(57)【要約】【課題】燃料電池の排熱だけでなく、燃料電池に備えられる圧縮式ヒートポンプ装置を効率よく駆動して圧縮式ヒートポンプ装置の冷媒による熱をも効率よく利用して、省エネ性高く燃料電池コジェネレーションシステムを運転する。【解決手段】燃料電池１から発生する熱を蓄熱水に蓄熱する蓄熱タンク２を備え、蓄熱水を熱消費用熱交換器２１に供給して、蓄熱タンク２に戻す蓄熱水供給路Ｌ２を備え、熱消費用熱交換器２１において蓄熱水と熱交換して加熱された熱媒を熱消費部に供給する熱消費回路Ｌ３とを備え、電力で駆動される圧縮機６１と、熱消費回路Ｌ３の熱媒流通方向における熱消費部よりも下流側部位で、熱媒と熱交換する凝縮器６２と、膨張弁６３と、大気から熱を受ける蒸発器６４とを、順に冷媒が循環する冷媒回路Ｌ６を設けた圧縮式ヒートポンプ装置６を備えた。【選択図】図３
2011210684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池から発生する熱を蓄熱水に蓄熱する蓄熱タンクを備え、
前記蓄熱水を熱消費用熱交換器に供給して、前記蓄熱タンクに戻す蓄熱水供給路を備え、
前記熱消費用熱交換器において前記蓄熱水と熱交換して加熱された熱媒を熱消費部に供給する熱消費回路とを備え、
電力で駆動される圧縮機と、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記熱消費部よりも下流側部位でかつ熱消費用熱交換器よりも上流側部位で、前記熱媒と熱交換する凝縮器と、膨張弁と、大気から熱を受ける蒸発器とを、順に冷媒が循環する冷媒回路を設けた圧縮式ヒートポンプ装置を備えた燃料電池コジェネレーションシステム。
【請求項２】
前記圧縮機の駆動電力が、前記燃料電池により供給される請求項１に記載の燃料電池コジェネレーションシステム。
【請求項３】
前記熱消費部が、床暖房装置である請求項１または２に記載の燃料電池コジェネレーションシステム。
【請求項４】
燃料電池と畜熱タンクとの間で畜熱水が循環流通する循環路の蓄熱水流通方向における前記蓄熱タンクの下流側部位の蓄熱水と、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記凝縮器よりも上流側部位の熱媒とで熱交換を行って、余熱を回収するとともに、蓄熱水を加熱する余熱回収熱交換器を設けた請求項１〜３のいずれか1項に記載の燃料電池コジェネレーションシステム。
【請求項５】
前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記熱消費部よりも下流側に、前記凝縮器をバイパスして前記熱消費回路の前記熱消費用熱交換器の上流側に接続されるバイパス路を設け、前記バイパス路を流通する熱媒の流量を調整可能にする流量調整手段を設けた請求項１〜４のいずれか1項に記載の燃料電池コジェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池から発生する熱を蓄熱水に蓄熱する蓄熱タンクを備え、前記蓄熱水を熱消費用熱交換器に供給して、前記蓄熱タンクに戻す蓄熱水供給路を備え、前記熱消費用熱交換器において前記蓄熱水と熱交換して加熱された熱媒を熱消費部に供給する熱消費回路とを備えた燃料電池コジェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンを用いたコジェネレーションシステムとして、循環路が蓄熱タンクの下部から蓄熱水を取り出して、ヒートポンプ式加熱部、エンジンを用いた排熱式加熱部の順に通過した蓄熱水を蓄熱タンクの上部に戻すように構成されているものが特許文献１等に知られている。前記特許文献１においては、循環路においてヒートポンプ式加熱部よりも蓄熱水の通流方向の上流側部位には、循環路を通して蓄熱水を通流させる循環ポンプが備えられている。熱消費部として、給湯設備、浴槽、或いは、高温暖房端末、床暖房端末等が備えられている。蓄熱水供給路は、循環路において排熱式加熱部よりも蓄熱水の通流方向の下流側部位から分岐されており、循環路において循環ポンプよりも蓄熱水の通流方向の上流側部位に合流されている。そして、切換手段を蓄熱状態に切り換えて循環ポンプを作動させることで、ヒートポンプ式加熱部、排熱式加熱部の順に通過して加熱された蓄熱水を蓄熱タンクに戻し、ヒートポンプ式加熱部及び排熱式加熱部にて取得した熱を蓄熱タンクに蓄熱している。また、切換手段を熱供給状態に切り換えて循環ポンプを作動させることで、ヒートポンプ式加熱部、排熱式加熱部の順に通過して加熱された蓄熱水を熱消費部に供給し、熱消費部を通過した蓄熱水を循環路に戻して、ヒートポンプ式加熱部及び排熱式加熱部にて加熱された蓄熱水を熱消費部に循環供給している。また、このようなコジェネレーションシステムは、エンジンを用いた排熱式加熱部に代えて燃料電池の排熱を用いた加熱部を採用することも考えられている。
【０００３】
上記特許文献１に記載のコジェネレーションシステムにおいて、前記エンジンに代え、前記燃料電池を採用した構成によると、循環路に、燃料電池を設けるだけでなく、燃料電池よりも蓄熱水の通流方向の上流側部位にヒートポンプ式加熱部を設けておくことで、燃料電池にて発生する排熱だけでなく、圧縮式ヒートポンプ装置の冷媒によっても蓄熱水を加熱することができる。そして、燃料電池にて発生する電力を圧縮式ヒートポンプ装置の駆動用電力として供給可能に構成されており、燃料電池にて発生する電力を活用して圧縮式ヒートポンプ装置を作動させながら、燃料電池にて発生する排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置の冷媒により加熱された蓄熱水を熱消費部に供給することができる。これにより、燃料電池の排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置の冷媒から取得される熱を熱消費部にて有効に活用することができ、省エネ性の向上を図ることができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８５２４５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、発電効率の高い燃料電池では、電力需要が少なく熱需要が多い需要パターンの場合、負荷追従運転を行うことで、前記燃料電池の発電効率が低下したり、熱不足に対応するための補助熱源の稼動率が高くなったりして、燃料電池コジェネレーションシステムの省エネ性が低下するという問題があった。
【０００６】
これに対し、上記特許文献１に記載の設備では、熱消費部に蓄熱水を供給する場合に、ヒートポンプ式加熱部、燃料電池の順に通過して加熱された蓄熱水を熱消費部に供給することになるので、蓄熱タンクに蓄熱されている熱を効果的に熱消費部に供給することができず、省エネ性の向上には限界があった。
【０００７】
また、ヒートポンプ式加熱部と燃料電池とが直列に設けられている場合、燃料電池による加熱により前記ヒートポンプを流通する蓄熱水の温度が上昇し、前記ヒートポンプの駆動適温（３０℃〜５０℃程度）よりも高温になると、ヒートポンプ式加熱部では、冷媒と蓄熱水との温度差が小さくなり、蓄熱水が十分な熱量を取得することができず、前記ヒートポンプの駆動効率が低下するという問題があった。
【０００８】
ちなみに、特許文献１に記載の設備では、熱消費部を通過した蓄熱水を循環路に戻してヒートポンプ式加熱部に供給するのではなく、蓄熱タンクの上部から取り出した蓄熱水を、熱消費部を通過した蓄熱水に混合させて、混合後の蓄熱水をヒートポンプ式加熱部に供給している点が開示されている。しかしながら、蓄熱タンクにある程度の熱量が蓄熱されていると、蓄熱タンクの上部から取り出した蓄熱水は比較的高温となっているので、その比較的高温の蓄熱水を、熱消費部を通過した蓄熱水に混合させると、ヒートポンプ式加熱部に供給される蓄熱水の温度が上昇してしまう。よって、ヒートポンプ式加熱部では、冷媒と蓄熱水との温度差が小さくなり、蓄熱水が十分な熱量を取得することができず、省エネ性の向上を図ることができない虞があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、燃料電池の排熱だけでなく、ヒートポンプ装置を効率よく駆動してヒートポンプの冷媒による熱をも効率よく利用して、省エネ性高く運転することができる燃料電池コジェネレーションシステムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
〔構成〕
この目的を達成するために、本発明に係る燃料電池コジェネレーションシステムの特徴構成は、燃料電池から発生する熱を蓄熱水に蓄熱する蓄熱タンクを備え、前記蓄熱水を熱消費用熱交換器に供給して、前記蓄熱タンクに戻す蓄熱水供給路を備え、前記熱消費用熱交換器において前記蓄熱水と熱交換して加熱された熱媒を熱消費部に供給する熱消費回路とを備え、電力で駆動される圧縮機と、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記熱消費部よりも下流側部位で、前記熱媒と熱交換する凝縮器と、膨張弁と、大気から熱を受ける蒸発器とを、順に冷媒が循環する冷媒回路を設けた圧縮式ヒートポンプ装置を備えた点にある。
【００１１】
〔作用効果〕
本特徴構成によれば、燃料電池から発生する熱を蓄熱水に蓄熱する蓄熱タンクを備えるから燃料電池で電力消費部に電力を供給しつつ、その際発生する熱を前記蓄熱タンクに貯留することができる。そのため、電力需要が少なく熱需要が多い需要パターンの際も、前記蓄熱タンクを熱源として利用することが可能となる。具体的には、前記蓄熱水を熱消費用熱交換器に供給して、前記蓄熱タンクに戻す蓄熱水供給路を備えると、前記蓄熱タンクの熱を蓄熱水供給路に供給することができ、前記熱消費用熱交換器において前記蓄熱水と熱交換して加熱された熱媒を熱消費部に供給する熱消費回路を備えることにより、前記蓄熱水供給路からの蓄熱水の熱により熱消費回路の熱媒を加熱することができ、その熱媒により前記熱消費部を駆動することができる。
【００１２】
さらに、電力で駆動される圧縮機と、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記熱消費部よりも下流側部位で、前記熱媒と熱交換する凝縮器と、膨張弁と、大気から熱を受ける蒸発器とを、順に冷媒が循環する冷媒回路を設けた圧縮式ヒートポンプ装置を備えたから、前記圧縮式ヒートポンプ装置は、前記熱消費回路の熱消費部より下流側の熱媒温度が十分に低下した熱媒と熱交換することにより、その熱媒に熱を供給することができる。すなわち、十分温度の低下した熱媒を加熱する運転を行うから、前記圧縮式ヒートポンプ装置は、効率高く熱を供給することができるようになり、よって、圧縮式ヒートポンプ装置にて冷媒と蓄熱水との温度差を極力大きくとることができ、蓄熱水が多く熱量を取得することができ、圧縮式ヒートポンプ装置の成績係数（ＣＯＰ）を向上させて、省エネ性の向上を図ることができる。
【００１３】
〔構成〕
尚、上述の構成において、前記圧縮機の駆動電力が、前記燃料電池により供給されるものとすることができる。
【００１４】
〔作用効果〕
このようにすると、前記燃料電池が熱負荷追従運転を行っているような場合に発生する余剰電力を、前記圧縮式ヒートポンプ装置を介して熱として前記熱消費回路に供給することができるから、熱電供給バランスを適正に制御して、より効率よく燃料電池コジェネレーションシステムを運転するのに役立てることができる。
【００１５】
〔構成〕
また、上述の構成において、前記熱消費部が、床暖房装置であると好ましい。
【００１６】
〔作用効果〕
一般に前記床暖房装置の加熱温度が約５０℃であるので、前記床暖房装置の下流側で前記圧縮式ヒートポンプ装置が熱交換を行う際に、約３０℃〜５０℃で圧縮式ヒートポンプ装置を運転することができるので、圧縮式ヒートポンプ装置の効率の高い運転が可能となる。
【００１７】
〔構成〕
また、燃料電池と畜熱タンクとの間で畜熱水が循環流通する循環路の蓄熱水流通方向における前記蓄熱タンクの下流側部位の蓄熱水と、前記暖房回路の熱媒流通方向における前記凝縮器よりも上流側部位の熱媒とで熱交換を行って、暖房余熱を回収するとともに、蓄熱水を加熱する余熱回収熱交換器を設けてもよい。
【００１８】
〔作用効果〕
即ち、前記熱消費部を加熱するための熱消費回路が十分加熱されると、前記熱消費回路の熱消費部から下流側における熱媒温度が上昇する。すると、前記圧縮式ヒートポンプ装置に供給される熱媒が高温になることで前記圧縮式ヒートポンプ装置の駆動効率が低下することが考えられる。そこで、燃料電池と畜熱タンクとの間で畜熱水が循環流通する循環路の蓄熱水流通方向における前記蓄熱タンクの下流側部位の蓄熱水と、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記凝縮器よりも上流側部位の熱媒とで熱交換を行って、暖房余熱を回収するとともに、蓄熱水を加熱する余熱回収熱交換器を設けてあれば、前記余熱回収熱交換器は、前記熱消費回路の熱媒からの熱を回収し、蓄熱タンクに供給することができる。そして、この熱消費回路の熱媒は、前記余熱回収熱交換器で冷却することができるから、前記圧縮式ヒートポンプ装置が効率良く駆動できる温度にまで冷却した熱媒を圧縮式ヒートポンプ装置の凝縮器に供給することができて、前記圧縮式ヒートポンプ装置の駆動効率を向上することができるとともに、蓄熱タンクにおける熱回収効率を向上することができる。
【００１９】
〔構成〕
また、上述の構成において、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記熱消費部よりも下流側に、前記凝縮器をバイパスして前記熱消費回路の前記熱消費用熱交換器の上流側に接続されるバイパス路を設け、前記バイパス路を流通する熱媒の流量を調整可能にする流量調整手段を設けることができる。
【００２０】
〔作用効果〕
即ち、前記熱消費回路において、熱消費用熱交換器の加熱能力が十分高くなったときには、圧縮式ヒートポンプ装置による更なる加熱は効果的でなく、むしろ、前記バイパス路を経由して、熱消費部の下流側の比較的低温になった熱媒を再循環して適温に温度調節を行う。これにより、前記熱消費用熱交換器から熱消費部に送られる熱媒の温度を適正に制御することができる。
【００２１】
また、前記熱消費部の運転停止時に前記熱消費回路の熱媒温度が高く、かつ、蓄熱タンクの熱量が不足しているときには、前記バイパス路を用いて熱媒を循環することによって、前記余熱回収用熱交換器で、前記熱媒の保有する熱を蓄熱タンクに回収することもできる。
【００２２】
これにより、前記熱消費回路の保有する熱を効率よく熱消費部に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】熱供給設備の概略構成図において蓄熱運転を示す図
【図２】熱供給設備の概略構成図において給湯用熱供給運転を示す図
【図３】熱供給設備の概略構成図において熱消費運転を示す図
【図４】熱供給設備の概略構成図において熱消費運転を示す図
【図５】熱供給設備の概略構成図において給湯用熱供給運転と熱消費運転とを併行して行ったときを示す図
【図６】熱供給設備の概略構成図において蓄熱運転と熱消費運転とを併行して行ったときを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る燃料電池コジェネレーションシステムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
この燃料電池コジェネレーションシステムは、図１〜図６に示すように、燃料電池１と、その燃料電池１にて発生する排熱を蓄熱可能な密閉型の蓄熱タンク２と、燃料電池コジェネレーションシステムの運転を制御する運転制御部３とを備えている。これにより、燃料電池１の排熱を、循環路Ｌ１を介して蓄熱タンク２に蓄熱して蓄熱タンク２への蓄熱を効率よく行うことができる。図１〜図６の夫々において、燃料電池コジェネレーションシステムの概略構成については同様であり、その燃料電池コジェネレーションシステムの概略構成において蓄熱水や熱媒、冷媒等の流体が通流する部位を太線矢印にて示している。
【００２６】
そして、本発明に係る燃料電池コジェネレーションシステムは、燃料電池１にて発電された電力を電力消費部４に供給するとともに、発生させた熱を循環路Ｌ１にて蓄熱タンク２に貯留するとともに熱消費部に供給する。加熱された蓄熱水と蓄熱タンク２に貯留されている蓄熱水とを混合させ、蓄熱水供給路Ｌ２、熱消費回路Ｌ３を介して熱消費部に供給することにより、燃料電池１にて発生する排熱、蓄熱タンク２に蓄熱されている熱を熱消費部に供給可能に構成されている。これにより、燃料電池１の排熱及び蓄熱タンク２に効率よく蓄熱された熱を熱消費部に供給することができ、省エネ性の向上を効果的に図ることができる。
【００２７】
ここで、熱消費部としては、床暖房装置５のほか、浴槽５ａ、高温暖房端末（浴室乾燥機等）５ｂ、給湯部５ｃが挙げられるが、以下の説明では、主に、床暖房装置５を熱消費部として暖房用熱交換器２１から熱供給する熱消費回路Ｌ３に圧縮式ヒートポンプ装置６を設けた構成を例に本発明の燃料電池コジェネレーションシステムを説明する。
【００２８】
〔燃料電池〕
前記燃料電池１は、燃料電池本体１１と前記循環路Ｌ１を流通する冷媒と熱交換を行う熱交換部１２を備えるとともに、前記燃料電池本体１１の冷却路と前記熱交換部１２との間に冷媒を循環させる循環ポンプＰ１を備えて構成してある。また、前記熱交換部１２に供給される蓄熱水を冷却するラジエータ１３が前記熱交換部１２に蓄熱水を通水する循環路Ｌ１の蓄熱水循環方向での上流側に設けてある。
【００２９】
また燃料電池で発電した電力は、ＤＣ／ＡＣコンバータ４１を備えたコージェネ用電力供給ライン４２を介して電力供給ライン４３に供給可能に構成してあり、発生する電力が電力消費部４に供給自在に構成されている。尚、電力供給ライン４３は、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力消費部４のほか、商用電力系統４４に電気的に接続する。
【００３０】
〔循環路〕
燃料電池１には、冷却のための湯水を燃料電池１から取り出して蓄熱タンク２に送り、蓄熱水とし、さらにその蓄熱水を燃料電池１に戻す循環路Ｌ１（図１中太線参照）が設けられ、蓄熱タンク２から蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の温度を検出する温度センサＴ１、蓄熱水の流量を検出する流量センサＦ１、蓄熱水の通流量を調整自在な制御弁Ｖ１、後述の余熱回収熱交換器２３、蓄熱水の通流量を調整自在な制御弁Ｖ２、蓄熱水の温度を検出する温度センサＴ２、ラジエータ１３、燃料電池１、蓄熱水の温度を検出する温度センサＴ３、循環ポンプＰ２、温度センサＴ４、流量センサＦ２、温度センサＴ５、後述の暖房用熱交換器２１が設けられ、前記暖房用熱交換器２１から蓄熱タンク２の上部側に戻る流路が接続され、その流路に、温度センサＴ６、制御弁Ｖ４、温度センサＴ７が備えられている。また、循環路Ｌ１には、流量センサＦ１と制御弁Ｖ１との間の部位から分岐して、制御弁Ｖ２と温度センサＴ２との間の部位に合流するバイパス路Ｌ１１が備えられている。そして、バイパス路Ｌ１１には、蓄熱水の通流量を調整自在な制御弁Ｖ３が備えられている。これにより、蓄熱タンク２の底部から取り出した蓄熱水は、前記循環ポンプＰ２により流動され、ラジエータ１３で十分冷却された後、燃料電池１に導入され、その燃料電池１を冷却して熱を受け、前記蓄熱タンク２に戻される。
【００３１】
〔蓄熱タンク〕
前記蓄熱タンク２には、蓄熱水としての水が貯留されており、蓄熱タンク２に接続された循環路Ｌ１を通して蓄熱水を通流させることにより、燃料電池１にて発生する排熱にて加熱された蓄熱水を成層状態（高温の蓄熱水を上部に存在させ且つ低温の蓄熱水を下部に存在させる状態）を形成するように貯留して、燃料電池１にて発生する排熱を蓄熱可能に構成されている。
【００３２】
〔蓄熱水供給路〕
また、前記蓄熱水供給路Ｌ２（図３中太線参照）を設け、循環ポンプＰ２により、蓄熱タンク２上部から蓄熱水を通流させることにより、主に蓄熱タンク２に蓄熱されている熱を暖房用熱交換器２１に供給可能に構成されている。
【００３３】
前記蓄熱水供給路Ｌ２は、前記循環路Ｌ１の前記燃料電池１の下流部位にて三方弁Ｓ１により、前記蓄熱タンク２上部から前記循環路Ｌ１に合流し、前記暖房用熱交換器２１を経由して、前記蓄熱水供給路Ｌ２の蓄熱水と熱消費回路Ｌ３の熱媒との間で熱交換し、さらに、前記暖房用熱交換器２１において前記循環路Ｌ１から分岐して、前記循環路Ｌ１の温度センサＴ１と流量センサＦ１との間に接続され、蓄熱タンク２下部に返送する経路に構成される。前記蓄熱水供給路Ｌ２の前記暖房用熱交換器２１の下流側には、順に制御弁Ｖ１２、逆止弁Ｇ３、温度センサＴ１３、温度センサＴ１４が設けられ、前記温度センサＴ１を経て蓄熱タンク２に至る。
【００３４】
尚、蓄熱水供給路Ｌ２における前記温度センサＴ４と流量センサＦ２との間には、ガス燃焼式のバーナを備えた補助加熱部２０が備えられている補助加熱路Ｌ２１を設け、三方弁Ｓ２を切り換えて、補助加熱路Ｌ２１に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて補助加熱部２０を作動させることで、補助加熱部２２にて蓄熱水を目標温度よりも高温まで加熱することで、目標温度の蓄熱水を暖房用熱交換器２１に供給可能としている。
【００３５】
〔熱消費回路〕
前記熱消費回路Ｌ３には、熱消費用熱交換器としての暖房用熱交換器２１から熱媒の通流方向の順に、逆止弁Ｇ１、温度センサＴ８、熱動弁Ｖ５、熱消費部としての床暖房装置５、熱媒の通流量を調整自在な制御弁Ｖ６、熱媒の温度を検出する温度センサＴ９、循環ポンプＰ３が備えられている。熱消費回路Ｌ３では、暖房用熱交換器２１において蓄熱水から熱の供給を受けた熱媒が、循環ポンプＰ３により、例えば床暖房装置５に送られる。床暖房装置５で放熱した熱媒は、前記循環ポンプＰ３を経て前記暖房用熱交換器２１に戻る。そして、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記床暖房装置５よりも下流側部位で、放熱された熱媒が戻る戻り路には、制御弁Ｖ６をバイパスする熱膨張路Ｌ３１が備えられ、その熱膨張路Ｌ３１には、熱媒の通流方向の順に、手動バルブＶ７、熱媒を貯留する大気開放型の熱媒膨張タンク２２が備えられている。
【００３６】
また、図３に示すように、前記熱消費回路Ｌ３の床暖房装置５で放熱した熱媒の戻り路には、電力で駆動される圧縮機６１と、前記熱消費回路の熱媒流通方向における前記床暖房装置５よりも下流側部位で、前記暖房用熱交換器２１よりも上流側に、前記熱媒と熱交換する凝縮器６２と、膨張弁６３と、大気から熱を受ける蒸発器６４とを、順に冷媒が循環する冷媒回路Ｌ６を設けた圧縮式ヒートポンプ装置６を備えている。冷媒回路Ｌ６を循環する冷媒としては、例えば、Ｒ１３４ａやＲ４１０Ａを用いている。
【００３７】
さらに、前記熱消費回路Ｌ３には、前記凝縮器６２よりも上流側に余熱回収熱交換器２３を設け、前記循環路Ｌ１の蓄熱水と熱交換し、前記熱消費部としての床暖房装置５からの返送熱媒の余熱を回収する構成にしてある。また、前記熱消費回路Ｌ３には、前記余熱回収熱交換器２３および前記凝縮器６２をバイパスするバイパス路Ｌ３２が設けられ、前記バイパス路Ｌ３２には、バイパス弁Ｓ３が設けられ、前記熱消費回路Ｌ３の湯水からの余熱回収量を調整可能に制御できる構成としてある。前記バイパス路Ｌ３２は、前記熱消費回路Ｌ３の前記床暖房装置５と余熱回収熱交換器２３との間から、前記循環ポンプＰ３の下流に接続される。
【００３８】
前記熱消費回路Ｌ３において循環ポンプＰ３と暖房用熱交換器２１との間の部位から分岐して前記熱消費回路Ｌ３において逆止弁Ｇ１と温度センサＴ８との間の部位に合流する熱媒分岐合流路Ｌ３４が備えられており、暖房用熱交換器２１にて加熱された熱媒と加熱されていない熱媒とを混合させた熱媒を床暖房装置５に供給可能に構成されている。
【００３９】
また、熱消費回路Ｌ３において床暖房装置５の下流から前記床暖房装置５の上流側の温度センサＴ８と熱動弁Ｖ５との間の部位とを接続する熱媒接続路Ｌ３５が備えられ、その熱媒接続路Ｌ３５には熱媒の通流を断続自在な制御弁Ｖ１３が備えられている。
【００４０】
〔給水給湯用の熱回路〕
蓄熱水供給路Ｌ２には、蓄熱水を熱消費部としての給湯部５ｃや浴槽５ａ等の給湯箇所に供給する給湯用供給路Ｌ４と、消費された蓄熱水を補給するための給水路Ｌ５とが備えられている。（図２中太線参照）
【００４１】
給湯用供給路Ｌ４は、前記蓄熱水供給路Ｌ２における熱消費用熱交換器２１としての前記暖房用熱交換器２１から分岐されて給湯箇所に蓄熱水を給湯するように構成されている。給湯用供給路Ｌ４には、蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の温度を検出する温度センサＴ１１、蓄熱水の流量を検出する流量センサＦ３、蓄熱水の流量を調整自在な制御弁Ｖ９、蓄熱水の温度を検出する温度センサＴ１２が備えられている。
【００４２】
一方、給水路Ｌ５は、蓄熱水供給路Ｌ２における温度センサＴ１３，Ｔ１４の間に上水を供給自在に設けられ、温度センサＴ１５および逆止弁Ｇ４を備える。
また、前記給水路Ｌ５には、前記給湯用供給路Ｌ４にも給水自在に構成してあり、具体的には前記逆止弁Ｇ４の上流側前記給水路Ｌ５から分岐し、前記給湯用供給路Ｌ４における温度センサＴ１１および流量センサＦ３の間に三方弁Ｓ４を介して合流する給湯温調整路Ｌ５１を設けて構成してある。
【００４３】
さらに、前記給湯用供給路Ｌ４には、前記温度センサＴ１２から分岐して、後述の浴槽に足し湯する足し湯供給路Ｌ４１を設けてある。前記足し湯供給路Ｌ４１には流量センサＦ４および制御弁Ｖ１０を設ける。
【００４４】
〔その他の熱消費部に関する熱回路〕
前述のように、床暖房装置５、給湯部５ｃ以外の熱消費部として、浴槽５ａ、高温暖房端末（浴室乾燥機等）５ｂが設けられている。
【００４５】
前記浴槽５ａに蓄熱水の熱を供給する場合、浴槽５ａに用いられる湯水が循環する浴槽回路Ｌ３ａを熱消費回路Ｌ３として設ける。前記浴槽回路Ｌ３ａは、前記蓄熱水供給路Ｌ２から温度センサＴ５の下流側から分岐して逆止弁Ｇ３の上流側に接続されて設けられる追炊用蓄熱水供給路Ｌ２２に、追焚を行う追焚用熱交換器２１ａを熱消費用熱交換器２１として備え、前記浴槽回路Ｌ３ａの浴槽水と熱交換して前記追焚用熱交換器２１ａを経由した浴槽水を加熱して浴槽５ａに供給し、浴槽５ａからの戻り水を循環ポンプＰ３ａにより受け入れる構成としてある。前記追炊用蓄熱水供給路Ｌ２２には、制御弁Ｖ１１が設けられる。尚、前記浴槽回路Ｌ３ａの湯水温度は温度センサＴ１０により管理される。また、前記浴槽回路Ｌ３ａには前記循環ポンプＰ３ａの上流側に前記足し湯供給路Ｌ４１を接続してある。
【００４６】
また、高温暖房端末（浴室乾燥機等）５ｂに蓄熱水の熱を供給する場合、前記床暖房装置５に熱媒を供給される熱消費回路Ｌ３から分岐して高温暖房端末５ｂに至る分岐路Ｌ３３を設けることによって前記制御弁Ｖ８により前記分岐路Ｌ３３を介して前記暖房用熱交換器２１が前記蓄熱水供給路Ｌ２より受けた熱を高温暖房端末５ｂに供給することができる。
【００４７】
尚、循環路Ｌ１における三方弁Ｓ１と蓄熱タンク２との間に、前記蓄熱水供給路Ｌ２が合流接続されているので、前記三方弁Ｓ１では、別途蓄熱タンク２から取り出した蓄熱水を前記蓄熱水供給路Ｌ２に混合させる流路を形成することができる。
【００４８】
〔運転制御部〕
運転制御部３は、この燃料電池コジェネレーションシステムの運転として、燃料電池１にて発生する排熱を蓄熱タンク２に蓄熱する蓄熱運転と、燃料電池１にて発生する排熱等を熱消費部に供給する熱供給運転とを実行可能に構成されている。そして、運転制御部３は、熱供給運転として、蓄熱水を給湯部５ｃや浴槽５ａの給湯箇所に供給する給湯用熱供給運転と、蓄熱水を暖房用熱交換器２１や追焚用熱交換器２１ａに供給する熱消費運転とを実行可能に構成されている。
【００４９】
以下、各運転について説明する。
運転制御部３は、時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を管理している。例えば、運転制御部３が、１日の各時間帯（１時間ごと）の電力負荷及び熱負荷に区分けした状態で時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を管理している。そして、運転制御部３は、実際に使用された１日の各時間帯（１時間ごと）の電力負荷及び熱負荷に基づいて、既に記憶している１日の各時間帯（１時間ごと）の電力負荷及び熱負荷を更新して、１日の各時間帯（１時間ごと）の電力負荷及び熱負荷を学習するように構成されている。
【００５０】
ここで、電力負荷については、例えば、燃料電池１にて発電された電力を供給自在なテレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力消費部４における電力負荷であり、図示は省略するが、この電力負荷を計測する電力負荷計測手段の検出情報に基づいて電力負荷を検出するようにしている。また、熱負荷は、給湯部５ｃに用いられる給湯負荷と、浴槽５ａにおける浴槽水の追焚きに用いられる追焚負荷と、高温暖房端末５ｂ及び床暖房装置５にて用いられる暖房負荷とを足し合わせたものである。給湯負荷については給湯温度及び給湯量に基づいて求めることができ、追焚負荷については浴槽５ａ用の循環ポンプＰ３ａの作動状態及び浴槽５ａの湯水温度に基づいて求めることができ、暖房負荷については高温暖房端末５ｂ及び床暖房装置５の作動状態に基づいて求めることができる。
【００５１】
運転制御部３は、例えば、現在要求されている電力負荷及び将来予測される電力負荷を賄うように燃料電池１を運転させる所謂電主運転を行っており、この燃料電池１の運転中に蓄熱運転を行うように構成されている。また、運転制御部３は、給湯要求、追焚要求、高温暖房要求、低温暖房要求等の各要求の発生により放熱運転を行うように構成されている。ちなみに、運転制御部３は、燃料電池１の運転について、電主運転に限らず、現在要求されている熱負荷及び将来予測される熱負荷を賄うように燃料電池１を運転させる所謂熱主運転を行うことも可能である。
【００５２】
以下、各運転について説明する。
（蓄熱運転）
運転制御部３は、制御弁Ｖ１，Ｖ２、および制御弁Ｖ４を開くとともに制御弁Ｖ３を閉じ、三方弁Ｓ１，Ｓ２を操作して、循環路Ｌ１を形成して熱媒循環用ポンプ４を作動させる。これにより、図１中実線太線及び実線矢印にて示すように、蓄熱タンク２の底部から取り出した熱媒を熱媒加熱手段Ｋを経由して蓄熱タンク２の上部に戻すように熱媒を循環させて、燃料電池１の熱交換部１２にて加熱された高温の熱媒を蓄熱タンク２に貯湯することで、燃料電池１の排熱を蓄熱タンク２に蓄熱する。
運転制御部３は、温度センサＴ１，Ｔ２の検出温度により蓄熱タンク２の底部から取り出して燃料電池１に供給する熱媒の温度を把握している。そして、運転制御部３は、燃料電池１に供給する熱媒の温度が許容上限温度よりも高いと、ラジエータ１３を作動させている。これにより、燃料電池１の冷却を行いながら、燃料電池１の排熱を蓄熱することができる。
【００５３】
そして、運転制御部３は、蓄熱タンク２の蓄熱量が満杯となっても、燃料電池１が運転している場合は、循環ポンプＰ１の作動を継続させる。このときには、ラジエータ１３にて放熱することで燃料電池１を冷却させる。
【００５４】
運転制御部３は、図１に示すように、循環ポンプＰ２を作動させるとともに、制御弁Ｖ１、Ｖ２及び制御弁Ｖ４を開弁させ、三方弁Ｓ２にて蓄熱水供給路Ｌ２に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて、三方弁Ｓ１により蓄熱タンク２側からの蓄熱水の混合量をゼロとする。ここで、運転制御部３が、制御弁Ｖ４を開弁させるとともに、制御弁Ｖ１１、Ｖ１２及び三方弁Ｓ４を閉弁させることで、燃料電池１を通過した蓄熱水を蓄熱水供給路Ｌ２を経由して蓄熱タンク２に戻す蓄熱状態としている。
【００５５】
運転制御部３は、燃料電池１を通過した蓄熱水の温度を示す温度センサＴ３の検出温度が蓄熱用目標温度（例えば７５℃）になるように、循環ポンプＰ２の回転速度を制御している。つまり、運転制御部３は、温度センサＴ３の検出温度が蓄熱用目標温度よりも低いと、循環ポンプＰ２の回転速度を低速側に調整し、温度センサＴ３の検出温度が蓄熱用目標温度よりも高いと、循環ポンプＰ２の回転速度を高速側に調整している。
【００５６】
これにより、図１中太線矢印にて示すように、蓄熱タンク２の下部から取り出された蓄熱水は、循環路Ｌ１を通して燃料電池１を通過し、三方弁Ｓ１により暖房用熱交換器２１を通して蓄熱タンク２の上部に戻される。このようにして、蓄熱タンク２の下部から取り出した蓄熱水を、燃料電池１に通過させたのち蓄熱タンク２の上部に戻す形態で循環路Ｌ１を通して通流させることで、燃料電池１にて加熱された蓄熱用目標温度の蓄熱水を蓄熱タンク４に貯湯している。
【００５７】
〔燃料電池の発電制御〕
運転制御部３は、蓄熱運転において圧縮式ヒートポンプ装置６を作動させるのであるが、商用電力系統４４から圧縮式ヒートポンプ装置６を含めた電力消費部４に供給される電力量に基づいて、圧縮式ヒートポンプ装置６における圧縮機６１の回転速度を制御している。説明を加えると、燃料電池１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ４１を介して発電出力を商用電力系統４４に系統連系しており、商用電力系統４４は、電力供給ライン４３を介して圧縮式ヒートポンプ装置６の圧縮機６１における駆動部に電気的に接続されているので、燃料電池１にて発生する電力が圧縮式ヒートポンプ装置６における圧縮機６１の駆動用電力として供給されている。そして、電力供給ライン４３には、図示は省略するが、圧縮式ヒートポンプ装置６を含めた電力消費部４に供給される電力量を計測する電力負荷計測手段が設けられている。
【００５８】
運転制御部３は、逆潮流が生じずに、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量が設定範囲（例えば１００〜１５０Ｗ程度）内となるように、圧縮機６１の回転速度を制御している。例えば、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量が設定範囲よりも高く（例えば３００Ｗ以上）、且つ、圧縮機６１の回転速度が第１設定回転速度（例えば３０００ｒｐｍ）以上の場合は、運転制御部３が、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量に応じて段階的（例えば５００ｒｐｍ毎）に圧縮機６１の回転速度を低速側に調整し、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量を設定範囲内に調整している。また、例えば、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量が設定範囲よりも低く（例えば１００Ｗ以下）、且つ、圧縮機６１の回転速度が第２設定回転速度（例えば５０００ｒｐｍ）以下の場合は、運転制御部３が、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量に応じて段階的（例えば５００ｒｐｍ毎）に圧縮機６１の回転速度を高速側に調整し、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量を設定範囲内に調整している。
【００５９】
上述の如く、商用電力系統４４から電力消費部４に供給される電力量に応じて圧縮機６１の回転速度を調整するのであるが、商用電力系統４４から電力消費部４に供給される電力量の変動に対して圧縮機６１の回転速度を逐次変更すると、圧縮式ヒートポンプ装置６における電子式の膨張弁６３の最適制御の維持が難しく、圧縮式ヒートポンプ装置６の作動が不安定となる可能性がある。そこで、運転制御部３は、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量に基づいて圧縮機６１の回転速度を制御するに当たり、設定周期（例えば５分）における商用電力系統４４から電力消費部４に供給される電力量に基づいて、圧縮機６１の回転速度を制御している。例えば、運転制御部３は、設定周期ごとに電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量の積算平均値を求め、前回求めた積算平均値と今回求めた積算平均値との差分が例えば５０Ｗを越えると、例えば５００ｒｐｍ毎の回転速度の増減を行うようにしている。
【００６０】
このようにして、運転制御部３は、商用電力系統４４から電力消費部４に供給される電力量に応じて圧縮機６１の回転速度を調整しながら、圧縮式ヒートポンプ装置６を作動するが、作動停止条件が満たされると、蓄熱運転を終了する。作動停止条件は、温度センサＴ１６の夫々の検出温度の合計温度が停止用設定温度（例えば３３０℃）以上であることを条件としている。
【００６１】
〔給湯用熱供給運転〕
この給湯用熱供給運転は、給湯部５ｃ及び浴槽５ａの少なくとも一方に蓄熱水を供給する運転であり、まず、給湯部５ｃに蓄熱水を供給する場合について説明する。
【００６２】
〔給湯部〕
この場合には、給湯部５ｃでの給湯栓の開操作により給湯用熱供給運転が開始され、給湯部５ｃでの給湯栓の閉操作により給湯用熱供給運転が終了される。そして、給湯用熱供給運転を開始する際に、燃料電池１が作動中であるときの動作と燃料電池１作動停止中の動作とがある。
【００６３】
燃料電池１が作動停止しているときの動作について説明すると、運転制御部３は、三方弁Ｓ１を循環路Ｌ１における温度センサＴ３側を全閉とし且つ蓄熱タンク２側を全開とし、三方弁Ｓ４により給湯用供給路Ｌ４に対する給湯温調整路Ｌ５１からの水の混合量を調整している。ここで、運転制御部３が、三方弁Ｓ４を開弁させるとともに、制御弁Ｖ４、制御弁Ｖ１１及び制御弁Ｖ１２を閉弁させることで、燃料電池１を通過した蓄熱水を給湯用供給路Ｌ４により給湯部５ｃに供給する熱供給状態に切り換えている。
【００６４】
これにより、図示は省略するが、三方弁Ｓ１では、蓄熱タンク２の上部から取り出された蓄熱水のみが、暖房用熱交換器２１を通過したのち、三方弁Ｓ４により給湯温調整路Ｌ５１からの水が混合されて給湯部５ｃに供給される。運転制御部３は、温度センサＴ１２の検出温度が給湯用目標温度になるように、三方弁Ｓ４により給湯温調整路Ｌ５１からの水の混合量を調整している。
【００６５】
このようにして、燃料電池１が作動停止しているときには、蓄熱タンク２の蓄熱水を給湯部５ｃに供給することで、蓄熱タンク２に蓄熱されている熱を給湯部５ｃに供給している。そして、温度センサＴ４の検出温度が給湯用目標温度よりも低くなり、蓄熱タンク２に蓄熱されている熱だけでは要求されている温度の蓄熱水を供給できない場合には、運転制御部３が、三方弁Ｓ２を切り換えて補助加熱部２０を作動させることで、補助加熱部２０にて蓄熱水を給湯用目標温度よりも高温まで加熱することで、給湯用目標温度の蓄熱水を給湯部５ｃに供給可能としている。
【００６６】
次に、燃料電池１が作動中のときについて説明するが、この場合は、例えば、蓄熱運転中に給湯用熱供給運転が開始されたときの運転に該当する。
【００６７】
運転制御部３は、図２に示すように、燃料電池１、循環ポンプＰ２（最低回転速度にて作動）を作動させるとともに、制御弁Ｖ１及び制御弁Ｖ２を開弁させ、第２三方弁Ｓ２にて暖房用熱交換器２１を介して、給湯部５ｃに蓄熱水を通流させる状態に切り換える。そして、運転制御部３は、温度センサＴ３の検出温度が熱供給用目標温度（蓄熱用目標温度よりも低い温度、例えば４５℃）になるように、三方弁Ｓ１に対する蓄熱水の混合量を調整している。
【００６８】
これにより、図２中太線矢印にて示すように、燃料電池１を通過した蓄熱水と蓄熱タンク２の上部から取り出した蓄熱水とが三方弁Ｓ１により混合され、その混合された蓄熱水が、蓄熱水供給路Ｌ２を通じて暖房用熱交換器２１に通流される。そして、暖房用熱交換器２１を通過した蓄熱水は、給湯用供給路Ｌ４に通流される。そして、燃料電池１が作動停止しているときと同様に、運転制御部３は、温度センサＴ１２の検出温度が給湯用目標温度になるように、三方弁Ｓ４により給湯温調整路Ｌ５１からの水の混合量を調整している。
【００６９】
このようにして、燃料電池１が作動中のときには、燃料電池１を通過した蓄熱水と蓄熱タンク２の上部から取り出した蓄熱水とを混合させて、その混合された蓄熱水を給湯箇所に供給することができ、燃料電池１の冷媒による熱に加えて、蓄熱タンク２に効率よく蓄熱された熱をも給湯箇所に供給することができ、省エネ性の向上を効果的に図ることができる。また、要求されている温度の蓄熱水を供給できなくなった場合には、燃料電池１が作動停止しているときと同様に、運転制御部３が、三方弁Ｓ２を補助加熱部２０に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて補助加熱部２０を作動させている。
【００７０】
この給湯用熱供給運転において、運転制御部３は、燃料電池１が作動中のときに、蓄熱運転と同様に、逆潮流が生じずに、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部４に供給される電力量が設定範囲内となるように、設定周期（例えば５分）における商用電力系統４４から電力消費部４に供給される電力量に基づいて、圧縮機６１の回転速度を制御している。
【００７１】
次に、浴槽５ａに蓄熱水を供給する場合について説明する。
【００７２】
〔浴槽〕
この場合は、風呂リモコンからの湯張り要求があることにより給湯用熱供給運転が開始され、浴槽５ａに所望量の蓄熱水を供給する（流量センサＦ４の積算流量が所定量となる）ことにより給湯用熱供給運転が終了される。そして、運転制御部３は、風呂リモコンからの湯張り要求により給湯用熱供給運転を開始したときには、給湯用熱供給運転を終了すると、上述の蓄熱運転を継続して行うように構成されている。
【００７３】
そして、運転制御部３は、風呂リモコンからの湯張り要求があると、即座に給湯用熱供給運転を行うのではなく、設定遅延時間（例えば浴槽５ａへの蓄熱水の供給を開始してから６０秒）行ったのち、給湯用熱供給運転を行っている。この給湯用熱供給運転については、上述の給湯部５ｃに蓄熱水を供給するときの燃料電池１が作動中のときと、制御弁Ｖ１０を開弁させる点が異なるだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００７４】
〔熱消費運転〕
この熱消費運転については、風呂リモコンからの追焚要求、高温暖房端末５ｂからの高温暖房要求、或いは、床暖房装置５からの床暖房要求があることにより熱消費運転が開始される。そして、風呂リモコンからの追焚要求により熱消費運転を開始したときには、浴槽５ａの湯水の温度が追焚用設定温度になることにより熱消費運転が終了され、高温暖房端末５ｂからの高温暖房要求や床暖房装置５からの床暖房要求により熱消費運転を開始したときには、その高温暖房要求や床暖房要求が解除されることにより熱消費運転が終了される。ここで、運転制御部３は、熱消費運転を終了すると、上述の蓄熱運転を継続して行うように構成されている。
【００７５】
熱消費運転は、高温暖房端末５ｂや床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する場合と、浴槽５ａの湯水を追焚するために追焚用熱交換器２１ａに蓄熱水を供給する場合とがあり、まず、床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する暖房運転について説明する。
【００７６】
〔床暖房装置の暖房運転〕
この場合には、上述の給湯用熱供給運転において浴槽５ａに蓄熱水を供給する場合と同様に、運転制御部３は、床暖房要求があると、即座に熱消費運転を行うのではなく、設定遅延時間（例えば床暖房装置５への熱媒の供給を開始してから１８０秒）行ったのち、熱消費運転を行っている。また、この遅延用熱供給運転については、高温暖房端末５ｂに熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する場合も、浴槽５ａの湯水を追焚するために追焚用熱交換器２１ａに蓄熱水を供給する場合も、遅延用熱供給運転を設定遅延時間行ったのち、暖房用熱供給運転を行っている。そして、高温暖房端末５ｂに熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する場合では、設定遅延時間を例えば高温暖房端末５ｂへの熱媒の供給を開始してから１８０秒としており、浴槽５ａの湯水を追焚するために追焚用熱交換器２１ａに蓄熱水を供給する場合では、設定遅延時間を例えば追焚用熱交換器２１ａへの蓄熱水の供給を開始してから１２０秒としている。
【００７７】
このときの運転については、運転制御部３が、基本的には、上述の遅延用熱供給運転と同様の動作を行うが、蓄熱水の供給先を給湯箇所とする給湯状態に切り換えるのではなく、制御弁Ｖ１２を開弁させるとともに、制御弁Ｖ４、制御弁Ｖ１１及び三方弁Ｓ４を閉弁させることで、蓄熱水を蓄熱水供給路Ｌ２により暖房用熱交換器２１に供給する循環状態に切り換えている。
【００７８】
そして、運転制御部３は、この遅延用熱供給運転を設定遅延時間（例えば床暖房装置５への熱媒の供給を開始してから１８０秒）行った後に行う熱消費運転についても、上述の給湯用熱供給運転において、蓄熱水の供給先を給湯箇所とする給湯状態に切り換えるのではなく、図３に示すように、制御弁Ｖ１２を開弁させるとともに、制御弁Ｖ４、制御弁Ｖ１１及び三方弁Ｓ４を閉弁させることで、蓄熱水を蓄熱水供給路Ｌ２により暖房用熱交換器２１に供給する循環状態に切り換えている。
【００７９】
また、運転制御部３は、熱消費運転において、温度センサＴ３の検出温度が熱供給用目標温度（蓄熱用目標温度よりも低い温度、例えば６５℃或いは６０℃）になるように、三方弁Ｓ１にて蓄熱タンク２からの蓄熱水の混合量を調整している。ここで、熱供給用目標温度については、床暖房装置５にて求められている温度に応じて変更可能であり、例えば、床暖房装置５にて低温暖房を行なう場合には、６０℃が設定され、それ以外の場合には、６５℃が設定されている。そして、床暖房装置５の立ち上がり時等には、運転制御部３が、熱供給用目標温度を蓄熱用目標温度と同じ温度（例えば７５℃）になるように、三方弁Ｓ１にて蓄熱タンク２からの蓄熱水の混合量を調整するとともに、三方弁Ｓ２を切り換えて補助加熱部２０を作動させて、ホットダッシュ用の熱消費運転を行うこともできる。
【００８０】
そして、運転制御部３は、循環ポンプＰ３を作動させるとともに、熱動弁Ｖ５を開弁させることで、熱消費回路Ｌ３を通して暖房用熱交換器２１と床暖房装置５との間で熱媒を循環させている。これにより、暖房用熱交換器２１に供給される蓄熱水にて加熱された熱媒が床暖房装置５に循環供給される。
【００８１】
さらに、床暖房装置５から暖房用熱交換器２１に戻る蓄熱水は、余熱回収熱交換器２３にて熱交換して余熱を循環路Ｌ１与える。また、余熱を循環路Ｌ１に与え、温度の低下した熱媒は、圧縮式ヒートポンプ装置６の凝縮器６２にて加熱され、暖房用熱交換器２１に戻る。これにより、前記圧縮式ヒートポンプ装置６における加熱効率を高くできる。また、前記圧縮式ヒートポンプ装置６は、前記燃料電池１に発生する余剰電力を用いて駆動される。そのため、余剰の電力を不足する熱に変換して床暖房装置５に供給することができるようになり、エネルギーの効率的利用を図ることができ、省エネ性に富む。
【００８２】
また、前記熱消費回路Ｌ３の熱媒温度が、前記暖房用熱交換器２１のみで十分高温になっているときには、前記バイパス路Ｌ３２を前記バイパス弁Ｓ３により流通状態として前記床暖房装置５からの戻り蓄熱水を前記凝縮器６２に通じることなく前記暖房用熱交換器２１に通じて、前記圧縮式ヒートポンプ装置６による受熱量を減少させ、前記熱消費回路Ｌ３の熱媒温度を調整する。これにより、前記熱消費回路Ｌ３が熱不足状態から熱余り状態に移行するに従って、前記熱消費回路Ｌ３の圧縮式ヒートポンプ装置６による加熱量を減少制御することができ、熱バランスを保ち、効率よい運転状態を保つことができる。
【００８３】
また、前記床暖房装置５を通過した熱媒の温度が高くなると、前記余熱回収熱交換器２３で前記蓄熱タンク２の下部から導いた低温の蓄熱水との熱交換により、前記熱消費回路Ｌ３の熱媒が保有する熱を前記循環路Ｌ１の蓄熱水に受渡し、前記蓄熱タンク２における蓄熱を促進することができるとともに、前記圧縮式ヒートポンプ装置６の凝縮器６２に供給される熱媒の温度を下げ、圧縮式ヒートポンプ装置６の運転効率を向上させることができる。
【００８４】
このようにして、燃料電池１を通過した蓄熱水と蓄熱タンク２の上部から取り出した蓄熱水とを混合させて、その混合された蓄熱水を暖房用熱交換器２１に供給することで、燃料電池１の熱に加えて、蓄熱タンク２に効率よく蓄熱された熱をも暖房用熱交換器２１に供給して床暖房装置５にて活用することができ、省エネ性の向上を効果的に図ることができる。
【００８５】
〔高温暖房端末の暖房運転〕
高温暖房端末５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する場合について説明すると、図４に示すように、図３に示した床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する場合と比べて、蓄熱水の通流状態は同様であり、熱供給用目標温度を例えば７５℃に設定する点で異なるだけである。そして、図４では、運転制御部３が、三方弁Ｓ２を切り換えて補助加熱部２０を作動させている状態を示している。また、熱媒の通流状態については、前記床暖房装置５の暖房運転と比べて、熱動弁Ｖ５を開弁させるのに代えて、熱動弁Ｖ８を開弁させて暖房用熱交換器２１にて加熱された熱媒を高温暖房端末５ｂに供給する点が異なるだけである。
【００８６】
〔浴槽の追焚運転〕
また、浴槽５ａの湯水を追焚するために追焚用熱交換器２１ａに蓄熱水を供給する場合については、図示は省略するが、図３にて示した床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する場合と比べて、蓄熱水の通流状態については、制御弁Ｖ１２を開弁させるのに代えて、制御弁Ｖ１１を開弁させて追焚用熱交換器２１ａに蓄熱水を供給するとともに、熱供給用目標温度を例えば６５℃に設定する点で異なるだけであるので、詳細な説明は省略する。そして、運転制御部３は、循環ポンプＰ３ａを作動させることで、浴槽回路Ｌ３ａを通して追焚用熱交換器２１ａと浴槽５との間で湯水を循環させている。これにより、追焚用熱交換器２１ａに供給される蓄熱水にて加熱された湯水が浴槽５ａに循環供給されて追焚される。
【００８７】
〔その他の運転形態〕
上述の各運転については、運転制御部３は、単独で行うことも併行して行うことも可能である。例えば、運転制御部３は、図５に示すように、給湯箇所に蓄熱水を供給する給湯用熱供給運転と床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する熱消費運転とを併用して行うことができる。また、運転制御部３は、図６に示すように、蓄熱運転と床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２１に蓄熱水を供給する熱消費運転とを併用して行うこともできる。
【００８８】
〔別実施の形態〕
本実施の形態では、熱消費部５として床暖房装置５から前記暖房用熱交換器２１への流路に圧縮式ヒートポンプ装置６を設けたが、熱消費部５としては、浴槽５ａ、高温暖房端末５ｂ等にも適用できる。つまり、その他の熱消費部５に対して圧縮式ヒートポンプ装置６を設けることによっても、熱消費部５を経た熱媒が、暖房用熱交換器２１に戻る流路において、前記圧縮式ヒートポンプ装置６を駆動することにより、圧縮式ヒートポンプ装置６を高い駆動効率で駆動して熱媒に熱を供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、蓄熱タンク２から取り出した蓄熱水を、燃料電池１により加熱したのち、前記蓄熱タンク２に戻す循環路が備えられた燃料電池１の排熱を効果的に熱消費部に供給できる各種の燃料電池コジェネレーションシステムに適応可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１    燃料電池
２    蓄熱タンク
２１  熱消費用熱交換器
Ｌ２  蓄熱水供給路
Ｌ３  熱消費回路
５    熱消費部
６１  圧縮機
６２  凝縮器
６３  膨張弁
６４  蒸発器
Ｌ６  冷媒回路
６    圧縮式ヒートポンプ装置
【図１】
2011210684.tif 000003
【図２】
2011210684.tif 000004
【図３】
2011210684.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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