JPS6334464A

JPS6334464A - 冷房給湯装置

Info

Publication number: JPS6334464A
Application number: JP61178292A
Authority: JP
Inventors: 隆茂呂; 望月　光雄; 憲男井川
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-15
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792292B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、冷房用冷水及び給湯を同時に得ることができ
る冷房給湯装置に関する。

〔従来の技術〕

天然ガスを改質して得られ水素ガスと空中の酸素とを用
いて直流発電する燃料電池発電装置では、ＩＪ）　２と
して、空気極用空気の圧縮により発生する熱を冷却水で
冷却することにより、４５〜５０℃程度の低温水が得ら
れるとともに、水素と酸素の反応熱を熱交換器で吸熱し
、次いで気水分離器を通すことにより、水蒸気が得られ
る。

この水蒸気を貯湯タンク内の加熱コイルに通すことによ
り、６０℃程度の給湯を得ることができ、かつ、吸収式
冷凍機により冷房用冷水が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、４０〜５０℃程度の低温水を給湯用熱源として
用いるには、さらに、ボイラやヒータによる昇温が必要
となる。ボイラを用いた場合には、燃料を定期的に補給
する必要があるとともに、煙が排出され、しかも防火を
考慮する必要がある。

また、ヒータを用いた場合には熱効率が悪く、ランニン
グコスト高となる。

そのうえ、ボイラやヒータを用いても冷房用冷却水を同
時に得ることができない。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、取り扱いがＷＪ単
で、しかもランニングコストを低減でき、そのうえ給湯
のみならず冷房用冷水をも同時に得ることができる冷房
給湯装置を捉供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る冷房給湯装置では、同一温度Ｔに対し、水
素の解離圧力が低圧ＰＬである第１水素貯蔵合金Ｍ１Ａ
、Ｍ１Ｂと該解離圧力が高圧ＴＬ（ＰＨ＞ＰＬ）である
第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｒとが、それぞれ、内部
に加熱コイル１８．３４．２４．４２及び冷却コイル２
０．３６．２６．４４の備えられた第１タンク２２．３
８と第２タンク３０．４６とに収容され、核間タンクが
連通されてなる水素吸脱熱交換器１４．１６が複数台設
けられた冷温水機１２と、排熱を蒸気及び低温水として流出する燃料電池発電装置
５０と、＋ｍ　ｐコイル６０が貯湯タンク内に備えられ、給湯を
流出する給湯用熱交換器６２と、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｒから水素を脱蔵し第１
水素貯蔵合金Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂに水素を吸蔵させる正方向
運転では、冷房用還冷水を第２タンク３０．４６内の該
加熱コイル２４．４２へ通すとともに、流体を第１水素
貯蔵合金Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂの該冷却コイル２０．３６に通
し、第１水素貯蔵合金Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂから水素を脱蔵し
第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｒに水素を吸蔵する逆方
向運転では、燃料電池発電装置５０からの該蒸気を第１
タンク２２．３８内の該加熱コイル１８．３４に通すと
ともに、燃料電池発電装置５０からの該低温水を第２タ
ンク３０．４６内の該冷却コイル２８．４０に通し次い
で貯湯タンク内の該加熱コイル６０に通し、複数台の水
素吸脱熱交換器１４．１６の少なくとも１台を正方向運
転とし、同時に、残りの水素吸脱熱交換器１６又は１４
については逆方向運転とし、正方向運転と逆方向運転と
を交互に行う流体接続回路とを有することを特徴として
いる。

〔作用〕

第１図において、水素吸脱熱交換器１４を正方向運転し
、水素吸脱熱交換器１６を逆方向運転する場合には、冷
房用還冷水を加熱コイル２４に通して第２水素貯蔵合金
Ｍ２Ａを加熱し、冷却塔７０により冷却された冷水を冷
却コイル２０に通して第１水素貯蔵合金ＭＩＡを冷却す
るとともに、燃料電池発電装置５０からの蒸気を加熱コ
イル３４に通して第１水素貯蔵合金ＭＩＢを加熱し、燃
料電池発電装置５０からの低温水を冷却コイル４０に通
して第２水素貯蔵合金Ｍ２Ｂを冷却する。

これにより、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、第１水素貯蔵合
金ＭＩＢから水素が脱蔵され、この水素が第１水素貯蔵
合金ＭＩＡ、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ｂに吸蔵される。こ
れに伴って、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、第１水素貯蔵合
金ＭＩＢは吸熱し、第１水素貯蔵合金ＭＩＡ、第２水素
貯蔵合金Ｍ２Ｂは発熱する。

したがって、加熱コイル２４に流入される冷房用達冷水
は冷却され、冷房用往冷水として流出される。また、冷
却コイル４０に流入される、燃料電池発電装置５０から
の低温水は加熱され、次いで加熱コイル６０を通り、貯
湯タンクから６０℃程度の給湯が得られる。

第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、第１水素貯蔵合金ＭＩＢに貯
蔵されていた水素が大部分脱蔵された場合には、次に、
上記同様にして水素吸脱熱交換器１４を逆方向運転し、
水素吸脱熱交換器１６を正方向運転する。

これにより、第１水素貯蔵合金ＭＩＡ、第２水素貯蔵合
金Ｍ２Ｂから水素が脱蔵され、この水素が第２水素貯蔵
合金Ｍ２Ａ、第１水素貯蔵合金ＭＩＢに吸蔵される。こ
れに伴って、第１水素貯蔵合金ＭＩＡ、第２水素貯蔵合
金Ｍ２Ｂは吸熱し、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、第１水素
貯蔵合金ＭＩＢは発熱する。

したがって、加熱コイル４２に流入される冷房用達冷水
は冷却され、冷房用往冷水として流出される。また、冷
却コイル２８に流入される、燃料電池発電装置５０から
の低ｌＷ水は加熱され、次いで加熱コイル６０を通り、
貯湯タンクから６０　℃程度の給湯が得られる。

このように、正方向運転と逆方向運転とを交互に行うこ
とにより、連続的に冷房用冷水と給湯を得ることができ
る。なお、冷水要求のない時は、配管切替えにより、低
温水は給湯の補給水子熱に、蒸気は給湯加熱の暖房用熱
交加熱に用いる。

〔実施例〕

図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

第１図には第１実施例の冷暖房給湯装置１０が示されて
おり、第２図には第１図で省略図示したパルプを備えた
冷温水機１２が示されている。

冷温水機１２は、同一構成の水素吸脱熱交換器１４と水
素吸脱熱交換器１６とから成る。

この水素吸脱熱交換器１４は、第１タンク２２内に第１
水素貯蔵合金ＭＩＡが収容され、第２タンク３０内に第
２水素貯蔵合金Ｍ２Ａが収容され、第１タンク２２と第
２タンク３０とが管３２により連通されている。第１タ
ンク２２内には加熱コイル１８、冷却コイル２０が備え
られており、第２タンク３０内には加熱コイル２４、冷
却コイル２６．２８が備えられている。

同様に、水素吸脱熱交換器１６は、第１タンク３８に第
１水素貯蔵合金ＭＩＢが収容され、第２タンク４６に第
２水素貯蔵合金Ｍ２Ｂが収容され、第１タンク３８と第
２タンク４６とが管４７により連通されている。第１タ
ンク３８内には加熱コイル３４、冷却コイル３６が備え
られ、第２タンク４６内には加熱コイル４２、冷却コイ
ル４４．４０が備えられている。

第１水素貯蔵合金Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂは、例えばＣａ　　Ｎ
ｉ　　ＭｍＡｊ！　（カルシウム・ニッケル・ミツシュ
メタル・アルミニウム合金）であり、第２水素貯蔵合金
Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂは、例えばＭｍＮｉＣａＡβ（ミツシュ
メタル・ニッケル・カルシウム・アルミニウム合金）で
ある。

燃料電池発電装置５０には、天然ガス４８をリフオーマ
４９により改質して得られるリッチ水素ガスが供給され
るようになっている。燃ネ４ｆｆｉ池発電装置５０は、
この水素ガスと空気中の酸素ガスを用いて直流を発電す
るとともに、排熱として、蒸気と約４５〜５０℃の低温
水を流出するようになっている。この水蒸気は、水素と
酸素の反応熱を熱交換器で吸熱し、次いで気水分離器を
通すことにより得られるものである。又、低温水は燃料
極へ燃料ガスを投入するプレ処理として、Ｈ，、Ｈ，０
１ＣＯｔの混合ガスからＨ，Ｏを分離する時の冷却水と
、空気掻排出ガス（Ｎ２、Ｈ，０１ＯＸ　）からＨよ０
を分離回収する時の冷却水及びターボコンプレッサ部の
低圧空気圧縮機による断熱圧縮の結果生じる高温空気の
冷却水の混合により得られる。

ボイラ５２は、天然ガス４８を燃焼して、温水タンク５
４からの温水を加熱し水蒸気を生成するようになってお
り、燃料電池発電装置５０からの水蒸気のみでは足りな
い分を補給するようになっている。

給湯用地交換２３６２は、貯湯タンク内に加熱コイル５
７．５８．６０が備えられており、使用されずに戻って
きた還給湯及び補給水を加熱して６０℃程度の給湯を流
出するようになっている。

！！！！、料電池発主電池発電装置５０温水熱交＋１！
ｉ器５６とは管ＰＬにより接続され、管Ｐ１と加熱コイ
ル５７の一端とは管Ｐ２により接続され、管Ｐ１と加熱
コイル１８．３４の一端とは管Ｐ３により接続され、管
Ｐｌとボイラ５２とは管Ｐ４により接続されており、燃
料電池発電装置装置５０又はボイラ５２からの水茎気が
暖房用温水熱交換器５６、加熱コイル５７．１８．３４
へ供給されるようになっている。

ｌユ水タンク５４と暖房用温水熱交換器５６とは管Ｐ５
により接続され、管Ｐ５と加熱コイル５７の他端とは管
Ｐ６により接続され、加３＾コイル１８．３４のそれぞ
れの他端と加熱コイル５８の一端とは管Ｐ７により接続
され、加熱コイル５８の他端と管Ｐ５とは管Ｐ８により
接続されており、水蒸気が吸熱されて生成された凝縮＞
＝水がこれらの管を通って燃料電池発電装置５０又は温
水タンク５４へ戻されるようになっている。燃料電池発
電装置５０はこの温水を排熱により加熱して再度水蒸気
を生成し、これを管Ｐ１へ流出するようになっている。

燃料電池発電装置５０により生成される約４５〜５０℃
の低温水の流出端と冷却コイル２８の一端とは管Ｐ９に
より接続され、管Ｐ９と冷却コイル４０の一端とは管Ｐ
ＩＯにより接続され、冷却コイル２８．４０のそれぞれ
の他端と加熱コイル６０の一端とは管ｐＨにより接続さ
れ、加熱コイル６０の他端と燃料電池発電装置５０の還
低温水流入端とは管Ｐ１２により接続され、管ｐＨと暖
房用温水熱交換器５６内の図示しない加熱コイルの一端
とは管Ｐ１３により接続され、この加熱コイルの他端と
管Ｐ１２とは管Ｐ１４により接続されており、燃料電池
発電装置５０からの低温水は、冷却コイル２８又は冷却
コイル４０を通って８０℃程度に加熱された後、給湯用
熱交換器６２、給湯補給水子熱交換器６２１及び暖房用
温水熱交換器５６内の湯を加熱して冷却され、次いで燃
料電池発電装置５０へ戻ってその排熱により加熱され、
約４５〜５０℃の低温水とされて再び管Ｐ９へ流出する
ようになっている。冷温水機による冷水が不要な場合は
、■１〜Ｖ２０を全て閉にし、Ｖ２Ｂ３、Ｖ２Ｂ４も閉
にしく冷水要求がある時は開）、Ｖ２Ｂ１、Ｖ２Ｂ２を
開にして（冷水要求がある時は閉）ＦＣの４５〜５０℃
の低温水は開部せずに、給湯補給水の加熱に用いる。

加熱コイル２４の一端は管Ｐ１５により冷水還ヘッダ６
４に接続され、管Ｐ１５と加熱コイル４２の一端とは管
Ｐ１６により接続され、加熱コイル２４の他端は管Ｐ１
７により冷水槽６６を介して冷水性ヘッダ６８に接続さ
れ、管Ｐ１７と加熱コイル４２の他端とは管Ｐ１８によ
り接続されており、循環して温められた冷房用の還冷水
が加熱コイル２４又は加熱コイル４２を通って冷却され
、冷水槽６６、冷水性ヘッダ６８を介し冷房用冷水とし
て流出されるようになっている。

冷却コイル４４の一端は管Ｐ１９により冷却塔７０の流
出端に接続され、管Ｐ１９と冷却コイル３６．２６．２
０の一端とはそれぞれ管Ｐ２０、管Ｐ２１、管Ｐ２２に
より接続され、冷却コイル４４の他端と冷却塔７０の流
入端とは管Ｐ２３により接続され、管Ｐ２３と冷却コイ
ル３６．２６．２０の他端とはそれぞれ管Ｐ２４、管Ｐ
　２５　、管Ｐ２６により接続されており、第１水素貯
蔵合金ＭＩＡ、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、第１水素貯蔵
合金ＭＩＢ又は第２水素貯蔵合金Ｍ２Ｂを冷却してこれ
に水素を吸蔵させるようになっている。

暖房用温水熱交換器５６は管Ｐ２７、管Ｐ２８によりそ
れぞれ温水還ヘッダ７２、温水性ヘッダ７４に接続され
ており、循環して冷却された暖房用の還温水を暖房用温
水熱交換器５６により加熱して暖房用温水を流出するよ
うになっている。

電力は、通常は燃料電池発電装置５０から得られ、夜間
等の低負荷時にはこの電力の一部がバッテリ７６に蓄電
され、燃料電池発電装置５０がダウンした時等の非常時
にはバッテリ７６を用い、更に発電機７５でバッテリ７
６をバックアップするようになっている。なお、燃料電
池発電＝　’ＩＩ　５０、バッテリ７６からの直流は図
示しないインバータにより交流に変換されて使用される
ようになっている。

第２図に示す如く、加熱コイル１８．３４、冷却コイル
２６．２８、加熱コイル２４、冷却コイル４４．４０、
加熱コイル４２、冷却コイル２０．３６の各両端にはそ
れぞれソレノイドバルブｖｌ〜Ｖ２０が接続されている
。

上記の如く構成された本第１実施例の動作を説明する。

初期状態として、水素吸脱熱交換器１４内の水素の大部
分は第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａに貯蔵されており、水素吸
脱熱交換器１６内の水素の大部分は第１水素貯蔵合金Ｍ
ＩＢに貯蔵されているものとする。また、ソレノイドバ
ルブＶｌ〜Ｖ２０は全て閉しられているものとする。

以下ににおいて、第２タンク３０又は第２タンク４６か
ら第１タンク２２又は第１タンク３８へ水素が移動する
場合を正方向運転と言い、第１タンク２２又は第１タン
ク３８から第２タンク３０又は第２タンク４６へ水素が
移動する場合を逆方向運転と言う。

ソレノイドバルブＶ３、■４、■９、Ｖｔ０１Ｖ１３、
Ｖ１４、Ｖｔ７及びＶｔ８を開にする。

これにより、温められた１２℃程度の還冷水は、管Ｐ１
５、加熱コイル２４を通り第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａを加
熱し、冷却塔７０により冷却された３２℃程度の冷却水
は管Ｐ１９、管Ｐ２２、冷却コイル２０を通り、第１水
素貯蔵合金Ｍ１Δを冷却する。

しかして、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａから水素が脱蔵され
、管３２を通って第１タンク２２内へ移動し、第１水素
貯蔵合金ＭＩＡに吸蔵され、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａが
吸熱するとともに第１水素貯蔵合金ＭＩＡが発熱する。

このため加熱コイル２４を通るぶ冷水は７℃程度に冷却
され、管Ｐ１７、冷水槽６６、冷水性ヘッダ６８を通っ
て冷房用に用いられる。一方、冷却コイル２０を通る冷
却水は加熱され、管Ｐ２６、管Ｐ２３を通って冷却塔７
０に戻され、再度３２℃程度に冷却される。

同時に、燃料電池発電装置５０からの約４５〜５０°Ｃ
の低温水は管Ｐ９、冷却コイル４０を通って第２水素貯
蔵合金Ｍ２Ｂを冷却し、燃料電池発電装置５０及び必要
な場合はボイラ５２からの蒸気が管Ｐｌ、管Ｐ４、管Ｐ
３、加熱コイル３４を通って第１水素貯蔵合金ＭＩＢを
加熱する。

しかして、第１水素貯蔵合金ＭＩＢから水素が脱蔵され
、管４７を通って第２タンク４６内へ移動し、第２水素
貯蔵合金Ｍ２Ｂに吸蔵され、第１水素貯蔵合金ＭＩＢが
吸熱するとともに第２水素貯蔵合金Ｍ２Ｂが発熱する。

このため、冷却コイル４０を通る冷却水は加熱されて８
０℃程度になり、管Ｐ１１、加熱コイル６０を通って貯
留タンク内の湯を加熱し、更に管Ｐｔ２１．Ｐ１２２、
加熱コイル６０１を通って給湯補給水を予熱することに
より、冷却されて燃料電池発電装置５０に戻り、再度排
熱により４５〜５０℃の低温水とされて流出される。ま
た、冷却コイル４０を通って８０℃程度となった品温水
は管ｐＨ、管Ｐ１３、暖房用温水熱交（回器５６にも通
り、暖房時には、循環して冷却された暖房用温水を加熱
し、これによって冷却された凝縮水は管Ｐ５を通って温
水タンク５４へ戻され、または燃料電池発電装置５０へ
戻されて排熱により再度蒸気とされ、管Ｐ１へ流出され
る。一方、加熱コイル３４を通る蒸気は冷却されて凝縮
水となり、管Ｐ７、加熱コイル５８を通って貯留タンク
内の湯を加熱し、これによって冷却され、管Ｐ８、管Ｐ
５を通って前記の如く温水タンク５４へ戻され、または
燃料電池発電装面５０へ戻されてその排熱により再度蒸
気とされ、管ＰＩへ流出される。

この時の第２タンク４６内の水素圧力及び温度は第３図
Ｓ点で示され、第１タンク３８内の水素圧力及び温度は
第３図Ｒ点で示される。第３図において、Ｍ１Ａ、Ｍ１
Ｂ及びＭ２Ａ、Ｍ２Ｂで示される直線は、それぞれ当該
符号で示される水素貯蔵合金の水素吸蔵解離直線である
。実際は、この直線はある幅を持っており、同一温度で
は水素吸蔵の時がより高圧に、水素脱蔵時がより低圧に
なる。

燃料電池発電装置５ｏからの低温水が不足する場合には
、ソレノイドバルブＶｌｌ、Ｖ１２を開にして、冷却塔
７０により冷却された３２℃程度の冷却水を冷却コイル
４４へ通す。この場合第２タンク４６内の水素圧力及び
温度は第３図Ｔ点で示される。

なお、暖房用温水熱交換器５６内の温水及び給湯用熱交
換器６２内の湯は燃料電池発電装置５０からの水蒸気及
び必要な場合にはボイラ５２からの水蒸気によっても加
熱される。

次に、第２水素貯蔵合金Ｍ２Ａ及び第１水素貯蔵合金Ｍ
ＩＩ３に貯蔵されていた水素が大部分脱蔵された場合に
は、運転方向を逆にする。即ち、ソレノイドバルブ■３
、■４、ｖ９、ＶＩＯ１■１３、Ｖ１４、Ｖｌｌ、Ｖ１
２、Ｖ１７、Ｖ１８を閉にし、ソレノイドバルブｖ１、
ｖ２、■７、■８、Ｖ１５、ＶＩ６、Ｖ１９、Ｖ２Ｂを
開にする。

これにより、上記水素吸脱熱交換器１４において行われ
た正方向運転と同様の正方向運転が水素吸脱熱交換器１
６について行われ、上記水素吸脱熱交換器１６について
行われた逆方向運転と同様の逆方向運転が水素吸脱熱交
換２’；ｒ　１４について行われる。

したがって、６０℃程度の給湯と暖房用温水又は冷房用
冷水とを同時に、しかも連続的に得ることができる。

なお、正方向運転と逆方向運転とを切り換えるときに、
ソレノイドバルブ■９、Ｖｌｏ又はソレノイドバルブＶ
１５、Ｖ１６が閉しられるが、冷水槽６６に冷却水が貯
えられているので、連続的に冷房用冷水を得ることがで
きる。

次に、第４図に基づいて第２実施例の冷暖房給湯装置１
０Ａを説明する。

第１図に示す冷暖房給湯装置１０では、天然ガス４８が
なくなり又はリフオーマ４９がダウンすると、燃料電池
発電装置５０を運転することができない、かかるる点を
解消すべく、この第２実施例では、第１図に示す冷暖房
給湯装置１ｏに次のような構成を付設している。

リフオーマ４９と燃料電池発電装置５ｏとを接続する管
には、ソレノイドバルブＶ３４、Ｖｌｌが介装されてい
る。ソレノイドバルブＶ３４とＶｌｌとを接続する管と
水素貯蔵合金Ｍ　１１が収容されるタンク９４とを接続
する管には、ソレノイドバルブＶ２２、コンプレッサ９
８が介装されている。ソレノイドバルブＶ２１と燃料電
池発電装置５０とを接続する管とタンク９４とを接続す
る管にはソレノイドバルブＶ２３が介装されている。

タンク９４内には加熱コイル９０、冷却コイル９２が備
えられている。この加熱コイル９ｏは、管Ｐ３０、管Ｐ
３１を介して温水タンク９５内に連通されている。管Ｐ
３１にはソレノイドバルブ■２４、ポンプ９６が介装さ
れている。温水タンク９５内には加熱コイル９９が備え
られており、この加熱コイル９９は管Ｐ３４．管Ｐ３５
により給湯用熱交換器６２内に連通されている。冷却コ
イル９２の一端は管Ｐ３２を介して冷水往ヘッダ６８に
接続され、冷却コイル９２の他端ば管Ｐ３３を介して冷
水還ヘッダ６４に接続されている。管Ｐ３３にはソレノ
イドバルブＶ２５が介装されている。

次に、上記の如く付設された装置の動作を説明する。

運転開始時には、ソレノイドバルブＶ３４、■２１を開
にし、ソレノイドバルブＶ２２〜Ｖ２５を閉にし、ポン
プ９６、コンプレッサ９８をオフにしておく、この状態
では、上記第１実施例と同一の動作が行われる。

電力が低負荷時には、ソレノイドバルブＶ２２を開にす
るとともに、ソレノイドバルブＶ２５を開にする。

これにより、冷温水機１２により冷却された冷水の一部
は、冷水往ヘッダ６８、管Ｐ３２、冷却コイル９２を通
り、水素貯蔵合金Ｍ　Ｈが冷却される。したがって、リ
フオーマ４９からの水素が水素貯蔵合金ＭＨに（ｌｉｌ
ｉ蓄される。しかし、冷温水機１２の冷水による水素吸
蔵合金Ｍ　ＩＩの冷却が不十分な場合には、コンプレッ
サ９８をオンにしてタンク９４内を高圧にして、水素貯
蔵を強制的に行う。この備Ｍ壜が充分となり、又は電力
が高負荷となった場合には、ソレノイドバルブＶ２２、
■２５を閉にし、コンプレッサ９８をオフする。

天然ガス４８がなくなり又はリフオーマ４９がダウンし
た場合には、ソレノイドバルブＶ２１を閉にし、ソレノ
イドバルブＶ２３．２４を開にし、ポンプ９６をオンす
る。これにより、温水タンク９５内の温水が管Ｐ３１、
加熱コイル９０を通り、水素貯蔵合金Ｍ　Ｈが加熱され
るとともにタンク９４内が減圧され、水素貯蔵台金Ｍ　
Ｈに備蓄されていた水素が脱蔵されて燃料電池発電装置
５０へ供給される。

したがって、このような非常時にリフオーマ４９を修理
し又は天然ガス４８を補うことにより、リフオーマ４９
からの水素の供給が一時的に遮断されても、燃料電池発
電装置５０を連続的に運転することができる。

復旧した場合には、ソレノイドバルブＶ２１を開にし、
ソレノイドバルブＶ２３、Ｖ２４を閉にし、ポンプ９６
をオフする。

次に、第５図に基づいて本発明の第３実施例を説明する
。

第１図に示す冷暖房給湯装置ＩＯでは、１次温熱源能力
と冷暖房・給湯負荷・バランスの点から、ボイラー等の
補助温熱源が要求されるケースも出てくるため、火気管
理が厄介となることもある。

かかる点を解消すべく、この第３実施例では、第１図に
示す冷暖房給湯装置１０に次のような構成を付設してい
る。

燃料電池発電装置５０より発電された電力は、熱回収ヒ
ートポンプ１０４にも供給されるようになっている。

この熱回収ヒートポンプ１０４は、コイル１０６が備え
られた主熱交換器１０８と、コイル１１Ｏが備えられた
側熱交換器１１２と、外気熱交換器１１４とからなり、
主熱交換器１０８、側熱交換器１１２は冷凍機で構成さ
れ、外気熱交換器１１４は主熱交換器１０８からの排気
の大気放出又は、主熱交換器１０８への大気からの熱取
得を行う。

コイル１０Ｇの一端と温水還ヘッダ７２とは冷温水管Ｐ
４０と骨管Ｐ４０１により接続され、管Ｐ４０と冷水還
ヘッダ６４とは管Ｐ４１により接続され、コイル１０６
の他端と温水往ヘッダ７４とは冷温水管Ｐ４２と管Ｐ４
２１により接続され、管Ｐ４２と冷水槽６６とは管Ｐ４
３により接続され、コイル１１０の一端と温水還ヘッダ
７２とは冷温水管Ｐ４４と管Ｐ４４１により接続され、
管Ｐ４４と冷水還ヘッダ６４とは管Ｐ４５により接続さ
れ、コイル１１０の他端と温水往ヘッダ７４とは冷温水
管Ｐ４６と管Ｐ４６１により接続され、管Ｐ４６と冷水
槽６６とは管Ｐ４７により接続されている。前記管の分
岐点と各ヘッダとの間の管Ｐ４０１．．Ｐ４１．Ｐ４２
１．．Ｐｄ２、Ｐ４４１、Ｐ４５、Ｐ４６１．Ｐｄ２に
はそれぞれソレノイドバルブＶ２６〜Ｖ３３が介装され
ている。

次に、上記の如く付設された装置の説明をする。

運転開始時には、ソレノイドバルブＶ２６〜■３３を閉
にしておく。冷ｌ昌水機１２による冷暖房用冷水又は温
水及び暖房用熱交換機５６による温水が不足する場合に
は、前記バルブを次のように操作する。

冷房主運転の場合、主熱交換器１０８で還冷水を冷却し
、側熱交換器１１２で還温水を加熱する場合には、ソレ
ノイドバルブＶ２７、Ｖ２９、■３０、Ｖ３２を開にす
る。これにより、還冷水は管Ｐ４１、Ｐ２Ｂ、コイル１
０６を通って冷却され、往冷水となって管Ｐ４２、Ｐｄ
２、冷水槽６６、冷水性ヘッダ６８を通り、冷房用冷水
として用いられる。還温水は管Ｐ４４１、管Ｐ４４、コ
イル１１０を通って加熱され、往温水となって管Ｐ４６
、管Ｐ４６１、温水往ヘッダ７４を通り暖房用温水とし
て用いられる。

次に、１１房用土運転の場合、主熱交換器１０Ｂで還温
水を加熱し、側熱交換器１１２でζ冷水を冷却する場合
には、ソレノイドバルブＶ２６、■２８、Ｖ３１、Ｖ３
３を開にする。これにより、還温水は管Ｐ４０１、管Ｐ
４０、コイル１０６を通って加熱され、往温水となって
管Ｐ４２、Ｐ４２１−　温水柱ヘッダ７４を通り、暖房
用温水として用いられる。還冷水は管Ｐ４５、Ｐ４４、
コイル１１０を通って冷却され、往冷水となって管Ｐ４
６、Ｐ４７、冷水槽６６、冷水性ヘッダ６８を通り、冷
房用冷水として用いられる。

したがって、冷温水機１２による冷暖房用の冷水又は温
水及び暖房用熱交換機５６による温水が不足する場合で
あっても、燃料電池発電装置５０からの電力で熱回収ヒ
ートポンプ１０４を駆動することにより、十分な冷水又
は温水を得ることができる。

次に、第６図に恭づいて本発明の第４実施例を説明する
。

この冷暖房給湯装置１０Ｃでは、上記冷暖房給湯装置＆
　ｌ　ＯＡにおいて冷暖房給湯装置ｌＯに付設した装置
と、上記冷暖房給湯装置１０Ｂにおいて冷暖房給湯袋で
１０に付設した装置との両方を兼ね備えている。

したがって、この第４実施例では、上述した第２実施例
における改良の効果と第３実施例における改良の効果と
が得られる。

〔発明の効果〕

本発明に係る冷房給湯装置では、排外として、燃料電池
発電装置から得られる４５〜５０℃程度の低温水及び冷
房用還冷水を、それぞれ冷却用熱源及び加熱用熱源とし
て水素吸脱熱交換器に供給することより、６０℃程度の
給湯と冷房用柱冷水とが同時に得られるという優れた効
果がある。

しかも、複数台の水素吸脱熱交換器について少なくとも
一台を正方向運転とし、同時に、残りの水素吸脱熱交換
器について逆方向運転とし、この正方向運転と逆方向運
転とを交互に行うことにより、前記給湯と冷房用往水と
を連続的に得ることができるという優れた効果もある。

加うるに、水素吸脱熱交換器の運転は、ｉｉｉに、熱交
換用コイルに接続されるパルプを開閉操作すればよいの
で、操作が極めて簡単であり、更に、ボイラのように燃
料を定期的に補給する必要がなく、取り扱いがｌ’Ｊ　
Ｊ！であり、火源がないので防火を考慮する必要もない
という優れた効果もある。

そのうえ、電気ヒータを用いて給湯を得る場合よりも熱
効率が掻めて高く、ランニングコストを低減できるとい
う優れた効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す流体回路図、
第２図は第１図では示されなかったバルブをも示す冷温
水機１２の流体回路図、第３図は水素貯蔵合金の水素解
離直線を絶対温度の逆数と水素の圧力との関係で示すと
共に正方向運転と逆方向運転の動作点を示す線図、第４
図は本発明の第２実施例の構成を示す流体回路図、第５
図は本発明の第３実施例の構成を示す流体回路図、第６
図は本発明の第４実施例の構成を示す流体回路図である
。１２・・・冷温水機１４．１６・・・水素吸脱熱交換器１８．２４．３４．４２．６０・・・加熱コイル２０．
２８．３６．４０・・・冷却コイル２２．３８・・・第
１タンク３０．４６・・・第２タンク５０・・・燃料電池発電装置５２・・・ボイラ６２・・・給湯用熱交換器７０・・・冷却塔９４・・・タンク９８・・・コンプレッサ１０４・・・熱回収ヒートポンプＭＩＡＳＭＩＢ・・・第１水素貯蔵合金Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｒ
・・・第２水素貯蔵合金Ｍ　Ｉ！・・・水素貯蔵合金

Claims

【特許請求の範囲】同一温度Ｔに対し、水素の解離圧力が低圧ＰＬである第
１水素貯蔵合金（Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂ）と該解離圧力が高圧
Ｐ＿Ｈ（Ｐ＿Ｈ＞Ｐ＿Ｌ）である第２水素貯蔵合金（Ｍ
２Ａ、Ｍ２Ｂ）とが、それぞれ、内部に加熱コイル（１
８、３４、２４、４２）及び冷却コイル（２０、３６、
２６、４４）の備えられた第１タンク（２２、３８）と
第２タンク（３０、４６）とに収容され、該両タンクが
連通されてなる水素吸脱熱交換器（１４、１６）が複数
台設けられた冷温水機（１２）と、排熱を蒸気及び低温水として流出する燃料電池発電装置
（５０）と、加熱コイル（６０）が貯湯タンク内に備えられ、給湯を
流出する給湯用熱交換器（６２）と、第２水素貯蔵合金
（Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂ）から水素を脱蔵し第１水素貯蔵合金
（Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂ）に水素を吸蔵させる正方向運転では
、冷房用還冷水を第２タンク（３０、４６）内の該加熱
コイル（２４、４２）へ通すとともに、流体を第１水素
貯蔵合金（Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂ）の該冷却コイル（２０、３
６）に通し、第１水素貯蔵合金（Ｍ１Ａ、Ｍ１Ｂ）から
水素を脱蔵し第２水素貯蔵合金（Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂ）に水
素を吸蔵する逆方向運転では、燃料電池発電装置（５０
）からの該蒸気を第１タンク（２２、３８）内の該加熱
コイル（１８、３４）に通すとともに、燃料電池発電装
置（５０）からの該低温水を第２タンク（３０、４６）
内の該冷却コイル（２８、４０）に通し次いで貯湯タン
ク内の該加熱コイル（６０）に通し、複数台の水素吸脱
熱交換器（１４、１６）の少なくとも１台を正方向運転
とし、同時に、残りの水素吸脱熱交換器（１６又は１４
）については逆方向運転とし、正方向運転と逆方向運転
とを交互に行う流体接続回路とを有することを特徴とす
る冷房給湯装置。