(57)【要約】【課題】燃料電池ユニットと貯湯ユニットを分離設置した場合など排熱回収配管経路の圧損が大きくなる条件において、排熱回収ポンプの最低出力では実質的に排熱回収経路内の水が流通せずに、燃料電池ユニットの排熱が確実に回収されるシステムがなかった。【解決手段】燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量以下の場合、燃料電池ユニット１００の排熱を吸収する前の排熱回収経路１１５内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、排熱回収ポンプ１０８が動作する場合に排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力以上になるように、排熱回収ポンプ１０８を間欠運転させる制御器１３０とを備えたものである。【選択図】図１
2014175141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電を行うことにより電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、
前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を吸収して、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収経路と、
前記排熱回収経路に配置される排熱回収ポンプと、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、前記燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の前記排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、前記排熱回収ポンプが動作する場合に前記排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力以上になるように、前記排熱回収ポンプを間欠運転させる、
燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御器は、前記排熱回収経路の長さが第１所定長さ以上の場合であって、前記燃料電池ユニットの発電量が前記第１所定発電量以下の場合、前記燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の前記排熱回収経路内の水の温度が前記第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、前記排熱回収ポンプが動作する場合に前記第１所定出力以上になるように前記排熱回収ポンプを間欠運転させる、
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記第１所定出力は、前記排熱回収経路の長さに基づいて設定されている、
請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記第１所定出力は、前記第１所定発電量および前記第１所定温度のうちの少なくとも一方の値に基づいて設定されている、
請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御器は、試運転時、前記貯湯ユニットから前記燃料電池ユニットへの水張り時間に基づいて排熱回収経路の長さを算出する請求項４に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を用いて発電と排熱の回収を行う燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の燃料電池で発生した熱を回収する燃料電池システムにおいて、燃料電池を冷却する冷却水配管と熱交換器により熱交換する排熱回収配管経路の圧力損失の増加等による排熱回収不具合発生による燃料電池の異常な温度上昇を防止する燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は特許文献１に記載された従来の燃料電池ステムの構成図を示すものである。図８において、燃料電池１で発生した熱を回収するための冷却水を循環させる冷却配管８、外部給湯負荷に供給するための湯水を貯える貯湯タンク１３、前記冷却水が回収した熱を貯湯タンク１３内の水に移動させる熱交換器１０、貯湯タンク１３内の水を熱交換器１０に循環させる排熱回収配管１２、排熱回収配管１２に設けられ、貯湯タンク１３内の水を熱交換器１０に通して貯湯タンク１３に戻す循環ポンプ１１、燃料電池１の温度を検出する電池温度検出器１４、および電池温度検出器１４が検出した温度が所定温度以上になると循環ポンプ１１の出力を強制的に所定値以上に制御する制御装置１５を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、燃料電池ユニットと貯湯タンクユニットとを隣接して設置することが一般的だったため、両方のユニットを隣接して設置する場合、両方のユニットを置ける面積以上の設置スペースを確保する必要があり、都市部などの土地が狭い地域では燃料電池システムを置けることができなかった。
【０００６】
両ユニットを離して設置すれば、排熱回収配管経路の圧損が大きくなって、ポンプの最低出力では実質的に排熱回収経路内の水が流通せずに、燃料電池ユニットの熱が回収されず故障の原因となる。
【０００７】
これを回避するために、燃料電池システムの電池温度検出器が検出した温度が所定温度以上になると循環ポンプの出力を強制的に所定値以上に制御する方法では、常時この制御が動作して燃料電池の冷却水温度変動が大きくなり燃料電池の耐久性を低下させるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、燃料電池ユニットと貯湯タンクユニットとを分離して設置した場合においても、排熱回収経路内の水の流通をスムーズに行い、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく燃料電池ユニットの排熱回収を実施することにより燃料電池の耐久性を向上させる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための、本発明に係る燃料電池システムは、発電を行うことにより電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タン
クを備える貯湯ユニットと、貯湯タンク内の水を燃料電池ユニットに供給して燃料電池ユニットの排熱を吸収して、貯湯タンク内へ戻すための排熱回収経路と、排熱回収経路に配置される排熱回収ポンプと、制御器とを備え、制御器は、燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、排熱回収ポンプが動作する場合に排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力以上になるように、排熱回収ポンプを間欠運転させるように構成されている。
【００１０】
かかる構成によれば、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく、燃料電池ユニットの発電出力が低出力状態においても排熱回収を確実に実施することにより、燃料電池の耐久性を向上させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃料電池システムは、燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、排熱回収ポンプが動作する場合に排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力以上になるように、排熱回収ポンプを間欠運転させる制御を行うため、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく燃料電池ユニットの排熱回収を確実に実施することが可能となる。これにより燃料電池の安定運転の継続と燃料電池の耐久性向上を実現する燃料電池システム（コージェネレーション装置）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成図
【図２】同実施の形態１における燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以上で、排熱回収温度センサの排熱回収経路から入水温度が第１所定温度以上の場合の排熱回収ポンプの出力（Ｐ）と排熱回収経路の通水流量（Ｆ）の変化を表す関係図
【図３】同燃料電池システムの実施の形態１における燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、または排熱回収温度センサの排熱回収経路から入水温度が第１所定温度以下の場合に排熱回収ポンプを間欠運転させるか否かの判定値（ＰＬＭＴ）以下となる場合の排熱回収ポンプの出力変化を示す図（Ａ）とそのときの排熱回収経路の通水流量変化を表した図
【図４】同燃料電池システムの排熱回収制御を説明するフローチャート
【図５】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの構成図
【図６】同燃料電池システムの排熱回収制御を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの燃料電池ユニットと貯湯ユニットとの設置距離（Ｌ）と排熱回収ポンプの第１所定出力（Ｐｘ）との関係図
【図８】従来の燃料電池システムの排熱回収システムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、発電を行うことにより電力と熱とを発生させる燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットの熱を蓄熱する貯湯タンクを備える貯湯ユニットと、前記貯湯タンク内の水を前記燃料電池ユニットに供給して前記燃料電池ユニットの排熱を吸収して、前記貯湯タンク内へ戻すための排熱回収経路と、前記排熱回収経路に配置される排熱回収ポンプと、制御器とを備え、制御器は、燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、排熱回収ポンプが動作する場合に排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力以上になるように、排熱回収ポンプを間欠運転させるようにしたものである。
【００１４】
この構成により、燃料電池の出力低下運転時や冬期などの低水温時において、熱交換器を介した排熱回収経路への排熱回収流量の低下運転を確実におこなうことにより、冷却水温度変動を抑制しつつ燃料電池ユニットの排熱回収を実施することにより燃料電池の耐久性を向上することができる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、制御器は、排熱回収経路の長さが第１所定長さ以上の場合であって、燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、排熱回収ポンプが動作する場合に第１所定出力以上になるように排熱回収ポンプを間欠運転させるようにするものである。
【００１６】
この構成により、燃料電池と貯湯タンクが離れたところに分離設置した場合においても燃料電池の出力低下運転時において、熱交換器を介した排熱回収経路への排熱回収を確実におこなうことにより冷却水温度変動を抑制しつつ燃料電池ユニットの排熱回収を実施することにより燃料電池の耐久性を向上することができる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、第１所定出力は、排熱回収経路の長さに基づいて設定されるようにするものである。
【００１８】
この構成により、燃料電池と貯湯タンクが互いに離れたところに分離設置した場合において、燃料電池の出力低下運転時において、熱交換器を介した排熱回収経路への排熱回収を排熱回収経路の長さに応じて排熱回収ポンプ出力を調整することが可能になり、冷却水温度変動を抑制しつつ燃料電池ユニットの排熱回収を実施することにより燃料電池の耐久性を向上することができる。
【００１９】
第４の発明は、第１〜第３の発明において、第１所定出力は、第１所定発電量および第１所定温度のうちの少なくとも一方の値に基づいて設定するようにしたものである。
この構成により、燃料電池の出力と貯湯タンクから燃料電池への排熱回収する前の水温を考慮して、熱交換器を介した排熱回収経路への排熱回収を確実におこなうことが可能になる。
【００２０】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記制御器は、試運転時の貯湯タンクから燃料電池への水張り時間に基づいて排熱回収経路の長さを算出するようにしたものである。
この構成により、燃料電池と貯湯タンクとの設置距離に応じて水張り時間の長短を計測し、計測時間に応じた排熱回収経路の長さ（圧力損失）を算出する。さらに、燃料電池と貯湯タンクとの設置距離に応じて燃料電池の出力低下運転時の間欠運転開始出力を決定するため熱交換器を介した排熱回収経路への排熱回収を確実におこなうことが可能になる。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池システムの構成図である。
【００２３】
図１において、燃料電池１０１には、燃料ガス供給手段１０２からの燃料ガスと酸化剤ガス供給手段１０３からの酸化剤ガスが供給され、発電によって発生した直流電力をインバータ１０５へ出力すると共に、冷却水経路１０４の冷却水を冷却水循環ポンプ１０６で循環し熱交換器１０７を介して排熱回収経路１１５へ排熱回収するように接続されている。排熱回収経路１１５で排熱回収された熱を排熱回収ポンプ１０８で循環し、貯湯タンク
１１１に貯湯する。排熱回収ポンプ１０８は貯湯タンク１１１の下層の水を排熱回収経路１１５ａを介して熱交換器１０７に導き、発電に伴う排熱を回収させ貯湯タンク１１１に貯湯する。また、排熱回収経路１１５で回収された湯の温度とある閾値温度（お湯として貯湯タンク１１１に貯湯可能な温度；たとえば５０℃以上）とを比較し、貯湯タンク１１１への湯の回収方向を変更する三方弁１１４が接続されており、閾値以上であれば配管１１６を介して貯湯タンク１１１の上層へ回収し、閾値以下であれば配管１１３を介して貯湯タンク１１１の下層へ回収させる。この動作は、貯湯タンク１１１に生成された湯の積層を崩しにくいため、使用者に安定した給湯が行える効果がある。また、貯湯タンク１１１から排熱回収経路１１５を介して燃料電池ユニット１００に入る排熱回収水の温度を検出する温度センサ１０９が排熱回収ポンプ１０８の手前に配置され、燃料電池ユニットへの排熱回収水の入水温度を検知するように接続されている。
【００２４】
貯湯タンク１１１出口には配管１１７を介して貯湯タンク１１１の湯と、第１の給水配管１２０から導く市水とを混合する混合弁１１８とその下流側に混合温度検出手段１１９が配置され、給湯配管１２１に混合水を供給する。混合弁１１８は、操作手段１４０により設定された給湯温度になるように貯湯タンク１１１の湯と第１の給水配管１２０からの水を混合させるように接続されている。混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度に調整するため、混合弁１１８は配管１１７からの湯水と第１の給水配管１２０からの市水との混合比を調整する。貯湯タンク１１１からの湯と市水からの水を混合し、混合温度を調整するが、混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度より熱い場合は、混合弁１１８は第１の給水配管１２０の市水側へ、反対に冷たい場合は配管１１７の湯側へ開く。配管１１７側へ一杯に開いてもまだ操作手段１４０に設定された給湯温度より冷たい場合は、熱消費装置１２２の追い焚き装置１２３によって混合水は加熱される。追い焚き装置１２３からの給湯された湯は熱消費装置として、台所などの蛇口、風呂、暖房装置などがあるが、本実施の形態１では、給湯カラン１２４から出湯するように接続されている。
【００２５】
操作手段１４０は、一般的にリモコンとして、燃料電池１０１の発電の開始や停止、給湯温度、風呂の沸き上げや風呂の沸き上げ時間予約といった設定を行うための操作部１４０ａと、エラー表示、発電電力量、貯湯タンク１１１に装着された残湯量検出手段１１２ａ〜１１２ｆが検出する温度から貯湯タンク１１１の残湯量などの表示を行う表示部１４０ｂと風呂の沸きあがり報知などの報知機能を有した報知部１４０ｃを備えており、制御器１３０とデータ通信により制御するように接続されている。
【００２６】
インバータ１０５は、燃料電池１０１からの直流電力を入力し電力会社の電力系統１５１へ系統連系するように接続されている。また、電力系統１５１には利用者が電力を消費する電力負荷１５０が接続され、利用者施設への受電点電力を測定する電力負荷検知手段１５２が接続されている。
【００２７】
貯湯タンク１１１と三方弁１１４と混合弁１１８とが接続された燃料電池の排熱回収を行う手段を総称して貯湯ユニット１１０とする。
【００２８】
図２は本発明の第１の実施の形態における燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ：例えば、３００Ｗ）以上で、温度センサ１０９の排熱回収経路１１５から入水温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ：例えば、１０℃）以上の場合の排熱回収ポンプ１０８の出力（Ｐ）とそのときの排熱回収経路１１５の通水流量（Ｆ）の変化を表す関係図である。図２中、ＰＬＭＴは、排熱回収ポンプ１０８を間欠運転させるか否かの判定値であり、第１所定出力である。この排熱回収ポンプ１０８の出力（ＰＬＭＴ）に相当する通水流量が図２（Ｂ）のＦＬＭＴである。
【００２９】
図３は本発明の第１の実施の形態における燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量以下の場合、また温度センサ１０９の排熱回収経路１１５から入水温度が第１所定温度以下の場合に排熱回収ポンプ１０８を間欠運転させるか否かの判定値（ＰＬＭＴ）以下となる場合の排熱回収ポンプ１０８の出力変化（間欠運転時の印加電圧波形）を示す図（Ａ）とそのときの排熱回収経路１１５の通水流量変化を表した図（Ｂ）である。
【００３０】
次に、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以下の場合、または燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以下の場合、のいずれかの場合を経由する際の燃料電池ユニット１００の発電量に応じた排熱回収ポンプ１０８の出力制御の動作（排熱回収流量制御）を図４のフローチャートにより説明する。
【００３１】
図４において、制御器１３０は、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以下かを比較する（ＳＴＥＰ１）。もし、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以下であれば、ＳＴＥＰ４に移行する（ＳＴＥＰ４）。
【００３２】
次に、温度センサ１０９が計測した  温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以下かを比較する（ＳＴＥＰ２）。
【００３３】
もし、温度センサ１０９が計測した温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以下かであれば、ＳＴＥＰ４に移行する（ＳＴＥＰ４）。
【００３４】
次に、制御器１３０は、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以上であり、温度センサ１０９が計測した  温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以上であれば、（ＳＴＥＰ３）へ移行する（ＳＴＥＰ３）。
【００３５】
制御器１３０は、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以上であり、温度センサ１０９が計測した  温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以上であれば、排熱回収ポンプ１０８の出力を燃料電池発電量に応じた電圧出力制御にする（ＳＴＥＰ３）。
【００３６】
ＳＴＥＰ４では、排熱回収ポンプ１０８の出力を第１所定出力（Ｐｘ）以上になるように間欠運転制御にする。
【００３７】
以上のように、本実施の形態においては、燃料電池ユニット１００の発電量と第１所定発電量（ＥＬＭＴ）との比較結果と、温度センサ１０９が計測した  温度と第１所定温度（ＴＬＭＴ）との比較結果に基づいて、排熱回収ポンプ１０８の出力を燃料電池発電量に応じた電圧出力制御にするか、排熱回収ポンプ１０８の出力を第１所定出力（Ｐｘ）以上になるように間欠運転制御にするかを判定し、排熱回収ポンプ１０８を間欠運転動作する場合に、排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力（Ｐｘ）以上にすることで排熱回収経路の通水流量を途切れることなく平均流量（Ｆｘ）を確保するため、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく燃料電池ユニットの排熱回収を確実に実施することが可能となる。これにより燃料電池の安定運転の継続と燃料電池の耐久性向上を実現する燃料電池システム（コージェネレーション装置）を提供することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態１では、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以下の場合、または燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以下の場合、のいずれかの場合に、排熱回収ポンプ１０８を排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力（Ｐｘ
）以上になる間欠運転制御にし、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以上の場合、かつ燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以上の場合に、排熱回収ポンプ１０８の出力を燃料電池発電量に応じた電圧出力制御にする場合を記載しているが、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以上の場合、かつ燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以上の場合に、排熱回収ポンプ１０８の出力を燃料電池発電量に応じ間欠運転制御のままで、オン時間（図３（Ａ）のＴｏｎ１）を増加してオン時間比率（デューティ）制御にする方法でも同様の効果があることは言うまでもない。
【００３９】
なお、本実施の形態で説明した装置、計測器は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることでプログラムの配布・更新やインストール作業が簡単にできる。
【００４０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る燃料電池システムの構成図である。図５において、実施の形態１と同様の部品には同じ番号を付与している。
【００４１】
追い焚き装置１２３の出口側の第１給湯配管１２１から貯湯タンク１１１の下部へ供給された水を戻すように第２給湯配管（戻り配管）が接続されている。また、戻り側循環ポンプによって第１給湯配管１２１から供給された水を第２給湯配管を経由して貯湯タンク１１１へ戻すように接続されている。
【００４２】
燃料電池ユニット１００は、貯湯ユニット１１０と距離Ｌｘ離れて分離設置されており、排熱回収経路１１５の長さが第１所定長さ（ＬＬＭＴ）以上の場合である。
以上のように構成された燃料電池システムについて、以下その動作、作用を説明する。
まず、図６に示すフローチャートにより説明する。
【００４３】
図６において、制御器１３０は、排熱回収経路１１５の長さが第１所定長さ（ＬＬＭＴ）以上あるか否かを判定する。（ＳＴＥＰ１１）。
【００４４】
排熱回収経路１１５の長さが第１所定長さ（ＬＬＭＴ）以上であれば、（ＳＴＥＰ１２）へ移行する。
【００４５】
排熱回収経路１１５の長さが第１所定長さ（ＬＬＭＴ）以下であれば、ＳＴＡＲＴに移行する。
【００４６】
次に、制御器１３０は、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以下かを比較する（ＳＴＥＰ１２）。もし、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以下であれば、ＳＴＥＰ１４に移行する（ＳＴＥＰ１４）。
【００４７】
次に、温度センサ１０９が計測した  温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以下かを比較する（ＳＴＥＰ１３）。
【００４８】
もし、温度センサ１０９が計測した温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以下かであれば、ＳＴＥＰ１４に移行する（ＳＴＥＰ１４）。
【００４９】
次に、制御器１３０は、排熱回収経路１１５の長さが第１所定長さ（ＬＬＭＴ）以上で、燃料電池ユニット１００の発電量が第１所定発電量（ＥＬＭＴ）以上であり、温度センサ１０９が計測した  温度が第１所定温度（ＴＬＭＴ）以上であれば、ＳＴＥＰ１５へ移行する（ＳＴＥＰ１５）。
【００５０】
ＳＴＥＰ１５で制御器１３０は、排熱回収ポンプ１０８の出力を燃料電池発電量に応じた電圧出力制御にする（ＳＴＥＰ１５）。
【００５１】
ＳＴＥＰ１４では、排熱回収ポンプ１０８の出力を第１所定出力（Ｐｘ）以上になるように間欠運転制御にする。
【００５２】
以上のように、本実施の形態２においては、排熱回収経路１１５の長さが第１所定長さ（ＬＬＭＴ）以上であった場合に、燃料電池ユニット１００の発電量と第１所定発電量（ＥＬＭＴ）との比較結果と、温度センサ１０９が計測した  温度と第１所定温度（ＴＬＭＴ）との比較結果に基づいて、排熱回収ポンプ１０８の出力を燃料電池発電量に応じた電圧出力制御にするか、排熱回収ポンプ１０８の出力を第１所定出力（Ｐｘ）以上になるように間欠運転制御にするかを判定し、排熱回収ポンプ１０８を間欠運転動作する場合に、排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力（Ｐｘ）以上にすることで排熱回収経路の通水流量を途切れることなく平均流量（Ｆｘ）を確保するため、燃料電池ユニット１００と貯湯ユニット１１０との設置距離Ｌｘが離れた分離設置における排熱回収ポンプ１０８の出力制御に排熱回収経路の循環流量が継続的に維持できない特殊条件において、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく燃料電池ユニットの排熱回収を確実に実施することが可能となる。これにより燃料電池の安定運転の継続と燃料電池の耐久性向上を実現する燃料電池システム（コージェネレーション装置）を提供することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態で説明した装置、計測器は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることでプログラムの配布・更新やインストール作業が簡単にできる。
【００５４】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの燃料電池ユニット１００と貯湯ユニット１１０との設置距離（Ｌ）と排熱回収ポンプ１０８が動作する場合に排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力（Ｐｘ）との関係を示す図である。
【００５５】
燃料電池システムの燃料電池ユニット１００と貯湯ユニット１１０との設置距離（Ｌ）に応じて、比例的に排熱回収経路の圧損が増加するため、排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力（Ｐｘ）も同様に増加する関係を示している。
【００５６】
以上のように、本実施の形態３においては、燃料電池システムの燃料電池ユニット１００と貯湯ユニット１１０との設置距離（Ｌ）に応じて、排熱回収経路の圧損が増加することを考慮した排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力（Ｐｘ）を可変させるように構成されているので、燃料電池ユニット１００と貯湯ユニット１１０との設置距離Ｌｘが離れた分離設置においても、排熱回収時に排熱回収経路の循環流量を継続的に維持できるため、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく燃
料電池ユニットの排熱回収を確実に実施することが可能となる。これにより燃料電池の安定運転の継続と燃料電池の耐久性向上を実現する燃料電池システム（コージェネレーション装置）を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる、本発明の燃料電池システムは、燃料電池ユニットの発電量が第１所定発電量以下の場合、燃料電池ユニットの排熱を吸収する前の排熱回収経路内の水の温度が第１所定温度以下の場合、のうちの少なくとも一方の場合に、排熱回収ポンプが動作する場合に排熱回収経路の圧損以上の水圧を発生するように設定されている第１所定出力以上になるように、排熱回収ポンプを間欠運転させる制御を行うため、燃料電池の冷却水温度変動を大きくすることなく燃料電池ユニットの排熱回収を確実に実施することが可能となる。これにより燃料電池の安定運転の継続と燃料電池の耐久性向上を実現する燃料電池システム（コージェネレーション装置）を提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１  燃料電池
１０、１０７  熱交換器
１３、１１１  貯湯タンク
１００  燃料電池ユニット
１０２  燃料ガス供給手段
１０３  酸化剤ガス供給手段
１０４  冷却水経路
１０５  インバータ
１０６  冷却水循環ポンプ
１０８  排熱回収ポンプ
１０９  温度センサ
１１０  貯湯ユニット
１１３  配管
１１４  三方弁
１１５  排熱回収経路
１１５ａ  排熱回収経路
１１６  配管
１１７  配管
１１８  混合弁
１１９  混合温度検出手段
１２０  第１の給水配管
１２１  給湯配管
１２２  熱消費装置
１２３  追い焚き装置
１２４  給湯カラン
１３０  制御器
１４０  操作手段
１５０  電力負荷
１５１  電力系統
１５２  電力負荷検知手段
【図１】
2014175141.tif 000003
【図２】
2014175141.tif 000004
【図３】
2014175141.tif 000005
【図４】
2014175141.tif 000006
【図５】
2014175141.tif 000007
【図６】
2014175141.tif 000008
【図７】
2014175141.tif 000009
【図８】
2014175141.tif 000010