の全ての検出温度が、凍結防止用電気ヒータDの作動を停止するための停止温度よりも高くなると、凍結防止用電気ヒータDを停止する処理が実行されるように構成されている。
(熱源部の凍結防止運転処理)
以下、補助熱源機2を燃焼作動させる凍結防止運転処理について説明を加える。
すなわち、熱源用制御部Cbが、熱源部Hbの凍結防止運転処理として、多機能循環ポンプ40を作動させた状態で、凍結防止用燃焼器Nとして兼用する補助熱源機2を燃焼作動させて、多機能循環路54の湯水を昇温する処理を実行するように構成されている。
凍結防止運転処理は、凍結防止開始条件が満たされると開始され、凍結防止終了条件が満たされると終了されることになる。
凍結防止開始条件が、複数の第1温度検出センサS1のうちのいずれかの検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低くなる条件であり、凍結防止終了条件が、複数の第1温度検出センサS1の全ての検出温度が加熱停止温度(例えば、8℃)よりも高くなる条件である。
運転制御部Cは、漏洩判定回避用停止処理の実行中において給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、凍結防止開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
本実施形態においては、起動禁止解除条件が、燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)である場合の継続時間の積算値が設定値以上(例えば、60分)となる条件であるため、設定経過時間として、本実施形態においては、設定判定時間(例えば、2分)が設定されている。
加えて、運転制御部Cが、漏洩判定回避用停止処理の実行中に改質処理装置3の保圧処理を実行した場合において、当該保圧処理を停止してからの経過時間が燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、凍結防止開始条件が満たされたときには、設定経過時間が経過してから前記凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
尚、「漏洩判定回避用停止処理の実行中」とは、上述の如く、発電用制御部Caが、発電部Haの運転を停止することを決定した時点以降でもよいし、発電用制御部Caが、実際に発電部Haの運転を停止させる処理を開始した時点以降でもよいし、さらには、実際に発電部Haの運転が停止された時点以降でもよい。
(熱源部の凍結防止運転処理の詳細)
次に、熱源用制御部Cbが実行する熱源部Hbの凍結防止運転処理を、図7のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、多機能循環ポンプ40を作動させ且つ補助熱源機2を燃焼作動させる凍結防止運転の運転中であるか否かを判定し(#31)、運転中でないと判定した場合には、複数の第1温度検出センサS1のいずれかの検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低いか否かを判定する(#32)。
#32にて、複数の第1温度検出センサS1のいずれかの検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低いと判定した場合には、続いて、マイコンメータMを経由した燃料ガスGの消費中であるか否か、つまり、マイコンメータMを経由した燃料ガスGを、給湯運転処理、暖房運転処理、風呂追焚処理、改質処理装置3の保圧処理、及び、発電部Haの凍結防止運転処理の実行によって、消費中であるか否かを判定する(#33)。
尚、#32にて、複数の第1温度検出センサS1の全ての検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも高いと判定した場合には、他の処理に移行することになる。
#33にて、燃料ガスGの消費中であると判定して場合には、多機能循環ポンプ40を作動させ、かつ、補助熱源機2を燃焼作動させて、凍結防止運転を開始する(#34)。
#33にて、燃料ガスGの消費中でないと判定した場合には、エネルギ供給部Hに対して供給する燃料ガスGの通流量が設定判定量(例えば、1.0L/h)以下となる状態を継続する継続時間が設定判定時間以上(例えば、2分以上)であるか否かを判定し(#35)、継続時間が設定判定時間以上である場合には、#34の処理に移行して、凍結防止運転を開始する。
#35にて、継続時間が設定判定時間未満であると判定した場合には、他の処理に移行することになる。つまり、継続時間が設定判定時間以上になるまで、凍結防止運転を開始することが遅延され、継続時間が設定判定時間以上となった時点で、#34の処理に移行して、凍結防止運転が開始される。
凍結防止運転を開始した後は、複数の第1温度検出センサS1の全ての検出温度が加熱停止温度(例えば、8℃)よりも高いか否かを判定し(#36)、複数の第1温度検出センサS1の全ての検出温度が加熱停止温度(例えば、8℃)よりも高い場合には、凍結防止運転を終了する(#37)。
また、#31にて、凍結防止運転の運転中であると判定した場合には、#36の処理に移行して、複数の第1温度検出センサS1の全ての検出温度が加熱停止温度(例えば、8℃)よりも高いか否かを判定し、複数の第1温度検出センサS1の全ての検出温度が加熱停止温度(例えば、8℃)よりも高い場合には、凍結防止運転を終了する(#37)。
上述の記載では省略したが、#35にて、継続時間が設定判定時間未満であると判定した場合において、複数の第1温度検出センサS1のいずれかの検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低い下限温度(例えば、1℃)以下であるときには、#34の処理に移行して、継続時間が設定判定時間未満であっても、凍結防止運転を開始するようにしてもよい。
〔別実施形態〕
次に、その他の別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態においては、エネルギ供給部Hの運転を制御する運転制御部Cが、発電部Haの運転を制御する発電用制御部Caと熱源部Hbの運転を制御する熱源用制御部Cbとから構成される場合を例示したが、発電用制御部Caと熱源用制御部Cbとを一つの制御部としてまとめて、運転制御部Cを一つの制御部として構成する形態で実施してもよい。
(2)上記実施形態においては、発電部Haと熱源部Hbとを別体のユニットとして構成する場合を例示したが、発電部Haと熱源部Hbとを一つのユニットとして構成する形態で実施してもよい。
(3)上記実施形態においては、発電部Haが、改質処理装置3と燃料電池4とを備える場合を例示したが、発電部Haが、燃料ガスGにて作動するエンジンと、そのエンジンにて駆動される発電機とを備える場合にも本発明は適用できるものである。
(4)上記実施形態においては、貯湯タンク1を有する熱源部Hbを備える場合を例示したが、貯湯タンク1を備える熱源部Hbを省略する形態で実施してもよい。
(5)上記実施形態においては、熱源部Hbにのみ、凍結防止用電気ヒータDを備えさせる場合を例示したが、発電部Haにも、凍結防止用電気ヒータDを備えさせる形態で実施してもよい。
(6)発電部Haにおける凍結防止運転処理の具体構成や、熱源部Hbにおける凍結防止運転処理の具体構成は、種々変更できる。
(7)上記実施形態においては、発電部Ha及び熱源部Hbの夫々にて、凍結防止用燃焼器Nを燃焼作動させる凍結防止運転処理を実行する場合を例示したが、発電部Ha及び熱源部Hbのいずか一方にて、凍結防止用燃焼器Nを燃焼作動させる凍結防止運転処理を実行し、他方は、凍結防止用電気ヒータDの作動により凍結防止を行うようにする等、発電部Ha及び熱源部Hbに対して凍結防止を行う具体構成は、種々変更できるものである。
(8)上記実施形態においては、改質処理装置3の保圧処理を、改質処理装置側圧力センサ35の検出情報に基づいて行う場合を例示したが、例えば、改質器温度センサ34の検出温度Tが設定温度Ts(例えば、50℃)低下する毎に、燃料ガスGを設定量ずつ充填する形態で実施する等、保圧処理の具体構成は各種変更できる。
(9)上記実施形態においては、燃料電池4に対する保圧処理を、改質処理装置3に充填された燃料ガスGを供給する形態で実施したが、マイコンメータMからの燃料ガスGを供給する形態で実施してもよい。
この場合には、燃料電池4に対する保圧処理は、改質処理装置3の保圧処理と同様に、燃料ガスGの消費中として判断することになる。
(10)上記実施形態においては、熱源部Hbが暖房運転処理や風呂追焚運転処理を行う場合を例示したが、熱源部Hbが暖房運転処理や風呂追焚運転処理を実行しない形態で実施してもよい。
(11)上記実施形態では、燃料電池4に対しても保圧処理を行う場合を例示したが、燃料電池4に対する保圧処理を省略する形態で実施してもよい。
(12)上記実施形態では、超音波式のマイコンメータMを例示したが、膜式のマイコンメータMについても本発明は適用できる。この場合、燃料ガス非消費状態が、継続時間が設定継続時間(例えば、60分)に亘って継続する状態に設定されることになるから、設定経過時間を、設定継続時間に相当する時間に定めことになる。
マイコンメータMを膜式に構成する場合には、図5で示す保圧処理の#16の設定判定時間を、設定継続時間(例えば、60分)に置き換え、また、図6及び図7で示す凍結防止運転処理の#25及び#35の設定判定時間を、設定継続時間(例えば、60分)に置き換えることになる。
ちなみに、マイコンメータMを膜式に構成する場合には、図5に示す保圧処理において、設定継続時間(例えば、60分)に亘って、燃料ガスGの補充が遅れる場合があるので、#16にて、継続時間が設定継続時間未満であると判定した場合において、改質処理装置側圧力センサ35の検出圧力が充填開始圧力(例えば、0.5Kpa)よりも低い下限圧力(例えば、0.2Kpa)以下であるときには、継続時間が設定継続時間未満であっても、#15の処理に移行して、燃料バルブV1を開いて燃料ガスGの供給を開始させるようにするとよい。
同様に、図6及び図7で示す凍結防止運転処理凍結防止運転処理において、設定継続時間(例えば、60分)に亘って、凍結防止運転の開始が遅れる場合があるので、図6においては、#25にて、継続時間が設定継続時間未満であると判定した場合において、冷却水温度センサ61の検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低い下限温度(例えば、1℃)以下であるときには、#24の処理に移行して、継続時間が設定継続時間未満であっても、凍結防止運転を開始するとよい。
また、図7においては、#35にて、継続時間が設定継続時間未満であると判定した場合において、複数の第1温度検出センサS1のいずれかの検出温度が加熱開始温度(例えば、4℃)よりも低い下限温度(例えば、1℃)以下であるときには、#34の処理に移行して、継続時間が設定継続時間未満であっても、凍結防止運転を開始するとよい。
尚、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
1 貯湯タンク
3 改質処理装置
4 燃料電池
C 運転制御部
H エネルギ供給部
Ha 発電部
Hb 熱源部
K 給湯用燃焼器
M マイコンメータ
N 凍結防止用燃焼器

Claims (8)

  1. 燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断するマイコンメータと、当該マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて発電する発電部を備えるエネルギ供給部と、当該エネルギ供給部の運転を制御する運転制御部とが設けられ、
    前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する給湯用燃焼器が設けられ、
    前記運転制御部が、給湯開始条件が満たされると、前記給湯用燃焼器を給湯停止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる給湯運転処理、及び、前記漏洩判定用期間が経過する前に、前記発電部の運転を起動禁止解除条件が満たされるまで停止する漏洩判定回避用停止処理を実行するように構成されたエネルギ供給システムであって、
    前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する凍結防止用燃焼器が設けられ、
    前記運転制御部が、凍結防止開始条件が満たされると、前記凍結防止用燃焼器を凍結防止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる凍結防止運転処理を実行し、且つ、前記漏洩判定回避用停止処理の実行中において前記給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、前記凍結防止開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記凍結防止運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システム。
  2. 前記発電部が、燃料ガスを水蒸気改質処理により水素ガスを生成する改質処理装置と、生成された水素ガスが供給される燃料電池とを備える形態に構成され、
    前記運転制御部が、
    前記漏洩判定回避用停止処理として、燃料ガスの供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に水蒸気を供給して内部ガスを排出する水蒸気供給処理、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に前記マイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理を順次実行し、その後、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持すべく、燃料ガスの補充開始条件が満たされると、補充停止条件が満たされるまで前記マイコンメータを経由した燃料ガスを補充する保圧処理を実行するように構成され、かつ、
    前記漏洩判定回避用停止処理の実行中において前記給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための前記設定経過時間が経過するまでに、前記補充開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記保圧処理を実行するように構成されている請求項1記載のエネルギ供給システム。
  3. 前記運転制御部が、前記漏洩判定回避用停止処理の実行中に前記凍結防止運転処理を実行した場合において、当該凍結防止運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための前記設定経過時間が経過するまでに、前記補充開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記保圧処理を実行するように構成されている請求項2記載のエネルギ供給システム。
  4. 前記運転制御部が、前記漏洩判定回避用停止処理の実行中に前記保圧処理を実行した場合において、当該保圧処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための前記設定経過時間が経過するまでに、前記凍結防止開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記凍結防止運転処理を実行するように構成されている請求項2又は3記載のエネルギ供給システム。
  5. 前記エネルギ供給部に、前記発電部の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯タンク及び前記給湯用燃焼器を有する熱源部が備えられ、
    前記凍結防止用燃焼器が、前記発電部及び前記熱源部の夫々に設けられている請求項1〜4のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
  6. 燃料ガスの通流量が設定判定量以下となる状態を継続する継続時間に基づいて求められる燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断するマイコンメータと、当該マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて発電する発電部を備えるエネルギ供給部と、当該エネルギ供給部の運転を制御する運転制御部とが設けられ、
    前記エネルギ供給部に、前記マイコンメータを経由した燃料ガスを用いて燃焼する給湯用燃焼器が設けられ、
    前記運転制御部が、給湯開始条件が満たされると、前記給湯用燃焼器を給湯停止終了条件が満たされるまで燃焼作動させる給湯運転処理、及び、前記漏洩判定用期間が経過する前に、前記発電部の運転を起動禁止解除条件が満たされるまで停止する漏洩判定回避用停止処理を実行するように構成されたエネルギ供給システムであって、
    前記発電部が、燃料ガスを水蒸気改質処理により水素ガスを生成する改質処理装置と、生成された水素ガスが供給される燃料電池とを備える形態に構成され、
    前記運転制御部が、
    前記漏洩判定回避用停止処理として、燃料ガスの供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に水蒸気を供給して内部ガスを排出する水蒸気供給処理、及び、水蒸気の供給を停止した状態で、前記改質処理装置及び前記燃料電池のうちの少なくとも前記改質処理装置の内部に前記マイコンメータを経由した燃料ガスを充填して封止する充填処理を順次実行し、その後、燃料ガスの充填状態を適正状態に維持すべく、燃料ガスの補充開始条件が満たされると、補充停止条件が満たされるまで前記マイコンメータを経由した燃料ガスを補充する保圧処理を実行するように構成され、かつ、
    前記漏洩判定回避用停止処理の実行中において前記給湯運転処理を実行した場合には、当該給湯運転処理を停止してからの経過時間が前記燃料ガス非消費状態を生成するための設定経過時間が経過するまでに、前記補充開始条件が満たされたときには、前記設定経過時間が経過してから前記保圧処理を実行するように構成されているエネルギ供給システム。
  7. 前記燃料ガス非消費状態が、前記継続時間が設定継続時間に亘って継続する状態であり、
    前記設定経過時間が、前記設定継続時間に相当する時間に定められている請求項1〜6のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
  8. 前記燃料ガス非消費状態が、前記継続時間が設定判定時間以上である場合の前記継続時間の積算値が設定値以上となる状態であり、
    前記設定経過時間が、前記設定判定時間に相当する時間に定められている請求項1〜6のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
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