(57)【要約】【課題】燃料電池の発電に伴って得られた湯を効率良く利用することが可能な燃料電池排熱利用システムを提供する。【解決手段】発電時に発生する熱を用いて湧かされた湯を貯溜する貯湯ユニット１４を有する燃料電池１０と、水道１から供給される水、及び貯湯ユニット１４から供給される湯を使用することが可能な機器（洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０）と、水道１からの水又は貯湯ユニット１４からの湯のいずれか一方が前記機器へと供給可能となるように切り替える第一切替部６０（第一湯路切替手段）と、貯湯ユニット１４に貯溜された湯の量が規定量（第一規定量）以上になった場合に、貯湯ユニット１４からの湯が前記機器へと供給可能となるように第一切替部６０を作動させる制御装置と、を具備した。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電時に発生する熱を用いて湧かされた湯を貯溜する貯湯ユニットを有する燃料電池と、
水道から供給される水、及び前記貯湯ユニットから供給される湯を使用することが可能な機器と、
前記水道からの水又は前記貯湯ユニットからの湯のいずれか一方が前記機器へと供給可能となるように切り替える第一湯路切替手段と、
前記貯湯ユニットに貯溜された湯の量が第一規定量以上になった場合に、前記貯湯ユニットからの湯が前記機器へと供給可能となるように前記第一湯路切替手段を作動させる制御手段と、
を具備する燃料電池排熱利用システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記貯湯ユニットに貯溜された湯の量が前記第一規定量より少ない第二規定量未満になった場合に、前記水道からの水が前記機器へと供給可能となるように前記第一湯路切替手段を切り替える、
請求項１に記載の燃料電池排熱利用システム。
【請求項３】
前記貯湯ユニットからの湯を浴槽へと供給し、当該浴槽に湯を貯溜する湯張り手段をさらに具備し、
前記制御手段は、
前記貯湯ユニットに貯溜された湯の量が前記第一規定量より多い第三規定量以上になった場合に、前記浴槽に湯を貯溜するように前記湯張り手段を作動させる、
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池排熱利用システム。
【請求項４】
前記浴槽からの湯を前記機器へと供給可能とする第二湯路切替手段をさらに具備し、
前記制御手段は、
所定の条件が成立した場合に、前記浴槽からの湯が前記機器へと供給可能となるように前記第二湯路切替手段を作動させる、
請求項３に記載の燃料電池排熱利用システム。
【請求項５】
前記浴槽を有する風呂の使用を検出する検出手段をさらに具備し、
前記制御手段は、
前記風呂が使用された場合、前記浴槽からの湯が前記機器へと供給不能となるように前記第二湯路切替手段を作動させる、
請求項４に記載の燃料電池排熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の発電時に発生する熱を利用する燃料電池排熱利用システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池の発電時に発生する熱を利用する燃料電池排熱利用システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１には、燃料電池と、当該燃料電池の冷却水（湯）を貯溜する貯湯ユニット（貯湯槽）と、コントロールユニットとを具備する燃料電池排熱利用システムが記載されている。当該コントロールユニットは、住居内で電力を消費する電力負荷と接続されており、当該電力負荷の稼動時間を任意に変更することができる。
【０００４】
このように構成された燃料電池排熱利用システムにおいて、コントロールユニットは、消費電力が高くなる時間帯に稼動する電力負荷の一部を、他の時間帯（消費電力が低い時間帯）に稼動させることで、消費電力の平準化を図ることができる。これによって、燃料電池を効率良く発電させることができ、ひいては燃料電池排熱利用システム全体の効率を向上させることができる。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術は、燃料電池の発電に着目して高効率化を図るものであり、貯湯ユニットに貯溜された湯の効率的な利用を考慮したものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８９５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料電池の発電に伴って得られた湯を効率良く利用することが可能な燃料電池排熱利用システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、発電時に発生する熱を用いて湧かされた湯を貯溜する貯湯ユニットを有する燃料電池と、水道から供給される水、及び前記貯湯ユニットから供給される湯を使用することが可能な機器と、前記水道からの水又は前記貯湯ユニットからの湯のいずれか一方が前記機器へと供給可能となるように切り替える第一湯路切替手段と、前記貯湯ユニットに貯溜された湯の量が第一規定量以上になった場合に、前記貯湯ユニットからの湯が前記機器へと供給可能となるように前記第一湯路切替手段を作動させる制御手段と、を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、前記制御手段は、前記貯湯ユニットに貯溜された湯の量が前記第一規定量より少ない第二規定量未満になった場合に、前記水道からの水が前記機器へと供給可能となるように前記第一湯路切替手段を切り替えるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記貯湯ユニットからの湯を浴槽へと供給し、当該浴槽に湯を貯溜する湯張り手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記貯湯ユニットに貯溜された湯の量が前記第一規定量より多い第三規定量以上になった場合に、前記浴槽に湯を貯溜するように前記湯張り手段を作動させるものである。
【００１２】
請求項４においては、前記浴槽からの湯を前記機器へと供給可能とする第二湯路切替手段をさらに具備し、前記制御手段は、所定の条件が成立した場合に、前記浴槽からの湯が前記機器へと供給可能となるように前記第二湯路切替手段を作動させるものである。
【００１３】
請求項５においては、前記浴槽を有する風呂の使用を検出する検出手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記風呂が使用された場合、前記浴槽からの湯が前記機器へと供給不能となるように前記第二湯路切替手段を作動させるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、貯湯ユニットに貯溜された湯を機器へと供給可能とすることで、当該湯を効率良く利用することができる。また、貯湯ユニットが満タンになって燃料電池による発電が行われなくなるのを防止することができ、発電効率の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２においては、貯湯ユニットに貯溜された湯が意図せず無くなるのを防止することができる。
【００１７】
請求項３においては、貯湯ユニットが満タンになって燃料電池による発電が行われなくなるのを防止することができ、発電効率の向上を図ることができる。また、当該湯を浴槽で利用することで高効率化を図ることができる。
【００１８】
請求項４においては、浴槽に貯溜された湯を機器へと供給可能とすることで、当該湯を効率よく利用することができる。
【００１９】
請求項５においては、風呂を使用する場合には、浴槽から機器へと湯が供給されるのを防止し、浴槽の湯が無くなるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池排熱利用システムの全体的な構成を示した模式図。
【図２】（ａ）第一切替部の構成を示した模式図。（ｂ）第二切替部の構成を示した模式図。（ｃ）第三切替部の構成を示した模式図。
【図３】燃料電池排熱利用システムの制御に関する構成を示したブロック図。
【図４】初期状態における水の流れを示した模式図。
【図５】貯湯量に基づく第一切替部の制御態様を示したフローチャート。
【図６】貯湯量に基づいて第一切替部が制御された際の水及び湯の流れを示した模式図。
【図７】貯湯量に基づく湯張り装置の制御態様を示したフローチャート。
【図８】貯湯量に基づいて湯張り装置が制御された際の水及び湯の流れを示した模式図。
【図９】浴槽の湯張り後の制御態様を示したフローチャート。
【図１０】浴槽の湯張り後に各切替部が制御された際の水及び湯の流れを示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、図１から図３までを用いて、本発明の一実施形態に係る燃料電池排熱利用システムの構成について説明する。
【００２２】
図１に示す燃料電池排熱利用システムは、住宅等に設けられ、燃料電池の発電に伴って得られた湯を利用するためのものである。
燃料電池排熱利用システムは、主として燃料電池１０、風呂２０、洗濯機３０、食器洗い機４０、トイレ５０、第一切替部６０、第二切替部７０、第三切替部８０及び制御装置１００を具備する。
また燃料電池排熱利用システムは、水道１と燃料電池１０及び第一切替部６０とを接続する第一配管Ｐ１、燃料電池１０と風呂２０、第一切替部６０及び第三切替部８０とを接続する第二配管Ｐ２、風呂２０と第二切替部７０とを接続する第三配管Ｐ３、第二切替部７０と第三切替部８０とを接続する第四配管Ｐ４、第二切替部７０と下水道２とを接続する第五配管Ｐ５、第三切替部８０と第一切替部６０とを接続する第六配管Ｐ６、並びに第一切替部６０と洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０とをそれぞれ接続する第七配管Ｐ７を具備する。
【００２３】
燃料電池１０は、水素等の燃料を用いて発電すると共に、当該発電に伴って発生する熱（排熱）を利用して湯を沸かす装置である。燃料電池１０は、主として発電ユニット１２及び貯湯ユニット１４を具備する。
【００２４】
発電ユニット１２は、水素等の燃料を用いて発電するためのものである。発電ユニット１２は、燃料を改質する燃料処理装置、燃料を用いて発電する燃料電池スタック、発電に伴って発生する熱を回収して湯を沸かす熱回収装置、時間ごとの電力消費量や電力を使用する機器等を学習する（学習機能を有する）制御部等を有する。
【００２５】
貯湯ユニット１４は、発電ユニット１２において沸かされた湯を貯溜するためのものである。貯湯ユニット１４は、第一配管Ｐ１を介して水道１と接続されると共に、発電ユニット１２の熱回収装置と接続される。貯湯ユニット１４は、水道１からの水を発電ユニット１２へと供給し、当該発電ユニット１２の熱回収装置で沸かされた湯を受け取って貯溜する。貯湯ユニット１４は、第二配管Ｐ２を介して後述する風呂２０（より詳細には、浴槽２２）、第一切替部６０及び第三切替部８０と接続され、当該風呂２０等に湯を供給することができる。貯湯ユニット１４には、湯量センサ１４ａが設けられる。
【００２６】
湯量センサ１４ａは、貯湯ユニット１４内に貯溜されている湯の量（貯湯量Ｖ）を検出するものである。
【００２７】
なお、このように構成された燃料電池１０においては、貯湯ユニット１４の湯が満タンになると、発電に伴って発生する熱をそれ以上回収できなくなるため、発電ユニット１２による発電が停止される。
また、本説明においては、貯湯ユニット１４の湯は後述する風呂２０、洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０へと供給可能なものとするが、この他にも図示しない洗面所やキッチン等の湯を使用する任意の場所に湯を供給可能としているものとする。
【００２８】
風呂２０は、主として浴槽２２、シャワー２４、使用センサ２６、湯張り装置２８及び温度センサ２９を具備する。
【００２９】
浴槽２２は、風呂２０の浴室内に設けられる。浴槽２２には、後述するように湯が張られて当該湯を貯溜する場合があるため、当該浴槽２２は断熱性が高くなるように形成されることが望ましい。浴槽２２には、排水口２２ａが設けられる。
【００３０】
排水口２２ａは、浴槽２２に貯溜された湯を排出するためのものである。排水口２２ａは電磁弁等を用いて開閉可能に構成される。排水口２２ａは第三配管Ｐ３に接続される。排水口２２ａを開くことで、浴槽２２に貯溜された湯を第三配管Ｐ３へと排出することができる。また排水口２２ａを閉じることで、浴槽２２からの湯の排出を停止し、当該浴槽２２に湯を貯溜することができる。
【００３１】
シャワー２４は、風呂２０の浴室内に設けられる。
【００３２】
使用センサ２６は、本発明に係る検出手段の実施の一形態である。使用センサ２６は、人（住宅の居住者等）が風呂２０を使用しているか否かを検出するものである。具体的には、使用センサ２６はシャワー２４が使用されているか否かを検出することで、人が風呂２０を使用しているか否かを検出する。
【００３３】
湯張り装置２８は、本発明に係る湯張り手段の実施の一形態である。湯張り装置２８は、浴槽２２に湯を張るための装置である。湯張り装置２８は、第二配管Ｐ２を介して貯湯ユニット１４から供給される湯を、任意の時間に任意の量だけ浴槽２２に溜めることができる。湯張り装置２８は、後述する制御装置１００によって自動的に動作を制御することが可能であると共に、居住者等によって手動で動作させることも可能である。
【００３４】
温度センサ２９は、浴槽２２に張られた（貯溜された）湯の温度を検出するものである。
【００３５】
洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０は、本発明に係る機器の実施の一形態である。以下では、洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０を単に各機器と記す。各機器は、第七配管Ｐ７を介して後述する第一切替部６０とそれぞれ接続され、当該第一切替部６０を介して供給される水又は湯を使用することができる。
【００３６】
図１及び図２に示す第一切替部６０は、本発明に係る第一湯路切替手段及び第二湯路切替手段の実施の一形態である。第一切替部６０は、第一配管Ｐ１を介して水道１から供給される水又は第六配管Ｐ６（又は第二配管Ｐ２）を介して供給される湯のいずれか一方が各機器へと供給可能となるように切り替えるためのものである。第一切替部６０は、主として第一電磁弁６２及び第二電磁弁６４を具備する。
【００３７】
図２に示す第一電磁弁６２は、第六配管Ｐ６（食器洗い機４０に対応する第一切替部６０においては、第二配管Ｐ２）に設けられ、当該第六配管Ｐ６（又は第二配管Ｐ２）を開閉することができる。
第二電磁弁６４は、第一配管Ｐ１に設けられ、当該第一配管Ｐ１を開閉することができる。
【００３８】
このように構成された第一切替部６０では、第一電磁弁６２又は第二電磁弁６４のいずれか一方を開くと共に、他方を閉じることで、水又は湯のいずれか一方を各機器へと供給可能とすることができる。なお、第一電磁弁６２又は第二電磁弁６４のいずれか一方が開かれた場合には、他方は閉じられる。
【００３９】
図１及び図２に示す第二切替部７０は、本発明に係る第二湯路切替手段の実施の一形態である。第二切替部７０は、第三配管Ｐ３を介して浴槽２２から排出される湯を、下水道２又は各機器（より詳細には、洗濯機３０及びトイレ５０）のいずれか一方へと供給可能となるように切り替えるためのものである。第二切替部７０は、主として第三電磁弁７２及び第四電磁弁７４を具備する。
【００４０】
図２に示す第三電磁弁７２は、第四配管Ｐ４に設けられ、当該第四配管Ｐ４を開閉することができる。
第四電磁弁７４は、第五配管Ｐ５に設けられ、当該第五配管Ｐ５を開閉することができる。
【００４１】
このように構成された第二切替部７０では、第三電磁弁７２又は第四電磁弁７４のいずれか一方を開くと共に、他方を閉じることで、浴槽２２からの湯を下水道２又は各機器のいずれか一方へと供給可能とすることができる。なお、第三電磁弁７２又は第四電磁弁７４のいずれか一方が開かれた場合には、他方は閉じられる。
【００４２】
図１及び図２に示す第三切替部８０は、本発明に係る第二湯路切替手段の実施の一形態である。第三切替部８０は、第四配管Ｐ４を介して浴槽２２から供給される湯又は第二配管Ｐ２を介して貯湯ユニット１４から供給される湯のいずれか一方が各機器（より詳細には、洗濯機３０及びトイレ５０に対応する第一切替部６０）へと供給可能となるように切り替えるためのものである。第三切替部８０は、主として第五電磁弁８２及び第六電磁弁８４を具備する。
【００４３】
図２に示す第五電磁弁８２は、第四配管Ｐ４に設けられ、当該第四配管Ｐ４を開閉することができる。
第六電磁弁８４は、第二配管Ｐ２に設けられ、当該第二配管Ｐ２を開閉することができる。
【００４４】
このように構成された第三切替部８０では、第五電磁弁８２又は第六電磁弁８４のいずれか一方を開くと共に、他方を閉じることで、第四配管Ｐ４を介して浴槽２２から供給される湯又は第二配管Ｐ２を介して貯湯ユニット１４から供給される湯のいずれか一方を洗濯機３０及びトイレ５０へと供給可能とすることができる。なお、第五電磁弁８２又は第六電磁弁８４のいずれか一方が開かれた場合には、他方は閉じられる。
【００４５】
なお、浴槽２２から供給される湯から毛髪や浮遊物等の異物を除去する（水質を改善する）ためのフィルタ（水質改善部）を設ける構成としても良い。前記フィルタは、例えば第三配管Ｐ３や第二切替部７０等の任意の箇所に取り付けられる。このような構成により、（本実施形態とは異なり）浴槽２２から供給される湯を食器洗い機４０等で使用することができる。すなわち、浴槽２２から供給される湯を、種々の用途に広く使用することができる。
【００４６】
図３に示す制御装置１００は、種々の情報や予め記憶されたプログラム等に基づいて、湯張り装置２８、第一切替部６０、第二切替部７０及び第三切替部８０の動作を制御するものである。制御装置１００は任意の場所に配置される。制御装置１００は、記憶部、演算処理部等により構成される。
【００４７】
制御装置１００は湯量センサ１４ａに接続され、貯湯ユニット１４内に貯溜されている湯の量に関する検出信号を受信することができる。
制御装置１００は使用センサ２６に接続され、風呂２０が使用されているか否かに関する検出信号を受信することができる。
制御装置１００は温度センサ２９に接続され、浴槽２２に貯溜されている湯の温度に関する検出信号を受信することができる。
【００４８】
制御装置１００は湯張り装置２８に接続され、当該湯張り装置２８の動作を制御することができる。
制御装置１００は排水口２２ａに接続され、当該排水口２２ａの動作（開閉）を制御することができる。
制御装置１００は第一切替部６０、第二切替部７０及び第三切替部８０にそれぞれ接続され、当該第一切替部６０、第二切替部７０及び第三切替部８０を構成する電磁弁の動作を制御することができる。
【００４９】
このように構成された燃料電池排熱利用システムにおいて、燃料電池１０は、発電する際に発生する熱を利用して、水道１からの水を熱して湯を沸かし、当該湯を貯湯ユニット１４に貯溜する。
制御装置１００は、所定の場合に湯張り装置２８の動作を制御して、貯湯ユニット１４に貯溜された湯を浴槽２２に溜めることができる。
また制御装置１００は、所定の場合に排水口２２ａ及び第二切替部７０の動作を制御して、浴槽２２に貯溜された湯を下水道２又は第三切替部８０へと供給（排出）することができる。
また制御装置１００は、所定の場合に第三切替部８０の動作を制御して、貯湯ユニット１４からの湯又は第二切替部７０を介して供給される湯を洗濯機３０及びトイレ５０に対応する第一切替部６０へと供給することができる。
また制御装置１００は、所定の場合に第一切替部６０の動作を制御して、水道１からの水又は湯（貯湯ユニット１４からの湯又は第三切替部８０を介して供給される湯）を各機器へと供給可能とすることができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、一旦浴槽２２に溜められた湯（第二切替部７０を介して浴槽２２から供給される湯）は、食器を洗うための食器洗い機４０へは供給不能な構成としている。
【００５１】
次に、図２及び図４を用いて、上述の如く構成された燃料電池排熱利用システムの初期状態について説明する。
【００５２】
初期状態においては、図２に示す第一切替部６０の第一電磁弁６２は閉じられると共に、第二電磁弁６４は開かれている。また、初期状態においては、第二切替部７０の第三電磁弁７２は閉じられると共に、第四電磁弁７４は開かれている。また、初期状態においては、第三切替部８０の第五電磁弁８２は閉じられると共に、第六電磁弁８４は開かれている。また、初期状態においては、排水口２２ａは閉じられている。
【００５３】
図４に示すように、この初期状態においては、水道１からの水が第一配管Ｐ１及び第一切替部６０を介して各機器へと供給可能とされる。これによって、各機器を使用する際には、水道１から供給される水が用いられる。
【００５４】
次に、図４から図６までを用いて、貯湯量Ｖに基づく第一切替部６０の制御態様について説明する。
【００５５】
図５のステップＳ１０１において、制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ１以上であるか否かを判定する。
ここで、規定量Ｖ１は、本発明に係る第一規定量の実施の一形態である。規定量Ｖ１は任意に設定可能な値である。例えば、規定量Ｖ１は、貯湯ユニット１４の全容量の５０（％）の量に設定される。
制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ１以上であると判定した場合、ステップＳ１０２に移行する。
制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ１未満であると判定した場合、ステップＳ１０３に移行する。
【００５６】
ステップＳ１０２において、制御装置１００は、第一切替部６０の第一電磁弁６２を開くと共に、第二電磁弁６４を閉じる。
【００５７】
図６に示すように、この状態においては、貯湯ユニット１４からの湯が第二配管Ｐ２、第三切替部８０、第六配管Ｐ６及び第一切替部６０を介して各機器へと供給可能とされる。これによって、各機器を使用する際には、貯湯ユニット１４から供給される湯が用いられる。
【００５８】
このように、貯湯ユニット１４にある程度（本実施形態においては、規定量Ｖ１以上）の湯が溜まった場合には、水道１からの水ではなく、貯湯ユニット１４の湯を各機器で使用する。貯湯ユニット１４の湯を積極的に各機器で使用することによって、当該貯湯ユニット１４が満タンになり、燃料電池１０の発電が停止するのを防止することができる。また、各機器では、水ではなく湯を使用することで、衣類や食器等の洗浄効果の向上が期待できる。
【００５９】
制御装置１００は、図５に示すステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３に移行する。
【００６０】
ステップＳ１０３において、制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ２未満であるか否かを判定する。
ここで、規定量Ｖ２は、本発明に係る第二規定量の実施の一形態である。規定量Ｖ２は、規定量Ｖ１よりも少ない値で任意に設定可能な値である。例えば、規定量Ｖ２は、貯湯ユニット１４の全容量の１０（％）の量に設定される。
制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ２未満であると判定した場合、ステップＳ１０４に移行する。
制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ２以上であると判定した場合、本制御を終了し、再びステップＳ１０１に移行する。
【００６１】
ステップＳ１０４において、制御装置１００は、第一切替部６０の第二電磁弁６４を開くと共に、第一電磁弁６２を閉じる。
【００６２】
この状態においては、図４に示す初期状態と同様に、水道１からの水が第一配管Ｐ１及び第一切替部６０を介して各機器へと供給可能とされる。これによって、各機器を使用する際には、水道１から供給される水が用いられる。
【００６３】
このように、貯湯ユニット１４に溜まった湯がある程度（本実施形態においては、規定量Ｖ２未満）まで減った場合には、貯湯ユニット１４の湯ではなく、水道１からの水を各機器で使用する。貯湯ユニット１４の湯の使用を中止することによって、当該貯湯ユニット１４の湯が無くなり、湯が前述の洗面所やキッチン等で使用不可能となるのを防止することができる。
【００６４】
制御装置１００は、図５に示すステップＳ１０４の処理を行った後、本制御を終了し、再びステップＳ１０１に移行する。
【００６５】
なお、上記ステップＳ１０１において、規定量Ｖ１として貯湯ユニット１４の全容量の５０（％）という値を例示したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、当該規定量Ｖ１は任意に設定可能であり、また状況に応じて変更可能なものであっても良い。
【００６６】
例えば、制御装置１００が洗濯機３０の設定を検出し、当該洗濯機３０の設定に応じて規定量Ｖ１を変更する構成とすることも可能である。具体的には、洗濯機３０が衣類を洗う際にもすすぐ際にも湯を使用する設定である場合には、多くの湯が必要になるため、制御装置１００は規定量Ｖ１を貯湯ユニット１４の全容量の５０（％）に設定する。一方、洗濯機３０が衣類を洗う際にのみ湯を使用する（すすぐ際には水を使用する）設定である場合には、比較的少量の湯で足りるため、制御装置１００は規定量Ｖ１を貯湯ユニット１４の全容量の３０（％）に設定する。
【００６７】
また、制御装置１００は、燃料電池１０の学習機能に基づいて、規定量Ｖ１を変更する構成とすることも可能である。具体的には、制御装置１００は学習機能に基づいて、所定時間内に使用される予定の湯量に応じて規定量Ｖ１を変更する。すなわち、所定時間内に使用される予定の湯量が多い場合には規定量Ｖ１を大きい値に、所定時間内に使用される予定の湯量が少ない場合には規定量Ｖ１を小さい値にそれぞれ変更する。
【００６８】
さらに、制御装置１００は、燃料電池１０の学習機能に基づいて洗濯機３０の運転を制御する構成とすることも可能である。具体的には、制御装置１００は学習機能に基づいて、風呂２０が所定時間内に使用される予定である（すなわち、貯湯ユニット１４から多量の湯を風呂２０の浴槽２２へと供給する必要がある）と判定した場合には、衣類を洗う際にのみ洗濯機３０に湯を使用させる（すすぐ際には水を使用させる）。一方、制御装置１００は学習機能に基づいて、風呂２０が当面使用される予定はないと判定した場合には、衣類を洗う際にもすすぐ際にも洗濯機３０に湯を使用させる。
【００６９】
次に、図７及び図８を用いて、貯湯量Ｖに基づく湯張り装置２８の制御態様について説明する。
【００７０】
図７のステップＳ１１１において、制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ３以上であるか否かを判定する。
ここで、規定量Ｖ３は、規定量Ｖ１よりも多い値で任意に設定可能な値である。例えば、規定量Ｖ３は、貯湯ユニット１４の全容量（１００（％）の量）に設定される。
制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ３以上であると判定した場合、ステップＳ１１２に移行する。
制御装置１００は、貯湯ユニット１４の貯湯量Ｖが規定量Ｖ３未満であると判定した場合、本制御を終了し、再びステップＳ１１１に移行する。
【００７１】
ステップＳ１１２において、制御装置１００は、湯張り装置２８を作動させて、浴槽２２への湯張りを開始する。
【００７２】
この状態においては、図８に示すように、貯湯ユニット１４からの湯が第二配管Ｐ２を介して浴槽２２へと供給される。制御装置１００は、予め設定された量だけ浴槽２２に湯が貯溜されると、湯張り装置２８を停止させ、浴槽２２への湯張りを終了する。
【００７３】
このように、貯湯ユニット１４に大量に（本実施形態においては規定量Ｖ３以上、貯湯ユニット１４の全容量（満タン））湯が溜まった場合には、当該湯を浴槽２２へと移し、当該浴槽２２に湯を貯溜する。浴槽２２へと湯を移すことで、貯湯ユニット１４の空き容量を確保し、燃料電池１０の発電が停止するのを防止することができる。また、風呂２０を使用する場合には、当該浴槽２２に貯溜された湯を使用することができる。
【００７４】
なお、上記ステップＳ１１２において、浴槽２２に湯張りした場合、制御装置１００が自動開閉可能な浴槽２２の蓋を閉める制御を行う構成とすることも可能である。これによって、浴槽２２の湯温の低下を抑制することができる。
【００７５】
次に、図４、図９及び図１０を用いて、上述の如く制御装置１００によって自動的に浴槽２２への湯張り（図７及び図８参照）が行われた後の制御態様について説明する。
【００７６】
図９のステップＳ１２１において、制御装置１００は、所定の条件が成立したか否かを判定する。
ここで、「所定の条件」とは、（１）人（住居の居住者等）が風呂２０を当面使用しないか否か、（２）浴槽２２への湯張り終了後、所定時間が経過したか否か、又は（３）浴槽２２の湯の温度（湯温）が湯張り終了時点に比べて所定値以上低下したか否か、のいずれかである。
【００７７】
上記（１）人（住居の居住者等）が風呂２０を当面使用しないか否かの判定は、燃料電池１０の学習機能を用いてなされる。例えば、学習機能に基づいて、浴槽２２に湯が張られた時間から所定時間以内に風呂２０が使用される予定がない場合には、制御装置１００は居住者等が風呂２０を当面使用しないと判定する。
【００７８】
上記（２）浴槽２２への湯張り終了後、所定時間が経過したか否かの判定における「所定時間」は、任意に設定可能な値である。例えば、当該所定時間は２（時間）に設定される。
【００７９】
上記（３）浴槽２２の湯の温度（湯温）が湯張り終了時点に比べて所定値以上低下したか否かの判定における「所定値」は、任意に設定可能な値である。例えば、当該所定値は２（℃）に設定される。
【００８０】
制御装置１００は、上記（１）から（３）までのうち、いずれかの条件が成立したと判定した場合、ステップＳ１２２に移行する。
制御装置１００は、上記（１）から（３）までの条件がどれも成立していないと判定した場合、再度ステップＳ１２１の処理を行う。
【００８１】
ステップＳ１２２において、制御装置１００は、第一切替部６０の第一電磁弁６２を開くと共に、第二電磁弁６４を閉じる。また制御装置１００は、第二切替部７０の第三電磁弁７２を開くと共に、第四電磁弁７４を閉じる。また制御装置１００は、第三切替部８０の第五電磁弁８２を開くと共に、第六電磁弁８４を閉じる。また制御装置１００は、排水口２２ａを開く。
【００８２】
この状態においては、図１０に示すように、浴槽２２からの湯が排水口２２ａ、第三配管Ｐ３、第二切替部７０、第四配管Ｐ４、第三切替部８０、第六配管Ｐ６及び第一切替部６０を介して洗濯機３０及びトイレ５０へと供給可能とされる。これによって、当該洗濯機３０及びトイレ５０を使用する際には、浴槽２２から供給される湯が用いられる。
【００８３】
このように、浴槽２２に湯が張られている（貯溜されている）状態で所定の条件（上記（１）から（３）までのいずれか）が成立した場合には、水道１からの水や貯湯ユニット１４からの湯ではなく、浴槽２２の湯を洗濯機３０及びトイレ５０で使用することで、当該浴槽２２の湯を有効利用することができる。
【００８４】
すなわち、風呂２０を使用しない場合（上記（１）が成立した場合）には、浴槽２２に湯を貯溜したままにしておくと、当該湯が冷めて無駄になってしまう。また、浴槽２２の湯温が所定値以上低下した場合（上記（３）が成立した場合）には、当該湯温が風呂２０で使用するには低すぎる温度になってしまう。また、浴槽２２への湯張り終了後、所定時間が経過した場合（上記（２）が成立した場合）にも、浴槽２２の湯温が風呂２０で使用するには低すぎる温度になってしまうおそれがある。
【００８５】
したがって、上記（１）から（３）までのいずれかの条件が成立した場合には、浴槽２２の湯を洗濯機３０又はトイレ５０で使用可能とすることで、当該湯を無駄にすることなく有効利用することができる。
【００８６】
制御装置１００は、図９に示すステップＳ１２２の処理を行った後、ステップＳ１２３に移行する。
【００８７】
ステップＳ１２３において、制御装置１００は、人（住居の居住者等）が風呂２０を使用しているか否かを判定する。
具体的には、制御装置１００はシャワー２４が使用されている場合、人が風呂２０をしようしていると判定する。
制御装置１００は、人が風呂２０を使用していると判定した場合、ステップＳ１２４に移行する。
制御装置１００は、人が風呂２０を使用していないと判定した場合、再度ステップＳ１２３の処理を行う。
【００８８】
ステップＳ１２４において、制御装置１００は、第一切替部６０の第一電磁弁６２を閉じると共に、第二電磁弁６４を開く。また制御装置１００は、第二切替部７０の第三電磁弁７２を閉じると共に、第四電磁弁７４を開く。また制御装置１００は、第三切替部８０の第五電磁弁８２を閉じると共に、第六電磁弁８４を開くる。また制御装置１００は、排水口２２ａを閉じる。
【００８９】
この状態においては、図４に示す初期状態と同様に、水道１からの水が第一配管Ｐ１及び第一切替部６０を介して各機器へと供給可能とされる。これによって、各機器を使用する際には、水道１から供給される水が用いられる。
【００９０】
このように、浴槽２２の湯を洗濯機３０及びトイレ５０で使用可能とされている状態で風呂２０が使用された場合、当該浴槽２２から洗濯機３０及びトイレ５０への湯の供給を停止する。これによって、風呂２０を使用している人は、浴槽２２の湯を使用することができる。
【００９１】
なお、上記ステップＳ１２１においては、所定の条件として上記（１）から（３）までの条件を例示したが、本発明はこれに限るものではなく、任意の条件を設定することが可能である。当該条件としては、浴槽２２に貯溜された湯が無駄になるおそれがあること（本実施形態の如く、風呂２０（湯）が使用されない、湯温が下がってしまう等）を検出できるような条件が設定されることが望ましい。
【００９２】
また、上記ステップＳ１２２においては、制御装置１００が第一電磁弁６２、第三電磁弁７２、第五電磁弁８２及び排水口２２ａを開く制御を行う旨を説明したが、制御装置１００は、浴槽２２から洗濯機３０等へと湯が供給され、当該浴槽２２の湯が無くなった場合には、再び第一電磁弁６２、第三電磁弁７２、第五電磁弁８２及び排水口２２ａを閉じる制御を行っても良い。
【００９３】
また、上記ステップＳ１２３及びステップＳ１２４においては、制御装置１００は、風呂２０が使用されている場合には第一電磁弁６２、第三電磁弁７２、第五電磁弁８２及び排水口２２ａを閉じる制御を行う旨を説明したが、これに加えて、制御装置１００は湯張り装置２８を作動させて、浴槽２２へ湯を供給する構成とすることも可能である。これによって、第一電磁弁６２等が開かれている間に湯が使用され、浴槽２２の湯量が減っている場合には、再び浴槽２２の湯量を増やすことができる。
【００９４】
以上の如く、本実施形態に係る燃料電池排熱利用システムは、
発電時に発生する熱を用いて湧かされた湯を貯溜する貯湯ユニット１４を有する燃料電池１０と、
水道１から供給される水、及び貯湯ユニット１４から供給される湯を使用することが可能な機器（洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０）と、
水道１からの水又は貯湯ユニット１４からの湯のいずれか一方が前記機器へと供給可能となるように切り替える第一切替部６０（第一湯路切替手段）と、
貯湯ユニット１４に貯溜された湯の量が規定量Ｖ１（第一規定量）以上になった場合に、貯湯ユニット１４からの湯が前記機器へと供給可能となるように第一切替部６０を作動させる制御装置１００（制御手段）と、
を具備するものである。
このように構成することにより、貯湯ユニット１４に貯溜された湯を機器へと供給可能とすることで、当該湯を効率良く利用することができる。また、貯湯ユニット１４が満タンになって燃料電池１０による発電が行われなくなるのを防止することができ、発電効率の向上を図ることができる。
【００９５】
また、制御装置１００は、
貯湯ユニット１４に貯溜された湯の量が規定量Ｖ１より少ない規定量Ｖ２（第二規定量）未満になった場合に、水道１からの水が前記機器へと供給可能となるように第一切替部６０を切り替えるものである。
このように構成することにより、貯湯ユニット１４に貯溜された湯が意図せず無くなるのを防止することができる。
【００９６】
また、本実施形態に係る燃料電池排熱利用システムは、
貯湯ユニット１４からの湯を浴槽２２へと供給し、当該浴槽２２に湯を貯溜する湯張り装置２８（湯張り手段）をさらに具備し、
制御装置１００は、
貯湯ユニット１４に貯溜された湯の量が規定量Ｖ１より多い規定量Ｖ３（第三規定量）以上になった場合に、浴槽２２に湯を貯溜するように湯張り装置２８を作動させるものである。
このように構成することにより、貯湯ユニット１４が満タンになって燃料電池１０による発電が行われなくなるのを防止することができ、発電効率の向上を図ることができる。また、当該湯を浴槽２２で利用することで高効率化を図ることができる。
【００９７】
また、本実施形態に係る燃料電池排熱利用システムは、
浴槽２２からの湯を前記機器へと供給可能とする第二湯路切替手段（第一切替部６０、第二切替部７０及び第三切替部８０）をさらに具備し、
制御装置１００は、
所定の条件が成立した場合に、浴槽２２からの湯が前記機器へと供給可能となるように前記第二湯路切替手段を作動させるものである。
このように構成することにより、浴槽２２に貯溜された湯を機器へと供給可能とすることで、当該湯を効率よく利用することができる。
【００９８】
また、本実施形態に係る燃料電池排熱利用システムは、
浴槽２２を有する風呂２０の使用を検出する使用センサ２６（検出手段）をさらに具備し、
制御装置１００は、
風呂２０が使用された場合、浴槽２２からの湯が前記機器へと供給不能となるように前記第二湯路切替手段を作動させるものである。
このように構成することにより、風呂２０を使用する場合には、浴槽２２から機器へと湯が供給されるのを防止し、浴槽２２の湯が無くなるのを防止することができる。
【００９９】
なお、上記実施形態においては、制御装置１００によって湯張り装置２８が自動的に作動される構成を説明したが、当該湯張り装置２８は居住者等によって手動で作動させることも可能であり、当該居住者等の任意の時間に浴槽２２に湯を張ることができる。
【０１００】
また、本実施形態においては、本発明に係る検出手段（風呂の使用を検出するもの）としてシャワー２４の使用を検出する使用センサ２６を例示したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明に係る検出手段は風呂の使用を検出するものであれば良く、例えば風呂２０の照明の使用を検出するセンサ等であっても良い。
【０１０１】
また、本発明に係る制御手段は、本実施形態に係る制御装置１００に限るものではない。例えば、本実施形態においては燃料電池１０が有する制御部と制御装置１００とを別に設けたが、当該制御部と制御装置１００とを共通化することも可能である。
【０１０２】
また、本実施形態に係る各配管及び各切替部の構成は一例であり、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明に係る制御を実施することが可能であれば、任意に配管及び切替部を配置することが可能である。
【０１０３】
また、本発明に係る燃料電池としては、本実施形態の如く学習機能を有する燃料電池を用いることが望ましいが、種々の方式の燃料電池を用いることが可能である。
例えば、本発明に係る燃料電池として、学習機能を有さない燃料電池を用いることができる。このような場合には、家庭用エネルギー管理システム（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ，以下では「ＨＥＭＳ」と称する。）を導入し、当該ＨＥＭＳにより本実施形態における燃料電池１０の学習機能に相当する機能が発揮される構成としてもよい。
【０１０４】
また、本実施形態においては、本発明に係る機器として洗濯機３０、食器洗い機４０及びトイレ５０を例示したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、水や湯を使用するものであれば、任意の機器を用いることが可能である。
【０１０５】
また、浴槽２２に貯溜され、洗濯機３０等で使い切れなかった湯は、第二切替部７０の第四電磁弁７４を開くことで、下水道２へと排出することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１      水道
１０    燃料電池
１２    発電ユニット
１４    貯湯ユニット
２０    風呂
２２    浴槽
２６    使用センサ（検出手段）
２８    湯張り装置（湯張り手段）
３０    洗濯機（機器）
４０    食器洗い機（機器）
５０    トイレ（機器）
６０    第一切替部（第一油路切替手段）（第二油路切替手段）
７０    第二切替部（第二油路切替手段）
８０    第三切替部（第二油路切替手段）
１００  制御装置（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015064158.tif 000008
【図７】
2015064158.tif 000009
【図８】
2015064158.tif 000010
【図９】
2015064158.tif 000011
【図１０】
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