WO2012101996A1 - 熱電併給システム - Google Patents

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WO2012101996A1
WO2012101996A1 PCT/JP2012/000351 JP2012000351W WO2012101996A1 WO 2012101996 A1 WO2012101996 A1 WO 2012101996A1 JP 2012000351 W JP2012000351 W JP 2012000351W WO 2012101996 A1 WO2012101996 A1 WO 2012101996A1
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heat
threshold
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繁樹 保田
章典 行正
篤敬 井上
森田　純司
龍井　洋
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a combined heat and power system for supplying heat and electricity.
  • the cogeneration system is a system that covers the power supply load of the consumer by supplying the generated power to the customer to cover the power load, and recovering and storing the exhaust heat associated with the power generation.
  • a cogeneration system having a fuel cell, a hot water tank, and a water heater is known. Water is indirectly heated by the heat generated during the power generation operation of the fuel cell, and the heated water is stored in the hot water storage tank. The water flowing out of the hot water storage tank is heated to a predetermined temperature by a water heater (see, for example, Patent Document 1).
  • the fuel cell system cannot exhibit the energy saving property when the exhaust heat accompanying the power generation cannot be recovered.
  • the hot water in the hot water tank is full (hereinafter referred to as a full storage state)
  • the exhaust heat from the fuel cell cannot be stored any more.
  • the fuel cell system is configured such that the power generation operation of the fuel cell is stopped when the hot water storage tank is fully stored.
  • a domestic fuel cell system that controls the amount of power generated by a fuel cell in accordance with the amount of heat stored in a hot water tank (see, for example, Patent Document 2).
  • This household fuel cell system reduces the amount of generated heat by reducing the amount of power generated by the fuel cell when the amount of heat stored in the hot water tank rises to a predetermined amount of heat stored below the full storage state. Yes. Thereby, the time until the hot water storage tank becomes full is extended and the power generation of the fuel cell is continued, thereby improving the energy saving performance of the fuel cell system.
  • the water heater is heating water flowing out of the hot water tank.
  • hot water heated by a water heater and water (hot water) indirectly heated by exhaust heat of the fuel cell are stored in a hot water storage tank.
  • the heat generated by the power generation operation of the fuel cell and the heat generated by the combustion operation of the combustion device are recovered as hot water.
  • Hot water is stored in one hot water tank.
  • the fuel cell has higher energy efficiency than the combustion device. Therefore, the longer the power generation time of the fuel cell, the better the energy saving performance of the system.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and in the case where hot water heated by exhaust heat from the fuel cell and exhaust heat from the combustion device is stored in one hot water tank, the energy saving property is achieved. It aims at providing the combined heat and power system which can suppress a fall.
  • a combined heat and power system includes a fuel cell system including a fuel cell that generates power using fuel gas and an oxidant gas, and a control device.
  • the combined heat and power system includes a combustion device that burns combustion fuel gas, a tank that stores hot water heated by exhaust heat from the fuel cell system and exhaust heat from the combustion device, and And a heat storage amount detector for detecting a heat storage amount stored in the tank.
  • the control device decreases the combustion amount of the combustion fuel gas, or detects the heat storage amount.
  • the combustion apparatus is controlled to stop the combustion operation.
  • the second threshold heat storage amount may be larger than the first threshold heat storage amount.
  • control device is configured such that the heat storage amount detected by the heat storage amount detector is greater than or equal to a third threshold heat storage amount greater than the first threshold heat storage amount and the second threshold heat storage amount.
  • the fuel cell system may be controlled to reduce the amount of power generated by the fuel cell.
  • the control device In the combined heat and power system, the control device generates power by the fuel cell when the heat storage amount detected by the heat storage amount detector is less than a fourth threshold heat storage amount that is smaller than the third threshold heat storage amount.
  • the fuel cell system may be configured to control the amount of electric power.
  • the fourth threshold heat storage amount may be larger than the first threshold heat storage amount and the second threshold heat storage amount.
  • the control device stops power generation by the fuel cell when the heat storage amount detected by the heat storage amount detector is equal to or greater than a fifth threshold heat storage amount that is greater than the third threshold heat storage amount.
  • the fuel cell system may be configured to be controlled.
  • the control device stops power generation by the fuel cell, and the heat storage amount detected by the heat storage amount detector is less than a sixth threshold heat storage amount smaller than the fifth threshold heat storage amount.
  • the fuel cell system may be configured to start power generation by the fuel cell.
  • the sixth threshold heat storage amount may be larger than the third threshold heat storage amount.
  • control device is configured such that the heat storage amount detected by the heat storage amount detector is less than a seventh threshold heat storage amount smaller than the first threshold heat storage amount and the second threshold heat storage amount.
  • the combustion apparatus may be controlled to increase the amount of combustion of the combustion fuel gas.
  • the combined heat and power system may further include a heat usage predictor that predicts the usage of heat stored in the tank.
  • the control device determines the first low threshold heat storage amount as the first threshold heat storage amount.
  • the second low threshold heat storage amount is used as the second threshold heat storage amount and the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount, it is greater than the first low threshold heat storage amount.
  • the first high threshold heat storage amount is used as the first threshold heat storage amount
  • the second high threshold heat storage amount larger than the second low threshold heat storage amount is used as the second threshold heat storage amount.
  • the cogeneration system is provided so as to pass through the fuel cell system and the tank, and the first heat medium circulates so as to heat the hot water in the tank by the exhaust heat recovered from the fuel cell system.
  • the second heat medium is circulated so as to heat the hot water in the tank by the exhaust heat recovered from the combustion device.
  • the heat medium circulation path may be further included.
  • the combined heat and power system is provided so as to pass through the fuel cell system, the combustion device, and the tank, and the heat medium heats hot water in the tank by exhaust heat recovered from the fuel cell system and the combustion device.
  • a heat medium circulation path that circulates may be further provided.
  • the combined heat and power system includes a main path that passes through the tank and a pair of branch paths that branch from one end of the main path, respectively, pass through the fuel cell system and the combustion device, and join to the other end of the main path. And a heat medium circulation path that circulates so that the heat medium heats the hot water in the tank by the exhaust heat recovered from the fuel cell system and the combustion device, respectively.
  • the present invention produces an effect that it is possible to suppress a reduction in energy saving in a combined heat and power system in which hot water heated by exhaust heat from a fuel cell and exhaust heat from a combustion device is stored in one hot water tank.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of the third modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of the
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the fourth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the fifth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the seventh modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the eleventh modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of FIG.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of the thirteenth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the modification 14 of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the fifteenth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of control of the combined heat and power system according to the sixteenth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the modified example 28 of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the combined heat and power system 100A of the first embodiment includes a fuel cell system 1 having a fuel cell 4 that generates power using fuel gas and an oxidant gas, and a control device 5.
  • the combined heat and power system 100 ⁇ / b> A includes a combustion apparatus 2 that burns combustion fuel gas, a tank 3 that stores hot water heated by exhaust heat from the fuel cell system 1 and exhaust heat from the combustion apparatus 2, and stores in the tank 3.
  • a heat storage amount detector 6 for detecting the stored heat storage amount.
  • the control device 5 determines the combustion amount of the combustion fuel gas (more precisely, the combustion fuel gas per unit time).
  • the combustion apparatus 2 is controlled to stop the combustion operation when the heat storage amount detected by the heat storage amount detector 6 is equal to or greater than the second threshold heat storage amount. Has been.
  • the fuel cell system 1 includes an auxiliary machine (not shown) for causing the fuel cell 4 to function in addition to the fuel cell 4.
  • auxiliary equipment a fuel gas supply device for supplying fuel gas to the fuel cell 4, an oxidant gas supply device for supplying oxidant gas to the fuel cell 4, a cooling system for cooling the fuel cell 4, and power generated by the fuel cell 4
  • the power regulator etc. which take out and supply to the exterior (load) etc. are illustrated.
  • a well-known fuel cell 4 can be used as the fuel cell 4, and examples thereof include a polymer electrolyte fuel cell, a solid oxide fuel cell, and a phosphoric acid fuel cell.
  • the combustion device 2 is a device that generates heat for burning the fuel gas for combustion to cover the heat demand from the heat load.
  • the combustion apparatus 2 burns combustion fuel gas supplied from a combustion fuel gas supply device (not shown) using an oxidant gas (for example, air) supplied from an oxidant gas supply device (not shown). Let The combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is controlled, for example, by controlling the supply amount of the combustion fuel gas.
  • Examples of the combustion device 2 include a boiler.
  • Examples of the heat load include a hot water supply system, a hot water heating system, and a shower.
  • the tank 3 is a device that stores hot water heated by the respective exhaust heat transmitted from the fuel cell system 1 and the combustion device 2 via the heat transfer mechanism 7.
  • the hot water stored in the tank 3 is supplied to the above-described heat load via a heat supply path (not shown).
  • the tank 3 is replenished with water from a water source (for example, city water) via a water supply path (not shown).
  • the heat transfer mechanism 7 and the tank 3 constitute a cooling system that cools the fuel cell 4 described above.
  • the heat transfer mechanism 7 may be configured by a heat medium circulation mechanism (see Embodiments 3 to 5) that circulates the heat medium or a heat medium movement mechanism that moves the heat medium in one direction.
  • the heat medium circulation mechanism includes, for example, a heat medium circulation path and a pump that circulates the heat medium.
  • the heat medium moving mechanism includes, for example, a heat medium moving path and a pump that moves the heat medium.
  • the heat medium for example, water (hot water) stored in the tank 3 may be used, or a heat medium different from the water (hot water) stored in the tank 3 may be used. In the latter case, for example, a heat exchanging section is provided for exchanging heat between the heat medium moving (circulating) in the heat medium moving path and water (hot water) stored in the tank 3.
  • the heat storage amount detector 6 is configured to detect the heat storage amount stored in the tank 3 directly or indirectly and output it to the control device 5. Indirectly detecting the amount of heat stored in the tank 3 means detecting the amount of heat stored in the tank 3 by detecting a physical quantity having a correlation with the amount of stored heat in the tank 3. As a case where the amount of heat stored in the tank 3 is detected indirectly, a mode of detecting the temperature of the tank 3 is exemplified.
  • the heat storage amount detector 6 is composed of, for example, a plurality of temperature sensors arranged at predetermined intervals in the vertical direction on the outer surface of the tank 3 (only one is illustrated in FIG. 1). .
  • the tank 3 is divided into a plurality of blocks in the vertical direction corresponding to the plurality of temperature sensors.
  • the control device 5 calculates the heat storage amount of each block based on the temperature detected by each temperature sensor, the volume (volume) of the block corresponding to each temperature sensor, and the heat capacity of water. And the control apparatus 5 calculates
  • the control device 5 is a device that controls the combustion device 2 so as to reduce the combustion amount of the combustion fuel gas when the heat storage amount detected by the heat storage amount detector 6 is equal to or greater than the first threshold heat storage amount.
  • the first threshold heat storage amount is set in the control device 5 in advance.
  • control device 5 is arbitrary.
  • the control device 5 may be arranged separately from the fuel cell system 1 and the combustion device 2, the control device 5 may be arranged in the fuel cell system 1, and the control device 5 is arranged in the combustion device 2. May be.
  • the control device 5 controls the operation of the combustion device 2 in the first embodiment.
  • the control device 5 may control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 only needs to have a control function, and includes, for example, a microcontroller, MPU, PLC (programmable logic controller), logic circuit, and the like.
  • the control device 5 may be configured by a single controller that performs centralized control, or may be configured by a plurality of controllers that perform distributed control in cooperation with each other.
  • the control device 5 may be composed of a controller that controls the operation of the combustion device 2 and a controller that controls the operation of the fuel cell system 1.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of FIG. This control is performed by the control device 5. This control is repeatedly performed at predetermined intervals.
  • the control device 5 causes the heat storage amount of the tank 3 detected by the heat storage amount detector 6 (hereinafter referred to as detected heat storage amount) to be equal to or greater than the first threshold heat storage amount. It is determined whether or not (step S1). Specifically, a maximum heat storage amount that can be stored in the tank 3 (hereinafter referred to as a full heat storage amount) is defined. The full heat storage amount is determined based on, for example, the maximum temperature defined for hot water stored in the tank 3 and the volume of the tank 3. When the detected heat storage amount reaches this full heat storage amount, the fuel cell system 1 is stopped. This is because the exhaust heat generated simultaneously with power generation cannot be recovered and used effectively, and the energy saving performance of the fuel cell system 1 is reduced.
  • the first threshold heat storage amount is set to a heat storage amount smaller than the full heat storage amount.
  • step S1 When the detected heat storage amount is less than the first threshold heat storage amount (NO in step S1), the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 as usual (step S2), and ends this control. Arbitrary forms can be adopted as normal control of this combustion operation. For example, the control device 5 continues the combustion operation of the combustion device 2 until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount without changing the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2. When the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount, the control device 5 stops the combustion operation of the combustion device 2.
  • the control device 5 reduces the combustion amount of the fuel gas for combustion in the combustion device 2 (step S3), and performs this control. finish.
  • the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is The combustion amount before the first threshold heat storage amount or more is reduced.
  • step S2 After the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is reduced, if a heat demand or the like due to a heat load occurs, the detected heat storage amount decreases. As a result, when the detected heat storage amount falls below the first threshold heat storage amount (NO in step S1), the combustion operation of the combustion device 2 returns to normal control (step S2).
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the first modification of the first embodiment.
  • the first modification is different from the first embodiment in the following points, and the other is the same as the first embodiment.
  • a second threshold heat storage amount which will be described later, is set in advance in the control device 5.
  • the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 as usual. (Step S2), and this control is finished. Since the normal control of the combustion operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the control device 5 stops the combustion operation in the combustion device 2 (step S5).
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the second modification of the first embodiment.
  • the second modification is different from the first embodiment in the following points, and the others are the same as in the first embodiment. The differences will be described below.
  • the control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 is preset with a second threshold heat storage amount.
  • the second threshold heat storage amount is set to a heat storage amount that is larger than the first threshold heat storage amount and smaller than the full heat storage amount.
  • steps S4 to S6 in FIG. 3 are further performed.
  • step S1 when the detected heat storage amount is equal to or greater than the first threshold heat storage amount (YES in step S1), the control device 5 decreases the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 (step S3). ). Thereafter, it is determined whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the second threshold heat storage amount (step S4).
  • the control device 5 When the detected heat storage amount is less than the second threshold heat storage amount (NO in step S4), the control device 5 performs control in a state where the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is reduced (step S6). End control.
  • the above control is executed at a predetermined time interval, so that the combustion fuel in the combustion device 2 can be obtained.
  • the amount of combustion of gas is reduced from the amount of combustion before the first threshold heat storage amount or more.
  • step S4 if the detected heat storage amount is greater than or equal to the second threshold heat storage amount (YES in step S4), the combustion operation in the combustion device 2 is stopped (step S5), and this control is terminated.
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 is further reduced, and the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount is reduced. It will be longer. As a result, the power generation time of the fuel cell system 1 becomes longer, and the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of control of the combined heat and power system according to the third modification of the first embodiment.
  • the third modification is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment. The differences will be described below.
  • the control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 is preset with a third threshold heat storage amount to be described later.
  • the third threshold heat storage amount is set to a heat storage amount that is larger than the first threshold heat storage amount and smaller than the full heat storage amount.
  • steps S7 to S9 are further performed.
  • the control device 5 when the detected heat storage amount is equal to or greater than the first threshold heat storage amount (YES in step S1), the control device 5 reduces the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 (step S3). ). Thereafter, the control device 5 determines whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the third threshold heat storage amount (step S7).
  • the control device 5 controls the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual (step S8), and ends this control.
  • a normal control of the power generation operation of the fuel cell system 1 any form can be adopted.
  • the control device 5 controls the generated power in the fuel cell system 1 according to the power demand of an external power load.
  • the control device 5 stops the power generation operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 decreases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S9), and ends this control.
  • the control device 5 decreases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S9), and ends this control.
  • the detected heat storage amount exceeds the third threshold heat storage amount
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 and the amount of exhaust heat from the fuel cell system 1 both decrease.
  • the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount becomes longer.
  • the power generation time of the fuel cell system 1 becomes longer, and the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • the third threshold heat storage amount of the third modification may be set smaller than the first threshold heat storage amount.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of control of the combined heat and power system according to the fourth modification of the first embodiment.
  • the fourth modification is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment. The differences will be described below.
  • the control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 is preset with a third threshold heat storage amount to be described later.
  • the first threshold heat storage amount is set to a heat storage amount that is larger than the third threshold heat storage amount and smaller than the full heat storage amount.
  • the control device 5 determines whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the third threshold heat storage amount (step S7).
  • the control device 5 controls the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual (step S8), and ends this control. Since the normal control of the power generation operation is the same as that of the above-described modification example 3, the description thereof is omitted.
  • step S7 when the detected heat storage amount is greater than or equal to the third threshold heat storage amount (YES in step S7), the control device 5 decreases the generated power amount in the fuel cell system 1 (step S9). Thereafter, the control device 5 determines whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the first threshold heat storage amount (step S1).
  • step S1 When the detected heat storage amount is less than the first threshold heat storage amount (NO in step S1), the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 as usual (step S2), and ends this control. Since the normal control of this combustion operation is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the control device 5 reduces the combustion amount of the fuel gas for combustion in the combustion device 2 (step S3), and performs this control. finish.
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 and the amount of exhaust heat from the fuel cell system 1 both decrease, and the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount becomes longer.
  • the power generation time of the fuel cell system 1 becomes longer, and a decrease in energy saving performance of the combined heat and power system 100A is suppressed.
  • the third threshold heat storage amount and the first threshold heat storage amount of the third modification may be set to the same heat storage amount.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system in the fifth modification of the first embodiment.
  • the first threshold heat storage amount and the third threshold heat storage amount of Modification 3 are set to the same heat storage amount.
  • the control device 5 determines whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the first threshold heat accumulation amount, that is, the third threshold heat accumulation amount ( Step S10).
  • step S10 When the detected heat storage amount is less than the first threshold heat storage amount (NO in step S10), the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 and the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual (step S11). ), This control is terminated. Since the normal control of the combustion operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Since the normal control of the power generation operation is the same as that of the above-described modification example 3, the description thereof is omitted.
  • the control device 5 reduces the combustion amount of the fuel gas for combustion in the combustion device 2 and generates power in the fuel cell system 1. The amount is decreased (step S12), and this control is terminated.
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 and the amount of exhaust heat from the fuel cell system 1 both decrease, and the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount becomes longer.
  • the power generation time of the fuel cell system 1 becomes longer, and the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • ⁇ Modification 6> As a sixth modification of the first embodiment, the combustion in the combustion device 2 in step S3 of the third modification (FIG. 5), step S3 of the fourth modification (FIG. 6), or step S12 of the fifth modification (FIG. 7).
  • the combustion operation of the combustion device 2 may be stopped instead of reducing the combustion amount of the fuel gas for use. Thereby, the same effect as the modification 3, the modification 4, or the modification 5 is acquired.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system according to the seventh modification of the first embodiment.
  • the present modified example 7 is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment. The differences will be described below.
  • the control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 is preset with a second threshold heat storage amount and a third threshold heat storage amount which will be described later.
  • the second threshold heat storage amount is set to a heat storage amount that is larger than the first threshold heat storage amount and smaller than the full heat storage amount.
  • the third threshold heat storage amount is set to a heat storage amount that is greater than the second threshold heat storage amount and less than the full heat storage amount.
  • Step S7 of Modification 2 in FIG. 4 is performed, Steps S7 to S9 of FIG. 5 in Modification 3 are further performed.
  • the control device 5 decreases the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 (step S3). Then, it is determined whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the second threshold heat storage amount (step S4).
  • step S1 When the detected heat storage amount is less than the first threshold heat storage amount (NO in step S1), the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 as usual (step S2), and ends this control. Since the normal control of the combustion operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • control device 5 performs control in a state where the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is reduced (step S6). This control is finished.
  • step S4 when the detected heat storage amount is greater than or equal to the second threshold heat storage amount (YES in step S4), the combustion operation in the combustion device 2 is stopped (step S5), and then the detected heat storage amount is greater than or equal to the third threshold heat storage amount. It is determined whether or not (step S7).
  • step S7 When the detected heat storage amount is less than the third threshold heat storage amount (NO in step S7), the control device 5 controls the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual (step S8), and ends this control. Since normal control of the power generation operation of the fuel cell system 1 is the same as that of the third modification, the description thereof is omitted.
  • the control device 5 decreases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S9), and ends this control.
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 and the amount of exhaust heat from the fuel cell system 1 both decrease, and the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount becomes longer.
  • the power generation time of the fuel cell system 1 becomes longer, and the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • the third threshold heat storage amount of Modification 7 may be set to be larger than the first threshold heat storage amount and smaller than the second threshold heat storage amount. Further, the third threshold heat storage amount of the modified example 7 may be set to be smaller than the first threshold heat storage amount. Thereby, the same effect as that of the modified example 7 can be obtained.
  • the third threshold heat storage amount and the second threshold heat storage amount of the modification example 7 may be set to the same heat storage amount.
  • the control device 5 when the detected heat storage amount is less than the second threshold heat storage amount, that is, the third threshold heat storage amount, the control device 5 has reduced the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 And the power generation operation of the fuel cell system 1 is controlled as usual, and this control is terminated.
  • the control device 5 stops the combustion operation in the combustion device 2 and generates power in the fuel cell system 1. And finish this control.
  • the third threshold heat storage amount and the first threshold heat storage amount of Modification 7 may be set to the same heat storage amount.
  • the control device 5 when the detected heat storage amount is less than the first threshold heat storage amount, that is, the third threshold heat storage amount, the control device 5 performs the combustion operation of the combustion device 2 and the power generation operation of the fuel cell system 1. Control is performed as usual, and this control is terminated.
  • the control device 5 reduces the combustion amount of the fuel gas for combustion in the combustion device 2 and the fuel cell system 1. Then, it is determined whether or not the detected heat storage amount is equal to or greater than the second threshold heat storage amount.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of control of the combined heat and power system according to the eleventh modification of the first embodiment.
  • the present modification 11 is different from the first embodiment in the following points, and the others are the same as those in the first embodiment. The differences will be described below.
  • a seventh threshold heat storage amount to be described later is preset in the control device 5.
  • the seventh threshold heat storage amount is set to a heat storage amount smaller than the first threshold heat storage amount.
  • steps S13 and S14 are performed instead of step S2 in FIG.
  • the control device 5 determines whether or not the detected heat storage amount is less than the seventh threshold heat storage amount. (Step S13).
  • the control device 5 ends this control.
  • the control device 5 increases the combustion amount of the fuel gas for combustion in the combustion device 2 (step S14), and performs this control. finish.
  • the combustion amount of the fuel gas for combustion is less than the seventh threshold heat storage amount. It is increased from the previous combustion amount.
  • increasing the combustion amount of the combustion fuel gas means not only that the combustion device 2 increases the combustion amount of the combustion fuel gas during the combustion operation, but also the combustion operation from the stop state of the combustion operation. Initiating combustion of the combustion fuel gas to transition to the state is also included.
  • the detected heat storage amount is less than the seventh threshold heat storage amount which is smaller than the first threshold heat storage amount
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 increases and the heat storage amount of the tank 3 increases.
  • the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is reduced.
  • the heat storage amount of the tank 3 is less than the first threshold heat storage amount and greater than or equal to the seventh threshold heat storage amount
  • the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is maintained as it is.
  • a range less than the first threshold heat storage amount and greater than or equal to the seventh threshold heat storage amount is a dead zone.
  • the heat storage amount of the tank 3 becomes less than the seventh threshold heat storage amount
  • the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is increased. Therefore, the heat storage amount of the tank 3 is stably controlled based on the detected heat storage amount.
  • the seventh threshold heat storage amount in Modification 11 is the first threshold heat storage amount, the second threshold heat storage amount, and the third threshold value in Modifications 1 to 10. It may be set as a heat storage amount smaller than any heat storage amount. That is, in Modification 1 to Modification 10, the seventh threshold heat storage amount is set as a heat storage amount smaller than any of the first threshold heat storage amount, the second threshold heat storage amount, and the third threshold heat storage amount. Is set, and steps S13 and S14 of FIG. 9 are performed.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of control of the combined heat and power system according to the thirteenth modification of the first embodiment.
  • the present modified example 13 is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment. The differences will be described below.
  • the control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 is preset with a third threshold heat storage amount and a fourth threshold heat storage amount which will be described later.
  • the fourth threshold heat storage amount is set to a heat storage amount smaller than the third threshold heat storage amount.
  • the fourth threshold heat storage amount is set to a heat storage amount larger than the first threshold heat storage amount.
  • Step S30 to S32 are further performed. Note that steps S7 to S9 shown in FIG. 15 are the same as steps S7 to S9 shown in FIG.
  • the control device 5 decreases the generated power amount in the fuel cell system 1 (step S9), and then the detected heat storage amount is the first. It is determined whether it is less than 4 threshold heat storage amount (step S30).
  • control device 5 When the detected heat storage amount exceeds the fourth threshold heat storage amount (NO in step S30), the control device 5 performs control in a state where the power generation amount in the fuel cell system 1 is reduced (step S31), and ends this control. To do.
  • the control device 5 increases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S32) and ends this control.
  • the control device 5 increases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S32) and ends this control.
  • the detected heat storage amount is less than the fourth threshold heat storage amount, the amount of generated power in the fuel cell system 1 increases.
  • the greater the amount of generated power the higher the efficiency, so that the energy saving performance of the combined heat and power system 100B can be improved.
  • the generated power amount increases in a state where the combustion amount of the fuel gas is reduced. For this reason, since the power generation of the fuel cell system 1 is prioritized over the combustion of the combustion device 2, the energy saving performance as the combined heat and power system 100B is further improved.
  • the amount of heat stored in the tank 3 decreases due to the consumption of hot water in the tank 3, the amount of generated power in the fuel cell system 1 increases, and the accompanying heat exhaust from the fuel cell system 1 also increases. Therefore, the amount of heat stored in the tank 3 can be supplemented according to the consumption of hot water in the tank 3.
  • the amount of heat stored in the tank 3 is equal to or greater than the third threshold heat storage amount
  • the amount of power generated in the fuel cell system 1 is reduced while the amount of combustion fuel gas in the combustion device 2 is reduced.
  • the heat storage amount of the tank 3 is less than the third threshold heat storage amount and equal to or greater than the fourth threshold heat storage amount
  • the state in which the fuel gas combustion amount and the generated power amount are reduced is maintained.
  • the amount of exhaust heat from the combustion device 2 and the amount of exhaust heat from the fuel cell system 1 both decrease, and the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount becomes longer.
  • the power generation time of the fuel cell system 1 becomes longer, and the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • the range below the third threshold heat storage amount and above the fourth threshold heat storage amount becomes a dead zone. Therefore, the heat storage amount of the tank 3 is stably controlled based on the detected heat storage amount.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of the control of the combined heat and power system according to the modification 14 of the first embodiment.
  • the present modified example 14 is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment. The differences will be described below.
  • control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1. Further, the control device 5 is preset with third to fifth threshold heat storage amounts described later. Here, the fifth threshold heat storage amount is set to a heat storage amount larger than the third threshold heat storage amount.
  • Step S9 of Modification 3 in FIG. 5 As shown in FIG. 16, in Modification 14, after Step S9 of Modification 3 in FIG. 5 is performed, Steps S30 to S32 and Steps S40 and S41 are further performed. Note that steps S7 to S9 shown in FIG. 16 are the same as steps S7 to S9 shown in FIG.
  • step S7 when the detected heat storage amount is equal to or greater than the third threshold heat storage amount (YES in step S7), the control device 5 decreases the generated power amount in the fuel cell system 1 (step S9), and then the detected heat storage amount is the first. It is determined whether it is less than 5 threshold heat storage amount (step S40).
  • the control device 5 stops the power generation operation in the fuel cell system 1 (step S41) and ends this control.
  • the control device 5 determines whether or not the detected heat storage amount is less than the fourth threshold heat storage amount (step S30). .
  • control device 5 When the detected heat storage amount exceeds the fourth threshold heat storage amount (NO in step S30), the control device 5 performs control in a state where the power generation amount in the fuel cell system 1 is reduced (step S31), and ends this control. To do.
  • the control device 5 increases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S32) and ends this control. To do.
  • the control device 5 increases the amount of generated power in the fuel cell system 1 (step S32) and ends this control. To do.
  • the above control is executed at predetermined time intervals, if the detected heat storage amount is less than the fourth threshold heat storage amount, the power generation before the generated power amount is less than the fourth threshold heat storage amount. Increased from the amount of power.
  • the detected heat storage amount is equal to or greater than the fifth threshold heat storage amount, the power generation operation in the fuel cell system 1 is stopped. Therefore, since the exhaust heat from the fuel cell system 1 is not wasted, energy resources in power generation are effectively used, and an increase in power generation cost can be suppressed.
  • the detected heat storage amount is less than the fourth threshold heat storage amount, the amount of generated power in the fuel cell system 1 increases.
  • the greater the amount of generated power the higher the efficiency, so that the energy saving performance of the combined heat and power system 100B can be improved.
  • the amount of heat stored in the tank 3 decreases due to the consumption of hot water in the tank 3, the amount of generated power in the fuel cell system 1 increases, and the exhaust heat from the fuel cell system 1 accompanying this increases. Therefore, the amount of heat stored in the tank 3 can be supplemented according to the consumption of hot water in the tank 3.
  • the detected heat storage amount is equal to or greater than the fourth threshold heat storage amount and less than the fifth threshold heat storage amount, the state in which the combustion amount of fuel gas and the amount of generated power are reduced is maintained. For this reason, the time until the detected heat storage amount reaches the full heat storage amount becomes longer, and the decrease in energy saving of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of control of the combined heat and power system according to the fifteenth modification of the first embodiment.
  • the present modified example 15 is different from the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment. The differences will be described below.
  • control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1.
  • the control device 5 is preset with third to sixth threshold heat storage amounts to be described later.
  • the sixth threshold heat storage amount is set to a heat storage amount smaller than the fifth threshold heat storage amount.
  • the sixth threshold heat storage amount is set to a heat storage amount larger than the third threshold heat storage amount.
  • Steps S50 and S51 are further performed.
  • steps S7 to S9 shown in FIG. 17 are the same as steps S7 to S9 shown in FIG.
  • steps S30 to S32 shown in FIG. 17 are the same as steps S30 to S32 shown in FIG.
  • steps S40 and S41 shown in FIG. 17 are the same as steps S40 and S41 shown in FIG.
  • step S40 when the detected heat storage amount is equal to or greater than the fifth threshold heat storage amount (YES in step S40), the control device 5 stops the power generation operation in the fuel cell system 1 (step S41), and then the detected heat storage amount is the first. It is determined whether it is less than 6 threshold heat storage amount (step S50).
  • the control device 5 stops the power generation operation in the fuel cell system 1 and reduces the combustion amount of the fuel gas in the combustion device 2 (Step S51), and this control is finished.
  • the control device 5 starts the power generation operation in the fuel cell system 1 (step S52), and ends this control.
  • the power generation in the fuel cell system 1 is stopped and the detected heat storage amount is less than the sixth threshold heat storage amount, the power generation in the fuel cell system 1 is started. Therefore, as the hot water in the tank 3 is consumed, electric power is generated, and the hot water in the tank 3 is heated by the heat accompanying power generation, so that the power load and the heat load are covered.
  • the energy saving performance of the combined heat and power system 100B can be improved.
  • the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of the control of the combined heat and power system according to the sixteenth modification of the first embodiment.
  • the present modification 16 is different from the first embodiment in the following points, and the other points are the same as those in the first embodiment. The differences will be described below.
  • control device 5 is configured to control the operation of the combustion device 2 and the operation of the fuel cell system 1. Further, the control device 5 is preset with third to seventh threshold heat storage amounts described later. Here, the seventh threshold heat storage amount is set to a heat storage amount smaller than the first threshold heat storage amount.
  • Steps S7 to S9 shown in FIG. 18 are the same as steps S7 to S9 shown in FIG.
  • steps S30 to S32 shown in FIG. 18 are the same as steps S30 to S32 shown in FIG.
  • steps S40 and S41 shown in FIG. 18 are the same as steps S40 and S41 shown in FIG.
  • steps S50 to S52 shown in FIG. 18 are the same as steps S50 to S52 shown in FIG.
  • the control device 5 controls the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual (step S8), and then the detected heat storage amount. Is less than the seventh threshold heat storage amount (step S13).
  • control device 5 When the detected heat storage amount exceeds the seventh threshold heat storage amount (NO in step S13), the control device 5 performs control in a state where the combustion amount of the fuel gas in the combustion device 2 is reduced (step S15). finish.
  • the control device 5 increases the combustion amount of the fuel gas for combustion in the combustion device 2 (step S14), and performs this control. finish.
  • the combustion amount of the combustion fuel gas is less than the fourth threshold heat storage amount. It is increased from the previous combustion amount.
  • the detected heat storage amount is equal to or greater than the first threshold heat storage amount and less than the seventh threshold heat storage amount
  • the fuel gas combustion amount of the combustion device 2 increases while power generation is normally performed in the fuel cell system 1.
  • the hot water in the tank 3 is consumed, the hot water in the tank 3 is heated by the exhaust heat from the fuel cell system 1 and the exhaust heat from the combustion device 2. For this reason, hot water is stably supplied from the tank 3.
  • the fuel cell system 1 covers the power load and the heat load.
  • the energy saving performance of the combined heat and power system 100B can be improved.
  • the energy saving performance of the combined heat and power system 100A is further suppressed.
  • the fourth threshold heat storage amount in the modification examples 14 to 16 may not be set. In this case, the processes in steps S30 to S32 of FIGS. 16 to 18 are not performed.
  • Modification 18 The third threshold heat storage amount in Modifications 13 to 16 may not be set. In this case, the processes in steps S7 to S9 in FIGS. 15 to 18 are not performed.
  • Modification 20> The third, fifth, and sixth threshold heat storage amounts in Modification 16 may not be set. In this case, steps S7 to S9, S40, S41, and S50 to S52 in FIG. 18 are not performed.
  • step S31 the control device 5 “controls the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual” instead of “control the power generation amount in the fuel cell system 1 reduced”.
  • the third, fourth, and sixth threshold heat storage amounts in the modification 16 may not be set. In this case, steps S7 to S9, S30 to S32, and S50 to S52 in FIG. 18 are not performed.
  • step S40 when the detected heat storage amount is less than the fifth threshold heat storage amount (NO), the control device 5 performs control in a state where the generated power amount in the fuel cell system 1 is reduced, and ends this control. To do.
  • the second threshold heat storage amount may be compared with the detected heat storage amount.
  • the processes in steps S1 to S3 instead of the processes in steps S4 to S6 in FIG. 2 are performed.
  • the fourth threshold heat storage amount is set to be larger than the second threshold heat storage amount.
  • the seventh threshold heat storage amount is set smaller than the second threshold heat storage amount.
  • the second threshold heat storage amount may be compared with the detected heat storage amount.
  • the processes of steps S1 to S3 are performed as in Modification 2 of FIG.
  • the fourth threshold heat storage amount is set to be larger than the first and second threshold heat storage amounts.
  • the seventh threshold heat storage amount is set smaller than the first and second threshold heat storage amounts.
  • the first threshold heat storage amount is set smaller than the third threshold heat storage amount.
  • the 1st threshold heat storage amount may be set larger than the 3rd threshold heat storage amount like the modification 4 of FIG.
  • the first threshold heat storage amount may be set equal to the third threshold heat storage amount as in Modification 5 of FIG. Thereby, the effect similar to the modification 4, 5 is acquired.
  • the second threshold heat storage amount is set smaller than the third threshold heat storage amount.
  • the second threshold heat storage amount may be set larger than the third threshold heat storage amount.
  • the second threshold heat storage amount may be set equal to the third threshold heat storage amount.
  • the second threshold heat storage amount is set smaller than the third threshold heat storage amount
  • the first threshold heat storage amount is set smaller than the second threshold heat storage amount.
  • the second threshold heat storage amount may be set larger than or equal to the third threshold heat storage amount.
  • the first threshold heat storage amount may be set to be greater than or equal to the second threshold heat storage amount.
  • the fourth threshold heat storage amount may be set smaller than the first and / or second threshold heat storage amount.
  • the fifth and / or sixth threshold heat storage amount may be set smaller than the third threshold heat storage amount.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the combined heat and power system 100B of the second embodiment is different from the combined heat and power system 100A of the first embodiment in the following points, and is otherwise the same as the combined heat and power system 100A of the first embodiment. is there.
  • the cogeneration system 100B of the second embodiment further includes a heat usage predictor 21 that predicts the usage of heat stored in the tank 3. And the control apparatus 5 makes 1st low threshold heat storage amount as 1st threshold heat storage amount, when the predicted heat use amount which is the heat use amount estimated by the heat use amount predictor 21 is less than the predetermined heat use amount.
  • the second low threshold heat storage amount is used as the second threshold heat storage amount and the predicted heat usage amount is equal to or greater than the predetermined heat usage amount
  • the first high threshold heat storage amount that is larger than the first low threshold heat storage amount The amount is used as the first threshold heat storage amount
  • the second high threshold heat storage amount larger than the second low threshold heat storage amount is used as the second threshold heat storage amount.
  • the control device 5 uses the third low threshold heat storage amount as the third threshold heat storage amount, and the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount.
  • the third high threshold heat storage amount larger than the third low threshold heat storage amount is used as the third threshold heat storage amount.
  • the control device 5 uses the fourth low threshold heat storage amount as the fourth threshold heat storage amount, and the predicted heat utilization amount is equal to or greater than the predetermined heat utilization amount.
  • the fourth high threshold heat storage amount larger than the fourth low threshold heat storage amount is used as the fourth threshold heat storage amount.
  • the control device 5 uses the fifth low threshold heat storage amount as the fifth threshold heat storage amount, and when the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount, The fifth high threshold heat storage amount larger than the fifth low threshold heat storage amount is configured to be used as the fifth threshold heat storage amount.
  • the control device 5 uses the sixth low threshold heat storage amount as the sixth threshold heat storage amount, and the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount.
  • the sixth high threshold heat storage amount larger than the sixth low threshold heat storage amount is used as the sixth threshold heat storage amount.
  • the control device 5 uses the seventh low threshold heat storage amount as the seventh threshold heat storage amount, and when the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount, The seventh high threshold heat storage amount larger than the seventh low threshold heat storage amount is configured to be used as the seventh threshold heat storage amount.
  • the heat usage predictor 21 is realized by the control device 5 functioning as a heat usage predictor.
  • the heat utilization amount predictor 21 may be realized by another arithmetic unit or the like. Prediction of heat utilization in the heat utilization predictor 21 can be performed using a known method. As a well-known method for predicting heat utilization, prediction based on heat utilization statistical data, prediction based on learning control, and the like are exemplified.
  • the predetermined heat use amount is a threshold heat use amount serving as a reference for selectively using at least one threshold heat storage amount among the first to seventh threshold heat storage amounts as a low threshold heat storage amount and a high threshold heat storage amount, and is appropriately determined. It is done.
  • the predetermined heat utilization amount is preset in the control device 5.
  • the low threshold heat storage amount is a threshold heat storage amount used as at least one threshold heat storage amount among the first to seventh threshold heat storage amounts when the predicted heat use amount is less than the predetermined heat use amount, and is determined as appropriate. It is done.
  • the high threshold heat storage amount is used as at least one threshold heat storage amount among the first to seventh threshold heat storage amounts when the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount.
  • the high threshold heat storage amount is a threshold heat storage amount larger than the low threshold heat storage amount, and is appropriately determined.
  • the low threshold heat storage amount and the high threshold heat storage amount may be set in advance as a threshold heat storage amount for less than a predetermined heat usage amount and a threshold heat storage amount for a predetermined heat usage amount or more.
  • the threshold heat storage amount and the predetermined heat usage amount for less than the predetermined heat usage amount are used.
  • the threshold heat storage amount for the above may be set respectively.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of control of the combined heat and power system of FIG.
  • all of the first to third and seventh threshold heat storage amounts are selectively used for the low threshold heat storage amount and the high threshold heat storage amount.
  • any one or more threshold heat storage amounts among the first to third and seventh threshold heat storage amounts can be used separately for the low threshold heat storage amount and the high threshold heat storage amount.
  • control device 5 first determines whether or not the predicted heat use amount is less than a predetermined heat use amount (step S21).
  • the control device 5 sets the first to third and seventh threshold heat storage amounts to the low threshold heat storage amount (step S23). Thereafter, the control device 5 uses the first to third and seventh threshold heat storage amounts respectively consisting of the first to third and seventh low threshold heat storage amounts to perform the combustion operation of the combustion device 2 and the fuel cell system. 1 power generation operation is controlled.
  • the control device 5 sets the first to third threshold heat storage amounts to the high threshold heat storage amount (step S22). Thereafter, the control device 5 uses the first to third and seventh threshold heat storage amounts respectively consisting of the first to third and seventh high threshold heat storage amounts to perform the combustion operation of the combustion device 2 and the fuel cell system. 1 power generation operation is controlled.
  • step S22 and step S23 are the same as that described in the first embodiment and the first to twelfth modification examples of the first embodiment, the outline will be briefly described below.
  • control device 5 reduces the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 when the detected heat storage amount is equal to or greater than the first threshold heat storage amount (YES in step S1) (step S3).
  • the control device 5 stops the combustion operation in the combustion device 2 (step S5).
  • the control device 5 decreases the generated power amount in the fuel cell system 1 (step S9).
  • the control device 5 When the detected heat storage amount is less than the second threshold heat storage amount (NO in step S4), the control device 5 performs control in a state where the combustion amount of the combustion fuel gas in the combustion device 2 is reduced (step S6). When the detected heat storage amount is less than the third threshold heat storage amount (NO in step S7), the control device 5 controls the power generation operation of the fuel cell system 1 as usual (step S8). When the detected heat storage amount is less than the first threshold heat storage amount and less than the seventh threshold heat storage amount (NO in step S1, YES in step S13), the control device 5 burns the combustion fuel gas in the combustion device 2 Is increased (step S14).
  • the predicted heat use amount when the predicted heat use amount is equal to or greater than the predetermined heat use amount, the first threshold heat storage amount, the second threshold heat storage amount, and the third threshold value.
  • the value of the threshold heat storage amount is set larger than in the case where the predicted heat use amount is less than the predetermined heat use amount.
  • the increase in the threshold heat storage amount of the tank 3 can be suppressed by using the heat stored in the tank 3. Therefore, it is possible to extend the time until the threshold heat storage amount of the tank 3 reaches the full heat storage amount.
  • the amount of power generated by the fuel cell system 1 can be reduced. Electric power generation can be continued without lowering. Since the fuel cell system 1 has higher efficiency as the amount of generated power is larger, the energy saving performance of the combined heat and power system 100B can be improved.
  • the value of the threshold heat storage amount is set to be large for at least one threshold heat storage amount among the first threshold heat storage amount, the second threshold heat storage amount, the third threshold heat storage amount, and the seventh threshold heat storage amount.
  • the control method of the combustion device 2 and the fuel cell system 1 by the control device 5 based on the first to seventh threshold heat storage amounts is the same as in the first embodiment and the first embodiment.
  • the control method described in Modifications 1 to 27 may be used.
  • the control device 5 changes the first to seventh threshold heat storage amounts to the low threshold heat storage amount.
  • Set (step S24) Thereafter, the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 and the power generation operation of the fuel cell system 1 using the first to seventh threshold heat storage amounts respectively consisting of the first to seventh low threshold heat storage amounts. To do.
  • the control device 5 sets the first to seventh threshold heat storage amounts to the high threshold heat storage amount (step S25). Thereafter, the control device 5 controls the combustion operation of the combustion device 2 and the power generation operation of the fuel cell system 1 using the first to seventh threshold heat storage amounts respectively consisting of the first to seventh high threshold heat storage amounts. To do.
  • step S24 and step S25 are the same as that described in the first embodiment and the first to 27th modifications of the first embodiment, the description thereof will be omitted. Thereby, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • the heat utilization amount predictor 21 is realized by the control device 5 that controls at least one of the fuel cell system 1 and the combustion device 2, but is not limited thereto.
  • the heat usage predictor 21 may be realized by a device provided separately from the control device 5.
  • the third embodiment of the present invention shows an example of a specific configuration of the heat transfer mechanism 7 in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • illustration of the fuel cell and the control device is omitted.
  • the cogeneration system 100C of the third embodiment includes a first heat medium circulation path 11, a first pump 22A, and a second heat medium as the heat transfer mechanism 7 (see FIG. 1).
  • a circulation path 12 and a second pump 22B are provided.
  • the first heat medium circulation path 11 is provided so as to pass through the fuel cell system 1 and the tank 3 so that the first heat medium heats the hot water in the tank 3 by the exhaust heat recovered from the fuel cell system 1. It is configured to circulate.
  • the second heat medium circulation path 12 is provided so as to pass through the combustion device 2 and the tank 3, and circulates so that the second heat medium heats hot water in the tank 3 by exhaust heat recovered from the combustion device 2. It is configured to
  • the first heat medium circulation path 11 is provided so as to exchange heat with cooling water (not shown) passing through the inside of the fuel cell 4 (see FIG. 1), for example.
  • route 11 is formed in coil shape, for example.
  • a first pump 22A is provided on the first heat medium circulation path 11, and the first heat medium is circulated in the first heat medium circulation path 11 by the first pump 22A.
  • the In the first heat medium circulation path 11 configured as described above, the first heat medium is heated by exchanging heat with the fuel cell 4 (see FIG. 1), thereby recovering the exhaust heat and raising the temperature. To do. Then, the first heat medium exchanges heat with the hot water in the tank 3 and transmits the exhaust heat to the hot water to be cooled.
  • water is used as the second heat medium.
  • the part (heat exchange part) located in the tank 3 of the second heat medium circulation path 12 is formed in, for example, a coil shape, and the second heat medium flowing through the part and the hot water in the tank 3 exchange heat. Configured to do.
  • a second pump 22B is provided on the second heat medium circulation path 12.
  • the second heat medium is circulated in the second heat medium circulation path 12 by the second pump 22B.
  • the second heat medium circulation path 12 configured as described above, the second heat medium is heated by exchanging heat with the combustion device 2, thereby recovering the exhaust heat and raising the temperature. Then, the second heat medium exchanges heat with the hot water in the tank 3 and transmits the exhaust heat to the hot water to be cooled.
  • the hot water stored in the tank 3 is heated by the exhaust heat from the fuel cell system 1 and the exhaust heat from the combustion device 2.
  • ⁇ Modification 30> The first and second heat media exchanged hot water without mixing with the hot water in the tank 3 in the portions (heat exchange portions) of the first and second heat medium circulation paths 11 and 12 passing through the tank 3. .
  • the first and / or second heat medium mixes with the hot water in the tank 3 in the heat exchange section of the first and / or second heat medium circulation paths 11 and 12 to heat the hot water. Also good.
  • the hot water in the tank 3 circulates in the first and / or second heat medium circulation paths 11 and 12 as the first and / or second heat medium.
  • the fourth embodiment of the present invention shows another example of the specific configuration of the heat transfer mechanism 7 in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • illustration of the fuel cell and the control device is omitted.
  • the combined heat and power system 100D of the fourth embodiment includes a heat medium circulation path 13 and a pump 22 as the heat transfer mechanism 7 (see FIG. 1).
  • the heat medium circulation path 13 is provided so as to pass through the fuel cell system 1, the combustion device 2, and the tank 3.
  • the heat medium circulation path 13 is configured such that the heat medium circulates so that the heat medium heats the hot water in the tank 3 by exhaust heat recovered from the fuel cell system 1 and the combustion device 2.
  • the order of passage of the heat medium between the fuel cell system 1 and the combustion device 2 is appropriately determined in consideration of the operating temperature of both. For example, water is used as the heat medium.
  • the specific configuration of the heat medium circulation path 13 is the same as that of the combined heat and power system 100C of the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • ⁇ Modification 31> The heat medium heated the hot medium without being mixed with the hot water in the tank 3 in the heat exchange section in the tank 3 of the heat medium circulation path 13.
  • the heat medium in the heat exchange part of the heat medium circulation path 13 may be mixed with the hot water in the tank 3 to heat the hot water.
  • the hot water in the tank 3 circulates in the heat medium circulation path 13 as a heat medium.
  • the fifth embodiment of the present invention shows another example of the specific configuration of the heat transfer mechanism 7 in the first embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of a combined heat and power system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • illustration of the fuel cell and the control device is omitted.
  • the combined heat and power system 100E of the fifth embodiment includes a heat medium circulation path 14 and a pump 22 as the heat transfer mechanism 7 (see FIG. 1).
  • the heat medium circulation path 14 includes a main path 14a passing through the tank 3 and a pair of branch paths 14b and 14c.
  • the branch paths 14b and 14c branch from one end of the main path 14a, respectively, pass through the fuel cell system 1 and the combustion device 2, and join to the other end of the main path 14a.
  • the heat medium circulation path 14 is configured so that the heat medium circulates so that the heat medium heats the hot water in the tank 3 by exhaust heat recovered from the fuel cell system 1 and the combustion device 2, respectively.
  • water is used as the heat medium.
  • a pump 22 is provided in a portion of the main path 14a located outside the tank 3.
  • the heat medium is branched from one end of the main path 14a to the branch path 14b and the branch path 14c, respectively, and merges with each other at the other end of the main path 14a via the fuel cell system 1 and the combustion device 2, respectively.
  • the heat medium is circulated so as to flow through the main path 14 a including a portion passing through the tank 3.
  • the other specific configuration of the heat medium circulation path 14 is the same as that of the cogeneration system 100C according to the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the combined heat and power system of the present invention is useful as a combined heat and power system that stores hot water heated by exhaust heat from a fuel cell and exhaust heat from a combustion device in one hot water tank.

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Abstract

　本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池(4)を有する燃料電池システム(1)と、制御装置(5)と、を備える熱電併給システムである。熱電併給システムは、燃焼用燃料ガスを燃焼する燃焼装置(2)と、前記燃料電池システムからの排熱と前記燃焼装置からの排熱とにより加熱された湯を貯えるタンク(3)と、前記タンクに貯えられた蓄熱量を検知する蓄熱量検知器(6)と、をさらに備える。ここで、前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃焼用燃料ガスの燃焼量を減少させる、又は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合、燃焼動作を停止するように、前記燃焼装置を制御するよう構成されている。

Description

熱電併給システム
　本発明は、熱と電気とを供給する熱電併給システムに関する。
　コージェネレーションシステムは、発電した電力を需要家へ供給して電力負荷を賄うとともに、発電に伴う排熱を回収して蓄熱することで需要家の給湯負荷を賄うシステムである。このようなコージェネレーションシステムとして、燃料電池と、貯湯槽と、給湯器とを有するコージェネレーションシステムが知られている。この燃料電池の発電動作に伴って発生する熱で水が間接的に加熱され、加熱された水が貯湯槽に貯蔵される。貯湯槽から流出する水は、所定の温度まで給湯器により加温されている（例えば、特許文献１参照）。
　ところで、燃料電池システムは、発電に伴う排熱を回収できない場合には省エネルギー性を発揮できない。一方、貯湯槽内の湯が満杯の状態（以下、満蓄状態と呼ぶ）になると、燃料電池からの排熱をそれ以上貯えることができない。このため、一般に、燃料電池システムは、貯湯槽が満蓄状態になると燃料電池の発電動作が停止されるように構成されている。
　また、貯湯槽内に貯えられた蓄熱量に応じて、燃料電池の発電電力量を制御する家庭用燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。この家庭用燃料電池システムは、貯湯槽内に貯えられた熱量が満蓄状態以下の所定の蓄熱量まで上昇した時点で、燃料電池の発電電力量を減少させて排熱量の発生量を抑えている。これにより、貯湯槽が満畜状態になるまでの時間を延ばし、燃料電池の発電を継続させることで、燃料電池システムの省エネルギー性の向上を図っている。
特開２００７－２４８００９号公報 特開２００２－２８９２３９号公報
　ところで、特許文献１に開示されているコージェネレーションシステムでは、給湯器は、貯湯槽から流出する水を加熱している。これに関連し、給湯器により加熱された湯と、燃料電池の排熱で間接的に加熱された水（湯）とを貯湯槽内に貯えるような構成が考えられる。このような仮想の熱電併給システムでは、燃料電池の発電動作に伴って発生する熱と燃焼装置（典型例として給湯器を含む）の燃焼動作に伴って発生する熱とが温水として回収され、この温水が１つの貯湯槽に貯えられる。一般に、このような熱電併給システムでは、燃焼装置より燃料電池がネルギー効率が高いため、燃料電池の発電時間が長くなるほど、当該システムの省エネルギー性が向上する。特に、商用電力網への逆潮流が認められる場合、貯湯槽が満蓄にならない状態においては、常時、発電することができる。あるいは、当該システムが蓄電装置を備える場合も、貯湯槽が満蓄にならない状態においては、蓄電装置が満蓄状態にならない限り常時、発電することができる。よって、当該システムの省エネルギー性の向上により享受できるメリットが大きい。
　ところが、この仮想の熱電併給システムにおいて、特許文献２に開示された家庭用燃料電池システムのように燃料電池の発電電力量を下げたとしても、燃焼装置が動作している場合、燃料電池からの排熱回収量は低下するが、燃焼装置の燃焼動作に伴って発生する熱が温水として貯湯槽内に貯えられる。このため、満蓄状態になるまでの時間を延ばすことができず、燃料電池の発電動作を停止させざるを得ない。その結果、熱電併給システムの省エネルギー性が低下するという課題が生じる。
　本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、燃料電池からの排熱と燃焼装置からの排熱とにより加熱された温水を１つの貯湯槽に貯える場合に、省エネルギー性の低下を抑制可能な熱電併給システムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明のある形態(aspect)に係る熱電併給システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムと、制御装置と、を備える前記熱電併給システムにおいて、前記熱電併給システムは、燃焼用燃料ガスを燃焼する燃焼装置と、前記燃料電池システムからの排熱と前記燃焼装置からの排熱とにより加熱された湯を貯えるタンクと、前記タンクに貯えられた蓄熱量を検知する蓄熱量検知器と、をさらに備える。ここで、前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃焼用燃料ガスの燃焼量を減少させる、又は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合、燃焼動作を停止するように、前記燃焼装置を制御するよう構成されている。
　熱電併給システムでは、前記第２の閾値蓄熱量は、前記第１の閾値蓄熱量より大きくてもよい。
　熱電併給システムでは、前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第１の閾値蓄熱量および前記第２の閾値蓄熱量より大きい第３の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃料電池により発電される電力量を減少させるように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されていてもよい。
　熱電併給システムでは、前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第３の閾値蓄熱量より小さい第４の閾値蓄熱量未満である場合、前記燃料電池により発電される電力量を増加させるように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されていてもよい。
　熱電併給システムでは、前記第４の閾値蓄熱量は、前記第１の閾値蓄熱量及び前記第２の閾値蓄熱量より大きくてもよい。
　熱電併給システムでは、前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第３の閾値蓄熱量より大きい第５の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃料電池による発電を停止するように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されていてもよい。
　熱電併給システムでは、前記制御装置は、前記燃料電池による発電が停止し、かつ、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第５の閾値蓄熱量より小さい第６の閾値蓄熱量未満である場合、前記燃料電池による発電を開始するように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されていてもよい。
　熱電併給システムでは、前記第６の閾値蓄熱量は、前記第３の閾値蓄熱量より大きくてもよい。
　熱電併給システムでは、前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第１の閾値蓄熱量及び前記第２の閾値蓄熱量より小さい第７の閾値蓄熱量未満である場合、前記燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させるように、前記燃焼装置を制御するよう構成されていてもよい。
　熱電併給システムでは、前記タンクに貯えられた熱の利用量を予測する熱利用量予測器をさらに備えてもよい。この場合、前記制御装置は、前記熱利用量予測器で予測した熱利用量である予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第１の低閾値蓄熱量を前記第１の閾値蓄熱量として用い、かつ、第２の低閾値蓄熱量を前記第２の閾値蓄熱量として用い、前記予測熱利用量が前記所定熱利用量以上である場合、前記第１の低閾値蓄熱量より大きい第１の高閾値蓄熱量を前記第１の閾値蓄熱量として用い、前記第２の低閾値蓄熱量より大きい第２の高閾値蓄熱量を前記第２の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　熱電併給システムは、前記燃料電池システムと前記タンクとを通るように設けられ、第１の熱媒体が当該燃料電池システムから回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する第１の熱媒体循環経路と、前記燃焼装置と前記タンクとを通るように設けられ、第２の熱媒体が当該燃焼装置から回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する第２の熱媒体循環経路と、をさらに備えてもよい。
　熱電併給システムは、前記燃料電池システムと前記燃焼装置と前記タンクとを通るように設けられ、前記熱媒体が当該燃料電池システム及び当該燃焼装置から回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する熱媒体循環経路をさらに備えてもよい。
　熱電併給システムは、前記タンクを通る主経路と、当該主経路の一端からそれぞれ分岐し、前記燃料電池システム及び前記燃焼装置をそれぞれ通り、かつ当該主経路の他端にそれぞれ合流する一対の分岐経路とを有し、熱媒体が当該燃料電池システム及び当該燃焼装置からそれぞれ回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する熱媒体循環経路をさらに備えてもよい。
　本発明は、燃料電池からの排熱と燃焼装置からの排熱とにより加熱された温水を１つの貯湯槽に貯える熱電併給システムにおいて、省エネルギー性の低下を抑制することができるという効果を奏する。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱電併給システムの概略構成を示す模式図である。 図２は図１の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図３は本発明の実施の形態１の変形例１の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図４は本発明の実施の形態１の変形例２の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図５は本発明の実施の形態１の変形例３の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図６は本発明の実施の形態１の変形例４の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図７は本発明の実施の形態１の変形例５の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図８は本発明の実施の形態１の変形例７の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図９は本発明の実施の形態１の変形例１１の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである 図１０は、本発明の実施の形態２に係る熱電併給システムの概略構成を示す模式図である。 図１１は図１０の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。 図１２は本発明の実施の形態３に係る熱電併給システムの概略構成を示す模式図である。 図１３は本発明の実施の形態４に係る熱電併給システムの概略構成を示す模式図である。 図１４は本発明の実施の形態５に係る熱電併給システムの概略構成を示す模式図である。 図１５は本発明の実施の形態１の変形例１３の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである 図１６は本発明の実施の形態１の変形例１４の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである 図１７は本発明の実施の形態１の変形例１５の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである 図１８は本発明の実施の形態１の変形例１６の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである 図１９は本発明の実施の形態２の変形例２８の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
　なお、以下では、全ての図において、同一又は相当する部分には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。また、全ての図において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。
　（実施の形態１）
　[熱電併給システムの構成]
　図１は、本発明の実施の形態１に係る熱電併給システムの概略構成の一例を示す模式図である。
　図１に示すように、本実施の形態１の熱電併給システム１００Ａは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池４を有する燃料電池システム１と、制御装置５と、を備える。熱電併給システム１００Ａは、燃焼用燃料ガスを燃焼する燃焼装置２と、燃料電池システム１からの排熱と燃焼装置２からの排熱とにより加熱された湯を貯えるタンク３と、タンク３に貯えられた蓄熱量を検知する蓄熱量検知器６と、をさらに備える。ここで、制御装置５は、蓄熱量検知器６により検知された蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合、燃焼用燃料ガスの燃焼量（正確には単位時間当たりの燃焼用燃料ガスの燃焼量）を減少させる、又は、蓄熱量検知器６により検知された前記蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合、燃焼動作を停止するように、燃焼装置２を制御するよう構成されている。
　燃料電池システム１として、周知のものを用いることができる。従って、燃料電池システム１の詳しい説明は省略し、簡単にこれを説明する。燃料電池システム１は、燃料電池４の他に当該燃料電池４を機能させるための補機（図示せず）を備えている。補機として、燃料ガスを燃料電池４に供給する燃料ガス供給器、酸化剤ガスを燃料電池４に供給する酸化剤ガス供給器、燃料電池４を冷却する冷却システム、燃料電池４で発電した電力を取り出して外部（負荷）に供給する電力調整器等が例示される。
　燃料電池４として、周知ものを用いることができ、高分子電解質形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、燐酸形燃料電池等が例示される。
　燃焼装置２は、燃焼用燃料ガスを燃焼させて熱負荷からの熱需要を賄うための熱を発生する装置である。燃焼装置２は、燃焼用燃料ガス供給器（図示せず）から供給される燃焼用燃料ガスを酸化剤ガス供給器（図示せず）から供給される酸化剤ガス（例えば空気）を用いて燃焼させる。燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量は、例えば、当該燃焼用燃料ガスの供給量を制御することにより制御される。燃焼装置２として、ボイラ(boiler)等が例示される。熱負荷として、給湯システム、温水暖房システム、シャワー等が例示される。
　タンク３は、熱伝達機構７を介して燃料電池システム１及び燃焼装置２から伝達されるそれぞれの排熱により加熱された湯を貯える装置である。タンク３に貯えられた湯は、熱供給経路（図示せず）を介して上述の熱負荷に供給される。また、タンク３には水供給経路（図示せず）を介して水源（例えば市水）から水が補給される。
　なお、熱伝達機構７及びタンク３は、上述の燃料電池４を冷却する冷却システムを構成している。熱伝達機構７として、任意の形態を採用することができる。例えば、熱伝達機構７を、熱媒体を循環させる熱媒体循環機構（実施の形態３乃至５参照）又は熱媒体を一方向に移動させる熱媒体移動機構で構成してもよい。熱媒体循環機構は、例えば、熱媒体循環経路と、この熱媒体を循環させるポンプとで構成される。熱媒体移動機構は、例えば、熱媒体移動経路と、この熱媒体を移動させるポンプとで構成される。また、熱媒体として、例えば、タンク３に貯えられる水（湯）を用いてもよく、タンク３に貯えられる水（湯）と異なる熱媒体を用いてもよい。後者の場合には、例えば、熱媒体移動経路を移動（循環）する熱媒体とタンク３に貯えられる水（湯）とを熱交換させるための熱交換部が設けられる。
　蓄熱量検知器６は、タンク３に貯えられた蓄熱量を直接又間接に検知して、これを制御装置５に出力するよう構成されている。タンク３の蓄熱量を間接に検知するとは、タンク３の蓄熱量と相関関係を有する物理量を検知することにより、タンク３の蓄熱量を検知することをいう。タンク３の蓄熱量を間接に検知する場合として、タンク３の温度を検知する形態が例示される。具体的には、蓄熱量検知器６は、例えば、タンク３の外面に鉛直方向に所定の間隔で配置された複数の温度センサで構成される（図１には１つのみ例示されている）。この場合、例えば、タンク３は、複数の温度センサに対応させて鉛直方向に複数のブロックに区分される。制御装置５は、各温度センサで検知される温度と、各温度センサに対応するブロックの容積（体積）と、水の熱容量とに基づいて、各ブロックの蓄熱量を演算する。そして、この各ブロックの蓄熱量の総和を演算することにより、制御装置５はタンク３の蓄熱量を求める。
　制御装置５は、蓄熱量検知器６により検知した蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合に、燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させるよう、燃焼装置２を制御する装置である。第１の閾値蓄熱量は予め制御装置５に設定されている。
　制御装置５の配置は任意である。例えば、制御装置５を燃料電池システム１及び燃焼装置２と分離して配置してもよく、制御装置５を燃料電池システム１内に配置してもよく、制御装置５を燃焼装置２内に配置してもよい。
　制御装置５は、本実施の形態１では燃焼装置２の動作を制御する。なお、制御装置５が燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御してもよい。制御装置５は、制御機能を有するものであればよく、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ(programmable logic controller)、論理回路等によって構成される。制御装置５は、集中制御を行う単独の制御器によって構成されてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器によって構成されてもよい。例えば、制御装置５は、燃焼装置２の動作を制御する制御器と燃料電池システム１の動作を制御する制御器とで構成されてもよい。
　［熱電併給システムの動作］
　次に、以上のように構成された熱電併給システムの動作の一例を説明する。図２は図１の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。この制御は制御装置５によって行われる。また、この制御は所定の間隔で繰り返し行なわれる。
　図２に示すように、この制御が開始されると、制御装置５は、蓄熱量検知器６により検知されるタンク３の蓄熱量（以下、検知蓄熱量という）が第１の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する（ステップＳ１）。具体的には、タンク３が蓄積可能な最大蓄熱量（以下、満杯蓄熱量という）が規定されている。満杯蓄熱量は、例えば、タンク３に貯えられる湯について規定された最高温度とタンク３の容積とに基づいて定められる。検知蓄熱量がこの満杯蓄熱量に達すると、燃料電池システム１は停止される。これは、発電と同時に発生する排熱を回収して有効に利用することができず、燃料電池システム１の省エネルギー性が低下するからである。第１の閾値蓄熱量は、この満杯蓄熱量より少ない蓄熱量に設定されている。
　検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御装置５は、燃焼装置２の燃焼動作を通常の通り制御し（ステップＳ２）、この制御を終了する。この燃焼動作の通常の制御として、任意の形態を採用することができる。例えば、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を変化させずに、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまで燃焼装置２の燃焼動作を継続する。そして、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達すると、制御装置５は燃焼装置２の燃焼動作を停止させる。
　一方、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させ（ステップＳ３）、この制御を終了する。かくして、以上の制御が所定の時間間隔（サンプリング間隔）で実行されることにより、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合には、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が、第１の閾値蓄熱量以上となる前の燃焼量より減少される。
　これにより、燃焼装置２からの排熱の量が低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間が長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間が長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下が抑制される。
　なお、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が低下させられた後、熱負荷による熱需要などが発生すれば、検知蓄熱量が低下する。これにより、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量を下回ると（ステップＳ１でＮＯ）、燃焼装置２の燃焼動作は通常の制御に戻る（ステップＳ２）。
　次に、本実施の形態１の変形例を説明する。
　＜変形例１＞
　図３は実施の形態１の変形例１における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例１は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。
　図１において、制御装置５には後述する第２の閾値蓄熱量が予め設定されている。図３に示すように、本変形例１では、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御装置５は、燃焼装置２の燃焼動作を通常の通り制御し（ステップＳ２）、この制御を終了する。燃焼動作の通常の制御は実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
　一方、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼動作を停止させる（ステップＳ５）。
　これにより、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させる場合に比べて、燃焼装置２からの排熱の量がより低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例２＞
　図４は実施の形態１の変形例２における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例２は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例２では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には第２の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第２の閾値蓄熱量は、第１の閾値蓄熱量より多く、かつ満杯蓄熱量より少ない蓄熱量に設定される。
　図４に示すように、本変形例２では、図２のステップＳ３が遂行された後、さらに図３のステップＳ４～Ｓ６が遂行される。
　すなわち、本変形例２では、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させる（ステップＳ３）。その後、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する（ステップＳ４）。
　検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ４でＮＯ）、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させた状態で制御し（ステップＳ６）、この制御を終了する。かくして、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上でかつ第２の閾値蓄熱量未満である場合には、以上の制御が所定の時間間隔で実行されることにより、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が、第１の閾値蓄熱量以上となる前の燃焼量より減少される。
　一方、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、燃焼装置２における燃焼動作を停止させ（ステップＳ５）、この制御を終了する。
　これにより、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量のみを低下させる場合に比べて、燃焼装置２からの排熱の量がより低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例３＞
　図５は実施の形態１の変形例３における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例３は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例３では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第３の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第３の閾値蓄熱量は、第１の閾値蓄熱量より多く、かつ満杯蓄熱量より少ない蓄熱量に設定される。
　図５に示すように、本変形例３では、図２のステップＳ３が遂行された後、さらにステップＳ７～Ｓ９が遂行される。
　すなわち、本変形例３では、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させる（ステップＳ３）。その後、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上であるか否かを制御装置５は判定する（ステップＳ７）。
　検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ７でＮＯ）、制御装置５は燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御し（ステップＳ８）、この制御を終了する。燃料電池システム１の発電動作の通常の制御として、任意の形態を採用することができる。例えば、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力を外部の電力負荷の電力需要に応じて制御する。検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達すると、制御装置５は、燃料電池システム１の発電動作を停止させる。
　一方、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５は燃料電池システム１における発電電力量を低下させ（ステップＳ９）、この制御を終了する。かくして、以上の制御が所定の時間間隔で実行されることにより、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合には、発電電力量が第３の閾値蓄熱量以上となる前の発電電力量より減少される。
　これにより、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量を越えた場合には、燃焼装置２からの排熱の量と燃料電池システム１からの排熱の量とが共に低下する。燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量のみを低下させる場合と比べると、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例４＞
　実施の形態１の変形例４として、変形例３の第３の閾値蓄熱量が、第１の閾値蓄熱量より少なく設定されていてもよい。図６は実施の形態１の変形例４における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例４は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例４では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第３の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第１の閾値蓄熱量は、第３の閾値蓄熱量より多く、かつ満杯蓄熱量より少ない蓄熱量に設定される。
　図６に示すように、本変形例４では、まず最初に、制御装置５は、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ７でＮＯ）、制御装置５は燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御し（ステップＳ８）、この制御を終了する。この発電動作の通常制御は、上述の変形例３と同じであるので、その説明を省略する。
　一方、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５は燃料電池システム１における発電電力量を低下させる（ステップＳ９）。その後、制御装置５は、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する（ステップＳ１）。
　検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御装置５は、燃焼装置２の燃焼動作を通常の通り制御し（ステップＳ２）、この制御を終了する。この燃焼動作の通常制御は、上述の実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
　一方、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させ（ステップＳ３）、この制御を終了する。
　これにより、燃焼装置２からの排熱の量と燃料電池システム１からの排熱の量とが共に低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下が抑制される。
　＜変形例５＞
　実施の形態１の変形例５として、変形例３の第３の閾値蓄熱量と第１の閾値蓄熱量とが同じ蓄熱量に設定されていてもよい。
　図７は実施の形態１の変形例５における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。ここで、第１の閾値蓄熱量と変形例３の第３の閾値蓄熱量とが同じ蓄熱量に設定されている。
　図７に示すように、本変形例５では、まず最初に、制御装置５は検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上、つまり、第３の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する（ステップＳ１０）。
　検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１０でＮＯ）、制御装置５は、燃焼装置２の燃焼動作と燃料電池システム１の発電動作とを通常の通り制御し（ステップＳ１１）、この制御を終了する。燃焼動作の通常の制御は実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。発電動作の通常制御は、上述の変形例３と同じであるので、その説明を省略する。
　一方、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させるとともに燃料電池システム１における発電電力量を低下させ（ステップＳ１２）、この制御を終了する。
　これにより、燃焼装置２からの排熱の量と燃料電池システム１からの排熱の量とが共に低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例６＞
　実施の形態１の変形例６として、変形例３（図５）のステップＳ３、変形例４（図６）のステップＳ３、又は変形例５（図７）のステップＳ１２において、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させる代わりに、燃焼装置２の燃焼動作を停止させてもよい。これにより、変形例３、変形例４、又は変形例５と同様の効果が得られる。
　＜変形例７＞
　図８は実施の形態１の変形例７における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例７は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例７では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第２の閾値蓄熱量と第３の閾値蓄熱量とが予め設定されている。ここで、第２の閾値蓄熱量は、第１の閾値蓄熱量より多く、かつ満杯蓄熱量より少ない蓄熱量に設定される。また、第３の閾値蓄熱量は、第２の閾値蓄熱量より多く、かつ満杯蓄熱量より少ない蓄熱量に設定される。
　図８に示すように、本変形例７では、変形例２における図４のステップＳ５が遂行された後、さらに、変形例３における図５のステップＳ７～Ｓ９が遂行される。
　すなわち、本変形例７では、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させ（ステップＳ３）、その後、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する（ステップＳ４）。
　検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御装置５は、燃焼装置２の燃焼動作を通常の通り制御し（ステップＳ２）、この制御を終了する。燃焼動作の通常の制御は実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
　一方、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ４でＮＯ）、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させた状態で制御し（ステップＳ６）、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、燃焼装置２における燃焼動作を停止させ（ステップＳ５）、その後、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する（ステップＳ７）。
　検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ７でＮＯ）、制御装置５は燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御し（ステップＳ８）、この制御を終了する。燃料電池システム１の発電動作の通常の制御は、変形例３と同じであるので、その説明を省略する。
　一方、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５は燃料電池システム１における発電電力量を低下させ（ステップＳ９）、この制御を終了する。
　これにより、燃焼装置２からの排熱の量と燃料電池システム１からの排熱の量とが共に低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例８＞
　実施の形態１の変形例８として、変形例７の第３の閾値蓄熱量が、第１の閾値蓄熱量より多く、かつ、第２の閾値蓄熱量より少なく設定されていてもよい。また、変形例７の第３の閾値蓄熱量が、第１の閾値蓄熱量より少なく設定されていてもよい。これにより、変形例７と同様の効果が得られる。
　＜変形例９＞
　実施の形態１の変形例９として、変形例７の第３の閾値蓄熱量と第２の閾値蓄熱量とが同じ蓄熱量に設定されていても良い。変形例９では、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量、つまり第３の閾値蓄熱量未満である場合は、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させた状態で制御し、かつ、燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御し、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量、つまり第３の閾値蓄熱量以上である場合は、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼動作を停止させると共に、燃料電池システム１における発電電力量を低下させ、この制御を終了する。
　これにより、変形例７と同様の効果が得られる。
　＜変形例１０＞
　実施の形態１の変形例１０として、変形例７の第３の閾値蓄熱量と第１の閾値蓄熱量とが同じ蓄熱量に設定されていても良い。変形例１０では、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量、つまり第３の閾値蓄熱量未満である場合は、制御装置５は、燃焼装置２の燃焼動作と燃料電池システム１の発電動作とを通常の通り制御し、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量、つまり第３の閾値蓄熱量以上である場合は、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させると共に、燃料電池システム１における発電電力量を低下させ、その後、検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上であるか否か判定する。
　これにより、変形例７と同様の効果が得られる。
　＜変形例１１＞
　図９は実施の形態１の変形例１１における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例１１は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例１１では、制御装置５には後述する第７の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第７の閾値蓄熱量は、第１の閾値蓄熱量より少ない蓄熱量に設定される。
　図９に示すように、本変形例１１では、図２のステップＳ２に代えてステップＳ１３及びＳ１４が遂行される。
　すなわち、本変形例１１では、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御装置５は検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満であるか否か判定する（ステップＳ１３）。
　検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量を越える場合（ステップＳ１３でＮＯ）、制御装置５はこの制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させ(ステップＳ１４)、この制御を終了する。かくして、以上の制御が所定の時間間隔で実行されることにより、検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満である場合には、燃焼用燃料ガスの燃焼量が第７の閾値蓄熱量未満となる前の燃焼量より増加される。
　ここで、「燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させる」とは、燃焼装置２が燃焼動作中に、燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させることだけでなく、燃焼動作の停止状態から燃焼動作状態に移行させるために、燃焼用燃料ガスの燃焼を開始することも含む。
　これにより、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量より少ない第７の閾値蓄熱量未満である場合には、燃焼装置２からの排熱の量が増加し、タンク３の蓄熱量が増加する。換言すると、本変形例１１においては、タンク３の蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上になる場合、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が低下させられる。タンク３の蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満かつ第７の閾値蓄熱量以上である場合には、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が現状に維持される。この第１の閾値蓄熱量未満かつ第７の閾値蓄熱量以上の範囲は、不感帯となる。タンク３の蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満になると、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が増加される。従って、タンク３の蓄熱量が検知蓄熱量に基づいて安定して制御される。
　＜変形例１２＞
　実施の形態１の変形例１２として、変形例１１における第７の閾値蓄熱量が、変形例１から変形例１０において、第１の閾値蓄熱量、第２の閾値蓄熱量、及び第３の閾値蓄熱量の何れの蓄熱量よりも少ない蓄熱量として設定されていてもよい。つまり、変形例１から変形例１０において、第１の閾値蓄熱量、第２の閾値蓄熱量、及び第３の閾値蓄熱量のいずれの蓄熱量よりも少ない蓄熱量として、第７の閾値蓄熱量が設定され、図９のステップＳ１３及びＳ１４が遂行される。
　これにより、変形例１１と同様の効果が得られる。
　＜変形例１３＞
　図１５は実施の形態１の変形例１３における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例１３は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例１３では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第３の閾値蓄熱量と第４の閾値蓄熱量とが予め設定されている。ここで、第４の閾値蓄熱量は、第３の閾値蓄熱量より小さい蓄熱量に設定される。また、第４の閾値蓄熱量は、第１の閾値蓄熱量より大きい蓄熱量に設定される。
　図１５に示すように、本変形例１３では、変形例３における図５のステップＳ９が遂行された後、さらに、ステップＳ３０～Ｓ３２が遂行される。なお、図１５に示すステップＳ７～Ｓ９は、変形例３の図５に示すステップＳ７～Ｓ９と同様である。
　すなわち、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５は燃料電池システム１における発電電力量を低下させ（ステップＳ９）、その後、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満であるか否か判定する（ステップＳ３０）。
　検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量を越える場合（ステップＳ３０でＮＯ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力量を低下させた状態で制御し（ステップＳ３１）、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力量を増加させ(ステップＳ３２)、この制御を終了する。かくして、以上の制御が所定の時間間隔で実行されることにより、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満である場合には、発電電力量が第４の閾値蓄熱量未満となる前の発電電力量より増加される。
　これにより、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満である場合には、燃料電池システム１における発電電力量が増加する。この発電電力量が大きいほど、効率が高くなるため、熱電併給システム１００Ｂとしての省エネルギー性の向上が図れる。
　特に、第４の閾値蓄熱量が第１の閾値蓄熱量より大きい場合、燃料ガスの燃焼量が低下させられた状態で、発電電力量が増加する。このため、燃料電池システム１の発電が燃焼装置２の燃焼に比べて優先されるので、熱電併給システム１００Ｂとしての省エネルギー性が一層向上する。
　さらに、タンク３内の湯の消費によりタンク３内の蓄熱量が低下してくると、燃料電池システム１における発電電力量が増加し、これに伴う燃料電池システム１からの排熱も増える。よって、タンク３内の湯の消費に応じて、タンク３内の蓄熱量を補うことができる。
　また、タンク３の蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上になると、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が低下されながら、燃料電池システム１における発電電力量が低下させられる。さらに、タンク３の蓄熱量が第３の閾値蓄熱量未満かつ第４の閾値蓄熱量以上である場合には、燃料ガスの燃焼量および発電電力量が低下された状態が維持される。このため、燃焼装置２からの排熱の量と燃料電池システム１からの排熱の量とが共に低下し、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなる。その結果、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　さらに、第３の閾値蓄熱量未満かつ第４の閾値蓄熱量以上の範囲は、不感帯となる。従って、タンク３の蓄熱量が検知蓄熱量に基づいて安定して制御される。
　＜変形例１４＞
　図１６は実施の形態１の変形例１４における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例１４は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例１４では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第３～第５の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第５の閾値蓄熱量は、第３の閾値蓄熱量より大きい蓄熱量に設定される。
　図１６に示すように、本変形例１４では、変形例３における図５のステップＳ９が遂行された後、さらに、ステップＳ３０～Ｓ３２、ステップＳ４０およびＳ４１が遂行される。なお、図１６に示すステップＳ７～Ｓ９は、変形例３の図５に示すステップＳ７～Ｓ９と同様である。
　すなわち、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５は燃料電池システム１における発電電力量を低下させ（ステップＳ９）、その後、検知蓄熱量が第５の閾値蓄熱量未満であるか否か判定する（ステップＳ４０）。
　検知蓄熱量が第５の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電動作を停止させ(ステップＳ４１)、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第５の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ４０でＮＯ）、制御装置５は、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満であるか否か判定する（ステップＳ３０）。
　検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量を越える場合（ステップＳ３０でＮＯ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力量を低下させた状態で制御し（ステップＳ３１）、この制御を終了する。
　これに対し、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力量を増加させ(ステップＳ３２)、この制御を終了する。かくして、以上の制御が所定の時間間隔で実行されることにより、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満である場合には、発電電力量が第４の閾値蓄熱量未満となる前の発電電力量より増加される。
　これにより、検知蓄熱量が第５の閾値蓄熱量以上であれば、燃料電池システム１における発電動作が停止する。よって、燃料電池システム１からの排熱が無駄にならないため、発電におけるエネルギー資源が有効に利用され、かつ発電コストの上昇も抑えられる。
　また、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量未満であれば、燃料電池システム１における発電電力量が増加する。この発電電力量が大きいほど、効率が高くなるため、熱電併給システム１００Ｂとしての省エネルギー性の向上が図れる。
　さらに、タンク３内の湯の消費によりタンク３内の蓄熱量が低下すると、燃料電池システム１における発電電力量が増加し、これに伴う燃料電池システム１からの排熱も増える。よって、タンク３内の湯の消費に応じて、タンク３内の蓄熱量を補うことができる。
　また、検知蓄熱量が第４の閾値蓄熱量以上かつ第５の閾値蓄熱量未満であれば、燃料ガスの燃焼量および発電電力量が低下された状態が維持される。このため、検知蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例１５＞
　図１７は実施の形態１の変形例１５における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例１５は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例１５では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第３～第６の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第６の閾値蓄熱量は、第５の閾値蓄熱量より小さい蓄熱量に設定される。また、第６の閾値蓄熱量は、第３の閾値蓄熱量より大きい蓄熱量に設定される。
　図１７に示すように、本変形例１５では、変形例１４における図１６のステップＳ４１が遂行された後、さらに、ステップＳ５０およびＳ５１が遂行される。なお、図１７に示すステップＳ７～Ｓ９は、変形例３の図５に示すステップＳ７～Ｓ９と同様である。また、なお、図１７に示すステップＳ３０～Ｓ３２は、変形例１３の図１５に示すステップＳ３０～Ｓ３２と同様である。図１７に示すステップＳ４０、Ｓ４１は、変形例１６の図１４に示すステップＳ４０、Ｓ４１と同様である。
　すなわち、検知蓄熱量が第５の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電動作を停止させ(ステップＳ４１)、その後、検知蓄熱量が第６の閾値蓄熱量未満であるか否か判定する（ステップＳ５０）。
　検知蓄熱量が第６の閾値蓄熱量を越える場合（ステップＳ５０でＮＯ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電動作を停止し、燃焼装置２における燃料ガスの燃焼量を低下させた状態で制御し（ステップＳ５１）、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第６の閾値蓄熱量未満である場合（ステップ５０でＹＥＳ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電動作を開始させ(ステップＳ５２)、この制御を終了する。
　これにより、燃料電池システム１における発電が停止した状態で、検知蓄熱量が第６の閾値蓄熱量未満である場合、燃料電池システム１における発電が開始する。よって、タンク３内の湯が消費されることに応じて、電力が発生するとともに、発電に伴う熱によりタンク３の湯が加熱されるため、電力負荷および熱負荷が賄われる。
　また、燃料電池システム１における発電動作が停止すると、発電におけるエネルギー資源が有効に利用され、かつ発電コストの上昇も抑えられる。
　さらに、燃料電池システム１における発電電力量が増加すると、熱電併給システム１００Ｂとしての省エネルギー性の向上が図れる。
　また、燃料ガスの燃焼量および発電電力量が低下された状態が維持されると、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例１６＞
　図１８は実施の形態１の変形例１６における熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。本変形例１６は、以下の点で実施の形態１と相違し、その他は実施の形態１と同様である。以下、相違点を説明する。
　図１において、本変形例１６では、制御装置５は燃焼装置２の動作と燃料電池システム１の動作とを制御するよう構成されている。また、制御装置５には後述する第３～第７の閾値蓄熱量が予め設定されている。ここで、第７の閾値蓄熱量は、第１の閾値蓄熱量より小さい蓄熱量に設定される。
　図１８に示すように、本変形例１６では、変形例１５における図１７のステップＳ８が遂行された後、さらに、図９のステップＳ１３およびＳ１４と、ステップＳ１５とが遂行される。なお、図１８に示すステップＳ７～Ｓ９は、変形例３の図５に示すステップＳ７～Ｓ９と同様である。また、なお、図１８に示すステップＳ３０～Ｓ３２は、変形例１３の図１５に示すステップＳ３０～Ｓ３２と同様である。図１８に示すステップＳ４０、Ｓ４１は、変形例１６の図１４に示すステップＳ４０、Ｓ４１と同様である。図１８に示すステップＳ５０～Ｓ５２は、変形例１７の図１５に示すステップＳ５０～Ｓ５２と同様である。
　すなわち、検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ７でＮＯ）、制御装置５は燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御し（ステップＳ８）、その後、検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満であるか否か判定する（ステップＳ１３）。
　検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量を越える場合（ステップＳ１３でＮＯ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃料ガスの燃焼量を低下させた状態で制御し（ステップＳ１５）、この制御を終了する。
　一方、検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満である場合（ステップ１３でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させ（ステップＳ１４）、この制御を終了する。かくして、以上の制御が所定の時間間隔で実行されることにより、検知蓄熱量が第７の閾値蓄熱量未満である場合には、燃焼用燃料ガスの燃焼量が第４の閾値蓄熱量未満となる前の燃焼量より増加される。
　これにより、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上かつ第７の閾値蓄熱量未満であれば、燃料電池システム１における発電が通常通りになされながら、燃焼装置２の燃料ガスの燃焼量が増加する。よって、タンク３内の湯が消費されることに応じて、燃料電池システム１からの排熱および燃焼装置２からの排熱によりタンク３の湯が加熱される。このため、タンク３から湯が安定的に供給される。
　さらに、燃料電池システム１における発電が開始すると、燃料電池システム１によって電力負荷および熱負荷が賄われる。
　また、燃料電池システム１における発電動作が停止すると、発電におけるエネルギー資源が有効に利用され、かつ発電コストの上昇も抑えられる。
　さらに、燃料電池システム１における発電電力量が増加すると、熱電併給システム１００Ｂとしての省エネルギー性の向上が図れる。
　また、燃料ガスの燃焼量および発電電力量が低下された状態が維持されると、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例１７＞
　上記変形例１４～１６における第４の閾値蓄熱量が設定されなくてもよい。この場合、図１６～１８のステップＳ３０～Ｓ３２の処理が遂行されない。
　＜変形例１８＞
　上記変形例１３～１６における第３の閾値蓄熱量が設定されなくてもよい。この場合、図１５～１８のステップＳ７～Ｓ９の処理が遂行されない。
　＜変形例１９＞
　上記変形例１４～１６における第３および第４の閾値蓄熱量が設定されなくてもよい。この場合、図１６～１８のステップＳ７～Ｓ９およびＳ３０～Ｓ３２の処理が遂行されない。
　＜変形例２０＞
　上記変形例１６における第３、第５および第６の閾値蓄熱量が設定されなくてもよい。この場合、図１８のステップＳ７～Ｓ９、Ｓ４０、Ｓ４１、およびＳ５０～Ｓ５２の処理が遂行されない。また、ステップＳ３１において、制御装置５は、「燃料電池システム１における発電電力量を低下させた状態で制御する」に代えて、「燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御する」。
　＜変形例２１＞
　上記変形例１６における第３、第４および第６の閾値蓄熱量が設定されなくてもよい。この場合、図１８のステップＳ７～Ｓ９、Ｓ３０～Ｓ３２、およびＳ５０～Ｓ５２の処理が遂行されない。また、ステップＳ４０において、検知蓄熱量が第５の閾値蓄熱量未満である場合（ＮＯ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力量を低下させた状態で制御し、この制御を終了する。
　＜変形例２２＞
　上記変形例１３～２１における第１の閾値蓄熱量に代えて、第２の閾値蓄熱量が検知蓄熱量と比較されてもよい。この場合、ステップＳ１～Ｓ３の処理に代えて、図２のステップＳ４～Ｓ６の処理が遂行される。また、第４の閾値蓄熱量は第２の閾値蓄熱量より大きく設定される。第７の閾値蓄熱量は第２の閾値蓄熱量より小さく設定される。これにより、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量が低下する代わりに、燃焼装置２の燃焼動作が停止される。燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させる場合に比べて、燃料電池システム１の発電時間がより長くなり、熱電併給システム１００Ａの省エネルギー性の低下がより抑制される。
　＜変形例２３＞
　上記変形例１３～２１における第１の閾値蓄熱量に加えて、第２の閾値蓄熱量が検知蓄熱量と比較されてもよい。この場合、ステップＳ１～Ｓ３の処理に代えて、図４の変形例２のようにステップＳ１～Ｓ６の処理が遂行される。また、第４の閾値蓄熱量は第１および第２の閾値蓄熱量より大きく設定される。第７の閾値蓄熱量は第１および第２の閾値蓄熱量より小さく設定される。
　＜変形例２４＞
　上記変形例１３～２１では、第１の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量より小さく設定された。ただし、図４の変形例４のように第１の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量より大きく設定されてもよい。また、図５の変形例５のように第１の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量と等しく設定されてもよい。これにより、変形例４、５と同様の効果が得られる。
　＜変形例２５＞
　上記変形例２２では、第２の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量より小さく設定された。ただし、第２の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量より大きく設定されてもよい。また、第２の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量と等しく設定されてもよい。これにより、変形例４、５と同様の効果が得られる。
　＜変形例２６＞
　上記変形例２３では、第２の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量より小さく、第１の閾値蓄熱量が第２の閾値蓄熱量より小さく設定された。ただし、第２の閾値蓄熱量が第３の閾値蓄熱量より大きく、または、等しく設定されてもよい。また、第１の閾値蓄熱量が第２の閾値蓄熱量より大きく、または、等しく設定されてもよい
　＜変形例２７＞
　第４の閾値蓄熱量は第１および／または第２の閾値蓄熱量より小さく設定されてもよい。または、第５および／または第６の閾値閾値蓄熱量は第３の閾値蓄熱量より小さく設定されてもよい。
　（実施の形態２）
　図１０は、本発明の実施の形態２に係る熱電併給システムの概略構成の一例を示す模式図である。
　図１０に示すように、本実施の形態２の熱電併給システム１００Ｂは、以下の点で実施の形態１の熱電併給システム１００Ａと相違し、その他は実施の形態１の熱電併給システム１００Ａと同様である。
　本実施の形態２の熱電併給システム１００Ｂは、タンク３に貯えられた熱の利用量を予測する熱利用量予測器２１をさらに備えている。そして、制御装置５は、熱利用量予測器２１で予測した熱利用量である予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第１の低閾値蓄熱量を第１の閾値蓄熱量として用い、かつ、第２の低閾値蓄熱量を第２の閾値蓄熱量として用い、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合、第１の低閾値蓄熱量より大きい第１の高閾値蓄熱量を第１の閾値蓄熱量として用い、第２の低閾値蓄熱量より大きい第２の高閾値蓄熱量を第２の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　また、制御装置５は、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第３の低閾値蓄熱量を第３の閾値蓄熱量として用い、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合、第３の低閾値蓄熱量より大きい第３の高閾値蓄熱量を第３の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　さらに、制御装置５は、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第４の低閾値蓄熱量を第４の閾値蓄熱量として用い、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合、第４の低閾値蓄熱量より大きい第４の高閾値蓄熱量を第４の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　制御装置５は、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第５の低閾値蓄熱量を第５の閾値蓄熱量として用い、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合、第５の低閾値蓄熱量より大きい第５の高閾値蓄熱量を第５の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　制御装置５は、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第６の低閾値蓄熱量を第６の閾値蓄熱量として用い、予測熱利用量が前記所定熱利用量以上である場合、第６の低閾値蓄熱量より大きい第６の高閾値蓄熱量を第６の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　制御装置５は、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第７の低閾値蓄熱量を第７の閾値蓄熱量として用い、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合、第７の低閾値蓄熱量より大きい第７の高閾値蓄熱量を第７の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている。
　熱利用量予測器２１は、ここでは、制御装置５が熱利用量予測器として機能することにより、実現される。もちろん、熱利用量予測器２１を他の演算器等によって実現しても構わない。熱利用量予測器２１における熱利用の予測は、周知の手法を用いて行なうことができる。熱利用の予測の周知の手法として、熱利用の統計データに基づく予測、学習制御による予測等が例示される。
　第１乃至第７の閾値蓄熱量は、実施の形態１、及び実施の形態１の変形例１乃至２７で説明したものと同じであるので、その説明を省略する。所定熱利用量は、第１乃至第７の閾値蓄熱量のうちの少なくとも１つの閾値蓄熱量を、低閾値蓄熱量と高閾値蓄熱量とに使い分ける基準となる閾値熱利用量であり、適宜定められる。所定熱利用量は制御装置５に予め設定される。
　低閾値蓄熱量は、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合に、第１乃至第７の閾値蓄熱量のうちの少なくとも１つの閾値蓄熱量として用いられる閾値蓄熱量であり、適宜定められる。高閾値蓄熱量は、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合に、第１乃至第７の閾値蓄熱量のうちの少なくとも１つの閾値蓄熱量として用いられる。高閾値蓄熱量は、低閾値蓄熱量より多い閾値蓄熱量であり、適宜定められる。低閾値蓄熱量及び高閾値蓄熱量は、予め所定熱利用量未満用の閾値蓄熱量及び所定熱利用量以上用の閾値蓄熱量として設定されてもよい。あるいは、低閾値蓄熱量及び高閾値蓄熱量は、制御装置５にそれぞれ記憶され、第１乃至第７の閾値蓄熱量として用いられる都度、所定熱利用量未満用の閾値蓄熱量及び所定熱利用量以上用の閾値蓄熱量としてそれぞれ設定されてもよい。
　次に、以上のように構成された熱電併給システム１００Ｂの動作の一例を説明する。図１１は図１０の熱電併給システムの制御の一例を示すフローチャートである。以下では、第１乃至第３および第７の閾値蓄熱量の全てを低閾値蓄熱量と高閾値蓄熱量とに使い分ける例を説明する。ただし、第１乃至第３および第７の閾値蓄熱量のうちの任意の１以上の閾値蓄熱量を低閾値蓄熱量と高閾値蓄熱量とに使い分けるよう構成することができる。
　図１１に示すように、この制御が開始されると、制御装置５は、まず、予測熱利用量が所定熱利用量未満であるか否か判定する（ステップＳ２１）。
　予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、制御装置５は、第１乃至第３および第７の閾値蓄熱量を低閾値蓄熱量に設定する（ステップＳ２３）。これ以降、制御装置５は、それぞれ第１乃至第３および第７の低閾値蓄熱量からなる第１乃至第３および第７の閾値蓄熱量を用いて、燃焼装置２の燃焼動作及び燃料電池システム１の発電動作を制御する。
　一方、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御装置５は、第１乃至第３の閾値蓄熱量を高閾値蓄熱量に設定する（ステップＳ２２）。これ以降、制御装置５は、それぞれ第１乃至第３および第７の高閾値蓄熱量からなる第１乃至第３および第７の閾値蓄熱量を用いて、燃焼装置２の燃焼動作及び燃料電池システム１の発電動作を制御する。
　ステップＳ２２及びステップＳ２３以降の各ステップは、実施の形態１、及び実施の形態１の変形例１乃至１２にそれぞれ詳述されたものと同様であるので、以下、概要を簡単に説明する。
　すなわち、制御装置５は、検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）に燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させる（ステップＳ３）。検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼動作を停止させる（ステップＳ５）。検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５は、燃料電池システム１における発電電力量を低下させる（ステップＳ９）。検知蓄熱量が第２の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ４でＮＯ）、制御装置５は燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を低下させた状態で制御する（ステップＳ６）。検知蓄熱量が第３の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ７でＮＯ）、制御装置５は燃料電池システム１の発電動作を通常の通り制御する（ステップＳ８）。検知蓄熱量が第１の閾値蓄熱量未満かつ第７の閾値蓄熱量未満である場合（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御装置５は、燃焼装置２における燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させる（ステップＳ１４）。
　このような本実施の形態２の熱電併給システム１００Ｂによれば、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合は、第１の閾値蓄熱量、第２の閾値蓄熱量、第３の閾値蓄熱量、及び／又は第７の閾値蓄熱量について、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合に比べて、閾値蓄熱量の値を大きく設定される。ただし、タンク３に貯えられた熱が利用されることで、タンク３の閾値蓄熱量の増加を抑制することができる。従って、タンク３の閾値蓄熱量が満杯蓄熱量に達するまでの時間を延ばすことが可能である。
　さらに、第１の閾値蓄熱量、第２の閾値蓄熱量、第３の閾値蓄熱量、及び／又は第７の閾値蓄熱量の値を大きく設定することで、燃料電池システム１の発電電力量を低下させることなく、発電を継続することができる。燃料電池システム１は発電電力量が大きいほど、効率が高くなるため、熱電併給システム１００Ｂとしての省エネルギー性の向上が図れる。
　また、第１の閾値蓄熱量、第２の閾値蓄熱量、第３の閾値蓄熱量、及び第７の閾値蓄熱量のうちの少なくとも１つの閾値蓄熱量について、閾値蓄熱量の値を大きく設定することで、熱利用量の増加に対して、タンク３の湯切れを防止することができ、安定的な熱供給が可能となる。
　＜変形例２８＞
　実施の形態２の変形例２８として、第１～第７の閾値蓄熱量に基づく制御装置５による燃焼装置２と燃料電池システム１との制御方法が、実施の形態１、及び実施の形態１における変形例１乃至２７において、述べた制御方法であってもよい。この場合、図１９に示すように、予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、制御装置５は、第１乃至第７の閾値蓄熱量を低閾値蓄熱量に設定する（ステップＳ２４）。これ以降、制御装置５は、それぞれ第１～第７の低閾値蓄熱量からなる第１～第７の閾値蓄熱量を用いて、燃焼装置２の燃焼動作及び燃料電池システム１の発電動作を制御する。
　一方、予測熱利用量が所定熱利用量以上である場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御装置５は、第１～第７の閾値蓄熱量を高閾値蓄熱量に設定する（ステップＳ２５）。これ以降、制御装置５は、それぞれ第１～第７の高閾値蓄熱量からなる第１～第７の閾値蓄熱量を用いて、燃焼装置２の燃焼動作及び燃料電池システム１の発電動作を制御する。
　ステップＳ２４及びステップＳ２５以降の各ステップは、実施の形態１、及び実施の形態１の変形例１～２７にそれぞれ詳述されたものと同様であるので、説明は省略する。これにより、実施の形態２と同様の効果が得られる。
　＜変形例２９＞
　熱利用量予測器２１は、燃料電池システム１および燃焼装置２の少なくともいずれか一方を制御する制御装置５により実現されたが、これに限定されない。たとえば、熱利用量予測器２１が制御装置５と別に設けられた装置により実現されてもよい。
　（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３は、実施の形態１における熱伝達機構７の具体的構成の一例を示すものである。
　図１２は、本発明の実施の形態３に係る熱電併給システムの概略構成の一例を示す模式図である。図１２においては、燃料電池及び制御装置の図示を省略している。
　図１２に示すように、本実施の形態３の熱電併給システム１００Ｃは、熱伝達機構７（図１参照）として、第１の熱媒体循環経路１１と第１のポンプ２２Ａと第２の熱媒体循環経路１２と第２のポンプ２２Ｂを備える。第１の熱媒体循環経路１１は、燃料電池システム１とタンク３とを通るように設けられ、第１の熱媒体が燃料電池システム１から回収した排熱によりタンク３内の湯を加熱するように循環するよう構成されている。第２の熱媒体循環経路１２は、燃焼装置２とタンク３とを通るように設けられ、第２の熱媒体が燃焼装置２から回収した排熱によりタンク３内の湯を加熱するように循環するよう構成されている。
　具体的には、第１の熱媒体として、例えば、水、不凍液等が用いられる。第１の熱媒体循環経路１１は、例えば、燃料電池４（図１参照）の内部を通る冷却水（図示せず）と熱交換するように設けられる。また、第１の熱媒体循環経路１１のタンク３を通る部分（熱交換部）は、例えば、コイル状に形成される。そして、第１の熱媒体循環経路１１上には、例えば、第１のポンプ２２Ａが設けられ、この第１のポンプ２２Ａにより第１の熱媒体循環経路１１内を第１の熱媒体が循環される。このように構成された第１の熱媒体循環経路１１では、第１の熱媒体が、燃料電池４（図１参照）と熱交換して加熱されることによりその排熱を回収して昇温する。そして、第１の熱媒体が、タンク３内の湯と熱交換して、その排熱を湯に伝達して冷却される。
　また、第２の熱媒体として、例えば、水が用いられる。第２の熱媒体循環経路１２のタンク３内に位置する部分（熱交換部）は、例えば、コイル状に形成され、当該部分を流れる第２の熱媒体とタンク３内の湯とが熱交換するように構成される。第２の熱媒体循環経路１２上には第２のポンプ２２Ｂが設けられる。この第２のポンプ２２Ｂにより第２の熱媒体循環経路１２内を第２の熱媒体が循環される。このように構成された第２の熱媒体循環経路１２では、第２の熱媒体が、燃焼装置２と熱交換して加熱されることにより、その排熱を回収して昇温する。そして、第２の熱媒体が、タンク３内の湯と熱交換して、その排熱を湯に伝達して冷却される。
　このようにして、燃料電池システム１からの排熱と燃焼装置２からの排熱とによりタンク３に貯えられた湯が加熱される。
　＜変形例３０＞
　第１および第２の熱媒体循環経路１１、１２のタンク３を通る部分（熱交換部）において第１および第２の熱媒体が、タンク３内の湯と混ざらずに、湯を加熱換した。これに対し、第１および／または第２の熱媒体循環経路１１、１２の熱交換部において第１および／または第２の熱媒体が、タンク３内の湯と混じって、湯を加熱してもよい。この場合、タンク３内の湯が第１および／または第２の熱媒体として第１および／または第２の熱媒体循環経路１１、１２内を循環する。
　（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４は、実施の形態１における熱伝達機構７の具体的構成の他の例を示すものである。
　図１３は、本発明の実施の形態４に係る熱電併給システムの概略構成の一例を示す模式図である。図１３においては、燃料電池及び制御装置の図示を省略している。
　図１３に示すように、本実施の形態４の熱電併給システム１００Ｄは、熱伝達機構７（図１参照）として、熱媒体循環経路１３とポンプ２２とを備える。熱媒体循環経路１３は、燃料電池システム１と燃焼装置２とタンク３とを通るように設けられる。熱媒体循環経路１３は、熱媒体が燃料電池システム１及び燃焼装置２から回収した排熱によりタンク３内の湯を加熱するように、熱媒体が循環するよう構成されている。なお、熱媒体の燃料電池システム１と燃焼装置２との通過順序は、両者の動作温度等を考慮して適宜定められる。熱媒体として、例えば水が用いられる。熱媒体循環経路１３の具体的構成は、実施の形態３の熱電併給システム１００Ｃと同様であるので、その説明を省略する。
　本実施の形態４によれば、実施の形態３と同様の効果が得られる。
　＜変形例３１＞
　熱媒体循環経路１３のタンク３内の熱交換部において熱媒体が、タンク３内の湯と混ざらずに、湯を加熱した。これに対し、熱媒体循環経路１３の熱交換部においての熱媒体が、タンク３内の湯と混じって、湯を加熱してもよい。この場合、タンク３内の湯が熱媒体として熱媒体循環経路１３内を循環する。
　（実施の形態５）
　本発明の実施の形態５は、実施の形態１における熱伝達機構７の具体的構成の他の例を示すものである。
　図１４は、本発明の実施の形態５に係る熱電併給システムの概略構成の一例を示す模式図である。図１４においては、燃料電池及び制御装置の図示を省略している。
　図１４に示すように、本実施の形態５の熱電併給システム１００Ｅは、熱伝達機構７（図１参照）として、熱媒体循環経路１４とポンプ２２とを備える。熱媒体循環経路１４は、タンク３を通る主経路１４ａと、一対の分岐経路１４ｂ、１４ｃとを備えている。分岐経路１４ｂ、１４ｃは、主経路１４ａの一端からそれぞれ分岐し、燃料電池システム１及び燃焼装置２をそれぞれ通り、かつ主経路１４ａの他端にそれぞれ合流する。そして、熱媒体循環経路１４は、熱媒体が燃料電池システム１及び燃焼装置２からそれぞれ回収した排熱によりタンク３内の湯を加熱するように、熱媒体が循環するよう構成されている。熱媒体として、例えば水が用いられる。
　具体的には、例えば、主経路１４ａのタンク３外に位置する部分にポンプ２２が設けられる。このポンプ２２により、熱媒体が、主経路１４ａの一端からそれぞれ分岐経路１４ｂ及び分岐経路１４ｃに分流し、燃料電池システム１及び燃焼装置２をそれぞれ経由して主経路１４ａの他端において互いに合流する。その後、熱媒体が、タンク３を通る部分を含む主経路１４ａを通流するように循環される。これ以外の熱媒体循環経路１４の具体的構成は、実施の形態３の熱電併給システム１００Ｃと同様であるので、その説明を省略する。
　本実施の形態５によれば、実施の形態３と同様の効果が得られる。
　＜変形例３１＞
　熱媒体循環経路１４における主経路１４ａのタンク３内の熱交換部では熱媒体が、タンク３内の湯と混ざらずに、湯を加熱した。これに対し、主経路１４ａの熱交換部においての熱媒体が、タンク３内の湯と混じって、湯を加熱してもよい。この場合、タンク３内の湯が熱媒体として熱媒体循環経路１４内を循環する。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明の熱電併給システムは、燃料電池からの排熱と燃焼装置からの排熱とにより加熱された温水を１つの貯湯槽に貯える熱電併給システム等として有用である。
　１　燃料電池システム
　２　燃焼装置
　３　タンク
　４　燃料電池
　５　制御装置
　６　蓄熱量検知器
　７　熱伝達機構
　１１　第１の熱媒体循環経路
　１２　第２の熱媒体循環経路
　１３　熱媒体循環経路
　１４　熱媒体循環経路
　１４ａ　主経路
　１４ｂ　分岐経路
　１４ｃ　分岐経路
　２１　熱利用量予測器
　１００Ａ　熱電併給システム
　１００Ｂ　熱電併給システム
　１００Ｃ　熱電併給システム
　１００Ｄ　熱電併給システム
　１００Ｅ　熱電併給システム

Claims (13)

  1. 　燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムと、制御装置と、を備える熱電併給システムにおいて、
    　前記熱電併給システムは、
    　燃焼用燃料ガスを燃焼する燃焼装置と、
    　前記燃料電池システムからの排熱と前記燃焼装置からの排熱とにより加熱された湯を貯えるタンクと、
    　前記タンクに貯えられた蓄熱量を検知する蓄熱量検知器と、をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が第１の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃焼用燃料ガスの燃焼量を減少させる、又は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が第２の閾値蓄熱量以上である場合、燃焼動作を停止するように、前記燃焼装置を制御するよう構成されている、熱電併給システム。
  2. 　前記第２の閾値蓄熱量は、前記第１の閾値蓄熱量より大きい、請求項１に記載の熱電併給システム。
  3. 　前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第１の閾値蓄熱量および前記第２の閾値蓄熱量より大きい第３の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃料電池により発電される電力量を減少させるように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されている、請求項１または２に記載の熱電併給システム。
  4. 　前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第３の閾値蓄熱量より小さい第４の閾値蓄熱量未満である場合、前記燃料電池により発電される電力量を増加させるように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されている、請求項３に記載の熱電併給システム。
  5. 　前記第４の閾値蓄熱量は、前記第１の閾値蓄熱量及び前記第２の閾値蓄熱量より大きい、請求項４に記載の熱電併給システム。
  6. 　前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第３の閾値蓄熱量より大きい第５の閾値蓄熱量以上である場合、前記燃料電池による発電を停止するように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されている、請求項３～５のいずれか一項に記載の熱電併給システム。
  7. 　前記制御装置は、前記燃料電池による発電が停止し、かつ、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第５の閾値蓄熱量より小さい第６の閾値蓄熱量未満である場合、前記燃料電池による発電を開始するように、前記燃料電池システムを制御するよう構成されている、請求項６に記載の熱電併給システム。
  8. 　前記第６の閾値蓄熱量は、前記第３の閾値蓄熱量より大きい、請求項７に記載の熱電併給システム。
  9. 　前記制御装置は、前記蓄熱量検知器により検知された前記蓄熱量が前記第１の閾値蓄熱量及び前記第２の閾値蓄熱量より小さい第７の閾値蓄熱量未満である場合、前記燃焼用燃料ガスの燃焼量を増加させるように、前記燃焼装置を制御するよう構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の熱電併給システム。
  10. 　前記タンクに貯えられた熱の利用量を予測する熱利用量予測器をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記熱利用量予測器で予測した熱利用量である予測熱利用量が所定熱利用量未満である場合、第１の低閾値蓄熱量を前記第１の閾値蓄熱量として用い、かつ、第２の低閾値蓄熱量を前記第２の閾値蓄熱量として用い、前記予測熱利用量が前記所定熱利用量以上である場合、前記第１の低閾値蓄熱量より大きい第１の高閾値蓄熱量を前記第１の閾値蓄熱量として用い、前記第２の低閾値蓄熱量より大きい第２の高閾値蓄熱量を前記第２の閾値蓄熱量として用いるよう構成されている、請求項１または２に記載の熱電併給システム。
  11. 　前記燃料電池システムと前記タンクとを通るように設けられ、第１の熱媒体が当該燃料電池システムから回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する第１の熱媒体循環経路と、
    　前記燃焼装置と前記タンクとを通るように設けられ、第２の熱媒体が当該燃焼装置から回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する第２の熱媒体循環経路と、をさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱電併給システム。
  12. 　前記燃料電池システムと前記燃焼装置と前記タンクとを通るように設けられ、前記熱媒体が当該燃料電池システム及び当該燃焼装置から回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する熱媒体循環経路をさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱電併給システム。
  13. 　前記タンクを通る主経路と、当該主経路の一端からそれぞれ分岐し、前記燃料電池システム及び前記燃焼装置をそれぞれ通り、かつ当該主経路の他端にそれぞれ合流する一対の分岐経路とを有し、熱媒体が当該燃料電池システム及び当該燃焼装置からそれぞれ回収した排熱により前記タンク内の湯を加熱するように循環する熱媒体循環経路をさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱電併給システム。
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