(57)【要約】【課題】燃料電池が長時間発電しない場合でも温水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制可能な燃料電池システムを提供すること。【解決手段】燃料電池システム１は、燃料電池２０と、燃料電池２０で発生した熱を奪う冷却水ｃを流す冷却水ライン２１と、冷却水ｃの熱を排熱回収水ｈに伝達する熱交換器３０と、排熱回収水ｈを蓄える貯湯槽４０と、熱交換器３０と貯湯槽４０との間で排熱回収水ｈを流す排熱回収水ライン３１と、冷却水ｃを昇温する昇温器５０と、冷却水ｃを燃料電池２０と熱交換器３０との間で循環させる冷却水ポンプ２２と、排熱回収水ｈを循環させる排熱回収水ポンプ３２と、燃料電池２０が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときに冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動して排熱回収水ｈを第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器５０を制御する制御装置６０とを備える。【選択図】図１
2009064753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素との電気化学的反応により発電し発熱する燃料電池と；
前記燃料電池で発生した熱を奪う冷却水を流す冷却水ラインと；
前記冷却水の熱を排熱回収水に伝達する熱交換器と；
前記排熱回収水を蓄える貯湯槽と；
前記熱交換器と前記貯湯槽との間で前記排熱回収水を流す排熱回収水ラインと；
前記冷却水ラインに配設され、前記冷却水ラインを流れる前記冷却水を昇温する昇温器と；
前記冷却水ライン内の前記冷却水を前記燃料電池と前記熱交換器との間で循環させる冷却水ポンプと；
前記排熱回収水ライン内の前記排熱回収水を循環させる排熱回収水ポンプと；
タイマーを有し、前記燃料電池が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときに、前記冷却水ポンプ及び前記排熱回収水ポンプを起動して前記排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように前記昇温器を制御する制御装置とを備える；
燃料電池システム。
【請求項２】
前記排熱回収水ライン内の前記排熱回収水の温度又は前記冷却水ライン内の冷却水の温度を検出する温度検出器を備え；
前記制御装置が、前記燃料電池が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときのほか、前記温度検出器で検出した温度が前記第１の所定の温度よりも低い第２の所定の温度以下になってから第２の所定の時間経過したときのいずれかの条件を満たしたときに、前記冷却水ポンプ及び前記排熱回収水ポンプを起動して前記排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように前記昇温器を制御する；
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
水素と酸素との電気化学的反応により発電し発熱する燃料電池と；
前記燃料電池で発生した熱を奪う冷却水を流す冷却水ラインと；
前記冷却水の熱を排熱回収水に伝達する熱交換器と；
前記排熱回収水を蓄える貯湯槽と；
前記熱交換器と前記貯湯槽との間で前記排熱回収水を流す排熱回収水ラインと；
前記冷却水ラインに配設され、前記冷却水ラインを流れる前記冷却水を昇温する昇温器と；
前記冷却水ライン内の前記冷却水を前記燃料電池と前記熱交換器との間で循環させる冷却水ポンプと；
前記排熱回収水ライン内の前記排熱回収水を循環させる排熱回収水ポンプと；
前記排熱回収水ライン内の前記排熱回収水の温度又は前記冷却水ライン内の冷却水の温度を検出する温度検出器と；
タイマーを有し、前記温度検出器で検出した温度が第２の所定の温度以下になってから第２の所定の時間経過したときに、前記冷却水ポンプ及び前記排熱回収水ポンプを起動して前記排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように前記昇温器を制御する制御装置とを備える；
燃料電池システム。
【請求項４】
前記排熱回収水ラインを流れる前記排熱回収水を前記貯湯槽に流入しないようにバイパスさせるバイパスラインと；
前記排熱回収水ラインを流れる前記排熱回収水を、前記貯湯槽に流入させるのと前記バイパスラインに流入させるのとを切り替える切替手段とを備え；
前記制御装置が、前記排熱回収水の昇温を開始するときには前記排熱回収水を前記バイパスラインに流入させるように前記切替手段を制御する；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御装置が、前記切替手段に流入する前記排熱回収水の温度が前記第１の所定の温度以上になるように、前記昇温器に流入する前記冷却水及び前記熱交換器に流入する前記排熱回収水の流量を調節するように構成された；
請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記制御装置が、前記切替手段に流入する前記排熱回収水が前記第１の所定の温度以上に昇温したときに前記排熱回収水を前記貯湯槽に流入させるように前記切替手段を制御する；
請求項４又は請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記貯湯槽に蓄えられていた前記排熱回収水が消費された分の水を前記貯湯槽に補給する補給水ラインと；
前記貯湯槽に補給された水量を検出する水量検出手段とを備え；
前記制御装置が、前記切替手段に流入する前記排熱回収水が前記第１の所定の温度以上に昇温したときに加え、前記水量検出手段で検出した水量に基づいて算出した前記貯湯槽内の前記排熱回収水の残留塩素濃度が所定の濃度以上となっているときに前記排熱回収水を前記貯湯槽に流入させるように前記切替手段を制御する；
請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記昇温器が、前記燃料電池及び前記商用電源に電気的に接続された電気ヒータであって、前記燃料電池で発電した電力が商用電源に逆潮流することを防ぐために前記燃料電池で発電した余剰電力を消費する逆潮流防止電気ヒータを兼ねる；
請求項１乃至請求項７のいずれか１項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】
本発明は燃料電池システムに関し、特に燃料電池が長時間発電しない場合であっても温水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素とを使用して、これらの電気化学的反応により発電する燃料電池は、発電の際に発熱する。燃料電池を備えるシステムのエネルギー利用効率を高めるため、燃料電池の発電の際に発生した熱を、媒体としての水に蓄えて任意の時間に利用することを可能にする貯湯槽と、燃料電池と貯湯槽との間の水を別系統とするために、燃料電池で発生した熱を奪う冷却水と貯湯槽に蓄熱する温水との熱交換を行う熱交換器とを備える燃料電池システムがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−０１２５６３（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
熱交換器と貯湯槽との間を流れる温水は、燃料電池で発生した熱を貯湯槽に運ぶ媒体であると共に、給湯や暖房等の熱需要において利用される。そして、燃料電池を長時間運転しない場合は、温水の温度が低下して温水中にレジオネラ属菌等の細菌類（以下単に「レジオネラ属菌」という。）が発生するおそれが生じることとなる。温水中にレジオネラ属菌が発生すると貯湯槽に蓄えられた温水を利用する際に感染する可能性が生じてしまう。
【０００４】
本発明は上述の課題に鑑み、燃料電池が長時間発電しない場合であっても温水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１に示すように、水素と酸素との電気化学的反応により発電し発熱する燃料電池２０と；燃料電池２０で発生した熱を奪う冷却水ｃを流す冷却水ライン２１と；冷却水ｃの熱を排熱回収水ｈに伝達する熱交換器３０と；排熱回収水ｈを蓄える貯湯槽４０と；熱交換器３０と貯湯槽４０との間で排熱回収水ｈを流す排熱回収水ライン３１と；冷却水ライン２１に配設され、冷却水ライン２１を流れる冷却水ｃを昇温する昇温器５０と；冷却水ライン２１内の冷却水ｃを燃料電池２０と熱交換器３０との間で循環させる冷却水ポンプ２２と；排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈを循環させる排熱回収水ポンプ３２と；タイマー６１を有し、燃料電池２０が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときに、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動して排熱回収水ｈを第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器５０を制御する制御装置６０とを備える。ここで「第１の所定の時間」は、典型的には、燃料電池の発電が行われなくなってから排熱回収水にレジオネラ属菌が繁殖するおそれが生じる状態になるまでの時間よりも短い時間（例えば、燃料電池の発電が行われなくなってから排熱回収水にレジオネラ属菌が繁殖するおそれが生じる状態になるまでの時間から、レジオネラ属菌の繁殖を抑制する措置を講ずるのに要する時間以上差し引いた時間）である。また、「第１の所定の温度」は、典型的には、排熱回収水の温度低下に伴い排熱回収水内に発生したレジオネラ属菌の滅菌が可能な温度以上の任意の温度である。
【０００６】
このように構成すると、燃料電池が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときに、冷却水ポンプ及び排熱回収水ポンプを起動して排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器を制御するので、排熱回収水中のレジオネラ属菌を滅菌することができ、排熱回収水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。なお、昇温器が冷却水ラインに配設されているので、排熱回収水系統がボイラー又は圧力容器として扱われることを回避しつつ排熱回収水を昇温することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の第２の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る燃料電池システム１において、排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈの温度又は冷却水ライン２１内の冷却水ｃの温度を検出する温度検出器６５を備え；制御装置６０が、燃料電池２０が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときのほか、温度検出器６５で検出した温度が第１の所定の温度よりも低い第２の所定の温度以下になってから第２の所定の時間経過したときのいずれかの条件を満たしたときに、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動して排熱回収水ｈを第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器５０を制御する。ここで「第２の所定の温度」は、典型的には、人体に影響を及ぼすほど排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が繁殖しうる温度である。また、「第２の所定の時間」は、典型的には、排熱回収水が滞留している状態で、第２の所定の温度以下になってから人体に影響を及ぼすほど排熱回収水中にレジオネラ属菌が繁殖するのに要する時間よりも短い任意の時間である。
【０００８】
このように構成すると、排熱回収水の温度又は冷却水の温度を検出する温度検出器を備えるので、排熱回収水の温度を正確に検出又は推定することができる。また、温度検出器で検出した温度が第１の所定の温度よりも低い第２の所定の温度以下になってから第２の所定の時間経過したときに、冷却水ポンプ及び排熱回収水ポンプを起動して排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器を制御するので、排熱回収水中のレジオネラ属菌を滅菌することができ、排熱回収水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の第３の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１に示すように、水素と酸素との電気化学的反応により発電し発熱する燃料電池２０と；燃料電池２０で発生した熱を奪う冷却水ｃを流す冷却水ライン２１と；冷却水ｃの熱を排熱回収水ｈに伝達する熱交換器３０と；排熱回収水ｈを蓄える貯湯槽４０と；熱交換器３０と貯湯槽４０との間で排熱回収水ｈを流す排熱回収水ライン３１と；冷却水ライン２１に配設され、冷却水ライン２１を流れる冷却水ｃを昇温する昇温器５０と；冷却水ライン２１内の冷却水ｃを燃料電池２０と熱交換器３０との間で循環させる冷却水ポンプ２２と；排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈを循環させる排熱回収水ポンプ３２と；排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈの温度又は冷却水ライン２１内の冷却水ｃの温度を検出する温度検出器６５と；タイマー６１を有し、温度検出器６５で検出した温度が第２の所定の温度以下になってから第２の所定の時間経過したときに、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動して排熱回収水ｈを第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器５０を制御する制御装置６０とを備える。
【００１０】
このように構成すると、排熱回収水の温度又は冷却水の温度を検出する温度検出器を備えるので、排熱回収水の温度を正確に検出又は推定することができる。また、温度検出器で検出した温度が第２の所定の温度以下になってから第２の所定の時間経過したときに冷却水ポンプ及び排熱回収水ポンプを起動して排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器を制御するので、排熱回収水中のレジオネラ属菌を滅菌することができ、排熱回収水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の第４の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システム１において、排熱回収水ライン３１を流れる排熱回収水ｈを貯湯槽４０に流入しないようにバイパスさせるバイパスライン３５と；排熱回収水ライン３１を流れる排熱回収水ｈを、貯湯槽４０に流入させるのとバイパスライン３５に流入させるのとを切り替える切替手段６２とを備え；制御装置６０が、排熱回収水ｈの昇温を開始するときには排熱回収水ｈをバイパスライン３５に流入させるように切替手段６２を制御する。
【００１２】
このように構成すると、排熱回収水の昇温を開始するときには排熱回収水をバイパスラインに流入させるように切替手段を制御するので、滞留していた排熱回収水ライン内の排熱回収水を迅速に昇温することができる。
【００１３】
また、本発明の第５の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第４の態様に係る燃料電池システム１において、制御装置６０が、切替手段６２に流入する排熱回収水ｈの温度が前記第１の所定の温度以上になるように、昇温器５０に流入する冷却水ｃ及び熱交換器３０に流入する排熱回収水ｈの流量を調節するように構成されている。
【００１４】
このように構成すると、冷却水及び排熱回収水の流量と昇温器の出力との調節によって排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温させることが可能となって、排熱回収水を第１の所定の温度以上に確実に昇温させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の第６の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第４の態様又は第５の態様に係る燃料電池システム１において、制御装置６０が、切替手段６２に流入する排熱回収水ｈが前記第１の所定の温度以上に昇温したときに排熱回収水ｈを貯湯槽４０に流入させるように切替手段６２を制御する。
【００１６】
このように構成すると、レジオネラ属菌の滅菌が完了した排熱回収水を貯湯槽に流入させることができる。また、滅菌のために温度を上昇させた排熱回収水を給湯や暖房等の熱需要において有効に利用することができる。
【００１７】
また、本発明の第７の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第６の態様に係る燃料電池システム１において、貯湯槽４０に蓄えられていた排熱回収水ｈが消費された分の水を貯湯槽４０に補給する補給水ライン４８と；貯湯槽４０に補給された水量を検出する水量検出手段６８とを備え；制御装置６０が、切替手段６２に流入する排熱回収水ｈが前記第１の所定の温度以上に昇温したときに加え、水量検出手段６８で検出した水量に基づいて算出した貯湯槽４０内の排熱回収水ｈの残留塩素濃度が所定の濃度以上となっているときに排熱回収水ｈを貯湯槽４０に流入させるように切替手段６２を制御する。ここで「所定の濃度」は、典型的には、排熱回収水中にレジオネラ属菌が発生することのない残留塩素濃度である。
【００１８】
このように構成すると、貯湯槽内の排熱回収水の残留塩素濃度が所定の濃度以上となっているときに排熱回収水ラインで第１の所定の温度以上に昇温させた排熱回収水を貯湯槽に流入させるので、貯湯槽に流入したのと入れ替わりで貯湯槽から排熱回収水ラインに流出した排熱回収水中に直ちにレジオネラ属菌が繁殖することを回避することができる。
【００１９】
また、本発明の第８の態様に係る燃料電池システムは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システム１において、昇温器５０が、燃料電池２０及び商用電源９８に電気的に接続された電気ヒータであって、燃料電池２０で発電した電力が商用電源９８に逆潮流することを防ぐために燃料電池２０で発電した余剰電力を消費する逆潮流防止電気ヒータを兼ねる。
【００２０】
このように構成すると、排熱回収水中の滅菌のための昇温器と逆潮流防止のための余剰電力消費電気ヒータとを兼用することができ、装置構成の単純化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、燃料電池が発電を行っていない状態が第１の所定の時間継続したときに、冷却水ポンプ及び排熱回収水ポンプを起動して排熱回収水を第１の所定の温度以上に昇温するように昇温器を制御するので、排熱回収水中のレジオネラ属菌を滅菌することができ、排熱回収水中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。なお、図１中、破線は制御信号を表す。
【００２３】
まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る燃料電池システム１の構成について説明する。図１は、燃料電池システム１の模式的系統図である。燃料電池システム１は、主要な機器として、燃料電池２０と、熱交換器３０と、貯湯槽４０と、昇温器としての電気ヒータ５０と、制御装置６０とを備えている。
【００２４】
燃料電池２０は、水素と酸素との電気化学的反応により発電し発熱するものであり、典型的には固体高分子型燃料電池である。燃料電池２０は、改質器（不図示）で生成された改質ガスｇを導入する燃料極２０ａと、酸化剤ガスｔを導入する空気極２０ｃと、電気化学的反応により発生した熱を奪う冷却部２０ｒとを含んで構成されている。改質器（不図示）は、原料とプロセス水とを導入し水蒸気改質反応により水素に富む改質ガスｇを生成する機器である。原料は、典型的には、メタン、エタン、ＬＰＧ等の鎖式炭化水素（天然ガスも含む）、あるいはメタノール、石油製品（灯油、ガソリン、ナフサ等）等の炭化水素を主成分とする混合物等の炭化水素系の原料である。改質ガスｇは、水素を４０％以上、典型的には７５％程度含み、一酸化炭素濃度がおよそ１０ｐｐｍ以下程度のガスである。酸化剤ガスｔは、典型的には空気である。燃料電池２０は、図では簡易的に示されているが、実際には、固体高分子膜を燃料極２０ａと空気極２０ｃとで挟んで単一のセルが形成され、このセルを冷却部２０ｒを介し複数枚積層して構成されている。
【００２５】
燃料電池２０では、燃料極２０ａに供給された改質ガスｇ中の水素が水素イオンと電子とに分解し、水素イオンが固体高分子膜を通過して空気極２０ｃに移動すると共に電子が燃料極２０ａと空気極２０ｃとを結ぶ導線を通って空気極２０ｃに移動して、空気極２０ｃに供給された酸化剤ガスｔ中の酸素と反応して水を生成し、この反応の際に発熱する。この反応で発生した熱は、冷却部２０ｒに供給される冷却水ｃによって除去される。換言すれば、燃料電池２０は冷却水ｃにより冷却される。また、この反応における、電子が導線を通ることにより、直流の電力を取り出すことができる。燃料電池２０は、直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナー（不図示）を介して、電気ヒータ５０、商用電源９８及び電力負荷９９とそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
熱交換器３０は、燃料電池２０を冷却する冷却水ｃと、燃料電池２０で発生した熱を貯湯槽４０に蓄える媒体である排熱回収水ｈとの間で熱交換を行う機器であり、典型的にはプレート型熱交換器が用いられる。熱交換器３０は、冷却水ｃと排熱回収水ｈとが混合することがないように構成されている。熱交換器３０は、燃料電池２０から受熱して温度が上昇した冷却水ｃと冷却水ｃよりも温度が低い排熱回収水ｈとがカウンターフローにより熱交換し、燃料電池２０で発生した熱を冷却水ｃから排熱回収水ｈに伝達するように構成されている。熱交換器３０を用いて冷却水ｃと排熱回収水ｈとを別系統の流れとすることにより、冷却水ｃ及び排熱回収水ｈの水質を個別に管理することが可能となる。
【００２７】
貯湯槽４０は、燃料電池２０における電気化学的反応の際に発生した熱を、排熱回収水ｈを媒体として蓄える機器である。貯湯槽４０は、典型的には鉛直方向に長く耐食性に富む容器で形成されている。鉛直方向に長く形成されていることにより、内部に貯留される排熱回収水ｈの温度が上部から下部に向かうにしたがって低くなる温度成層の形成が容易になる。なお、排熱回収水ｈを媒体として貯湯槽４０に蓄えられた熱は、給湯や暖房機器（床暖房やファンコイルユニット等）などの熱需要（不図示）にて任意の時間に利用される。貯湯槽４０には、蓄えられている排熱回収水ｈを温水として給湯や暖房機器などの熱需要に供給するための温水往管４２が上部に、暖房機器等で熱が利用されて温度が低下した温水を導入する温水還管４３が下部に、給湯等で消費された温水分の水を補充するために水（例えば市水等）を導入する補給水管４８が下部に、それぞれ接続されている。温水往管４２には、熱需要に向けて供給される排熱回収水ｈを加熱昇温する不図示の加熱器（例えば追い焚き器）が配設されていてもよい。補給水管４８には、貯湯槽４０に補充される水の量を計測する水量検出手段としての量水器６８が設けられている。なお、温水往管４２から導出された温水と補給水管４８から導入される水の量とが同じになる場合は、量水器６８を温水往管４２に設けることとしてもよい。
【００２８】
燃料電池２０の冷却部２０ｒと熱交換器３０とは、内部に冷却水ｃを流す冷却水ライン２１で接続されている。燃料電池２０と熱交換器３０とが冷却水ライン２１で接続されることにより、冷却水ｃがこれらの間を循環する循環流路が形成される。冷却水ライン２１は、燃料電池２０から熱交換器３０へと冷却水ｃを流す第１冷却水ライン２１Ａと、熱交換器３０から燃料電池２０へと冷却水ｃを流す第２冷却水ライン２１Ｂとを有している。以下、第１冷却水ライン２１Ａと第２冷却水ライン２１Ｂとを特に区別する必要がない場合はこれらを総称して単に「冷却水ライン２１」という。第１冷却水ライン２１Ａには電気ヒータ５０が挿入配置されている。第２冷却水ライン２１Ｂには冷却水ｃを循環させる冷却水ポンプ２２が挿入配置されている。なお、冷却水ポンプ２２は第１冷却水ライン２１Ａに挿入配置されてもよいが、燃料電池２０保護の観点から冷却部２０ｒが負圧になることを回避するために第２冷却水ライン２１Ｂに挿入配置されることが好ましい。
【００２９】
電気ヒータ５０は、商用電源９８あるいは燃料電池２０から電力の供給を受けて発熱し、冷却水ライン２１を流れる冷却水ｃの温度を上昇させる機器である。電気ヒータ５０は、熱交換器３０における熱交換ロス分第１の所定の温度よりも高い温度以上に冷却水ｃの温度を上昇させることができるように構成されている。つまり、電気ヒータ５０は、熱交換器３０で冷却水ｃと熱交換した排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上となるように、冷却水ｃの温度を上昇させることができるように構成されている。ここで「第１の所定の温度」は、排熱回収水ｈの温度低下に伴い排熱回収水ｈ内に発生したレジオネラ属菌の滅菌が可能な温度であり、本実施の形態では滅菌が可能な温度のうち約６０〜８０℃（好ましくは７０〜７５℃）としている。
【００３０】
また、電気ヒータ５０は、燃料電池２０で発電した電力よりも電力負荷９９における消費電力が小さいときに、燃料電池２０で発電した余剰電力を消費する逆潮流防止電気ヒータとしても機能する。すなわち電気ヒータ５０は、燃料電池２０から余剰電力が発生するときは燃料電池２０から電力の供給を受けて発熱し、燃料電池２０の発電がないときは商用電源９８から電力の供給を受けて発熱するように、燃料電池２０及び商用電源９８と電気的に接続されている。
【００３１】
熱交換器３０と貯湯槽４０とは、内部に排熱回収水ｈを流す排熱回収水ライン３１で接続されている。熱交換器３０と貯湯槽４０とが排熱回収水ライン３１で接続されることにより、排熱回収水ｈがこれらの間を循環する循環流路が形成される。排熱回収水ライン３１は、熱交換器３０から貯湯槽４０へと排熱回収水ｈを流す第１排熱回収水ライン３１Ａと、貯湯槽４０から熱交換器３０へと排熱回収水ｈを流す第２排熱回収水ライン３１Ｂとを有している。以下、第１排熱回収水ライン３１Ａと第２排熱回収水ライン３１Ｂとを特に区別する必要がない場合はこれらを総称して単に「排熱回収水ライン３１」という。第１排熱回収水ライン３１Ａは、好ましくは貯湯槽４０の上部で、より好ましくは貯湯槽４０の頂部で貯湯槽４０に接続されており、第２排熱回収水ライン３１Ｂは、好ましくは貯湯槽４０の下部で、より好ましくは貯湯槽４０の底部で貯湯槽４０に接続されている。このように接続されることで、貯湯槽４０の内部に貯留される排熱回収水ｈの温度成層の形成が容易になる。第２排熱回収水ライン３１Ｂには排熱回収水ｈを循環させる排熱回収水ポンプ３２が挿入配置されている。なお、排熱回収水ポンプ３２は第１排熱回収水ライン３１Ａに挿入配置されてもよい。
【００３２】
第１排熱回収水ライン３１Ａと、排熱回収水ポンプ３２よりも上流側の第２排熱回収水ライン３１Ｂとは、バイパスライン３５で接続されている。バイパスライン３５は、第１排熱回収水ライン３１Ａを流れる排熱回収水ｈを、貯湯槽４０に流入させずに（貯湯槽４０をバイパスして）第２排熱回収水ライン３１Ｂへ導く流路である。第１排熱回収水ライン３１Ａとバイパスライン３５との接続部分には、第１排熱回収水ライン３１Ａを流れる排熱回収水ｈを貯湯槽４０に流入させるのと、貯湯槽４０をバイパスして第２排熱回収水ライン３１Ｂに流入させるのとを切り替える切替手段としての三方弁６２が配設されている。三方弁６２は、三方弁６２と貯湯槽４０との間の距離ができるだけ短くなるように配設されていることが好ましい。三方弁６２は制御装置６０からの信号を受信して電動で流路を切り替えることができるように構成されている。第１排熱回収水ライン３１Ａには、三方弁６２の直近上流に、排熱回収水ｈの温度を検出する温度検出器としての温度センサ６５が設けられている。
【００３３】
制御装置６０は、燃料電池システム１の運転を制御する。制御装置６０は燃料電池２０と信号ケーブルで接続されており、燃料電池２０が発電を行っているか否かの信号を受信できるように構成されている。また、制御装置６０は電気ヒータ５０と信号ケーブルで接続されており、電気ヒータ５０への通電の有無を制御できるように構成されている。また、制御装置６０は冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２の発停や回転数をそれぞれ制御することができるように構成されている。また、制御装置６０は三方弁６２と信号ケーブルで接続されており、信号を送信して三方弁６２の流路を切り替えることができるように構成されている。また、制御装置６０は温度センサ６５と信号ケーブルで接続されており、温度センサ６５から温度信号を受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は量水器６８と信号ケーブルで接続されており、量水器６８から水量信号を受信することができるように構成されている。また、制御装置６０は、時間を計測することができるタイマー６１を有している。
【００３４】
燃料電池システム１は、電気ヒータ５０が、上述のように第１冷却水ライン２１Ａに挿入配置されており、排熱回収水ライン３１には挿入配置されていない。したがって、加熱装置のない貯湯槽４０を含む排熱回収水系統がボイラー又は圧力容器としての扱いを受けない。これにより、燃料電池システム１の取り扱いが簡便になる。
【００３５】
引き続き図１を参照して、燃料電池システム１の作用を説明する。まず、燃料電池システム１の定常時（レジオネラ属菌の繁殖を抑制する制御を行わない時）の作用について説明する。電力負荷９９において電力需要が発生すると、制御装置６０は燃料電池２０が発電を行うように燃料電池システム１を制御する。このとき燃料電池２０には、燃料極２０ａに改質ガスｇが導入され、空気極２０ｃに酸化剤ガスｔが導入されて、燃料電池２０では改質ガスｇ中の水素と酸化剤ガスｔ中の酸素との電気化学的反応により発電が行われる。燃料電池２０で発電された電力は直流電力であるため、パワーコンディショナー（不図示）にて交流電力に変換された後に電力需要９９に供給される。制御装置６０は、典型的には電力需要９９における消費電力よりも所定の容量（例えば１００ｗ）だけ少ない電力を燃料電池２０で発電するように燃料電池２０に導入される改質ガスｇ及び酸化剤ガスｔの流量を制御する。電力需要９９が燃料電池２０から電力の供給を受けてなお不足する電力は、商用電源９８から供給を受けることで補われる。燃料電池２０は、その性質上、電力需要の急峻な変動に追従することが困難であるため、電力需要９９における消費電力よりも所定の容量だけ少ない電力を発電することにより、燃料電池２０で発電した電力が商用電源系統に逆潮流することを防いでいる。なお、仮に燃料電池２０における発電電力が電力需要９９の消費電力を上回った場合、制御装置６０は上回った分の電力（余剰電力）を電気ヒータ５０に通電し、熱に変換することで余剰電力を逆潮流させずに消費させる。
【００３６】
燃料電池２０は、発電が行われるのに伴い熱が発生する。制御装置６０は、改質ガスｇ及び酸化剤ガスｔが燃料電池２０に導入されたら、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動する。また、制御装置６０は、三方弁６２に信号を送信して、当初は排熱回収水ｈがバイパスライン３５を流れるように三方弁６２の通水方向を設定し、温度センサ６５で検出された温度が熱需要で利用可能な第３の所定の温度（例えば４５〜５０℃の任意の温度）以上のときは貯湯槽４０に流入するように三方弁６２の通水方向を切り替える。冷却水ポンプ２２が起動されることにより冷却水ｃが冷却水ライン２１を循環する。これにより、燃料電池２０の冷却部２０ｒに導入された冷却水ｃは燃料電池２０から熱を奪って温度が上昇し、他方、燃料電池２０は冷やされる。燃料電池２０は、冷却水ｃで冷却されることにより発電に適した温度（典型的には６０℃〜８０℃）に維持される。燃料電池２０の熱を奪って温度が上昇した冷却水ｃは、熱交換器３０で排熱回収水ｈと熱交換して燃料電池２０を冷却可能な程度に温度が低下し、他方、排熱回収水ｈの温度は上昇する。温度が低下した冷却水ｃは、再び冷却部２０ｒに導入されて燃料電池２０で発生した熱を奪う、というように冷却水ライン２１を循環する。なお、燃料電池２０で発電した電力に余剰電力が発生した場合は、その余剰電力は電気ヒータ５０に通電されることとなり、燃料電池２０で温度が上昇した冷却水ｃが電気ヒータ５０で受熱してさらに温度が上昇した後に熱交換器３０に導入される。
【００３７】
熱交換器３０で冷却水ｃと熱交換することにより温度が上昇した排熱回収水ｈは、その後貯湯槽４０の上部に流入する。他方、貯湯槽４０の下部からは、熱交換器３０に導入される冷却水ｃよりも温度が低い排熱回収水ｈが導出される。貯湯槽４０の下部から導出された排熱回収水ｈは、熱交換器３０に導入され、冷却水ｃと熱交換を行って温度が上昇する。貯湯槽４０には温度が高い排熱回収水ｈが上部から導入されることにより、温度成層が形成される。なお、形成された温度成層をできるだけ乱さないようにする観点から、貯湯槽４０に導入される排熱回収水ｈの動圧はできるだけ小さい方がよい。
【００３８】
貯湯槽４０に蓄えられた温度が高い排熱回収水ｈは、温水往管４２を介して給湯や暖房機器（床暖房やファンコイルユニット等）などの熱需要（不図示）に温水として供給される。熱需要に供給される温水の温度が熱需要において利用される温度よりも低下している場合は、加熱器（不図示）で加熱される。熱需要に供給された温水は、例えば、暖房機器等の熱を利用して物質としての水を消費しない場所に供給された場合は、暖房機器等において熱が利用されて温度が低下した後に温水還管４３を介して貯湯槽４０の下部に戻される。給湯等の物質としての水の消費を伴う場所に供給された場合は、給湯等に利用されて消費された分の水が補給水管４８を介して貯湯槽４０の下部に補充される。これらにより、貯湯槽４０の下部から流出する排熱回収水ｈは、熱交換器３０に導入される冷却水ｃよりも温度が低くなる。貯湯槽４０に補給された水量の情報は、信号として制御装置６０に送信される。
【００３９】
電力負荷９９の消費電力が燃料電池２０の最低発電電力（例えば３００ｗ）を下回ると、制御装置６０は、燃料電池２０への改質ガスｇ及び酸化剤ガスｔの導入を停止させて燃料電池２０が発電を行わないようにする。また、制御装置６０は、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を停止して、冷却水ライン２１中の冷却水ｃの循環及び排熱回収水ライン３１中の排熱回収水ｈの循環を停止させる。冷却水ｃ及び排熱回収水ｈの循環が停止すると、冷却水ｃ及び排熱回収水ｈの熱が大気に放熱され、時間経過にしたがって冷却水ｃ及び排熱回収水ｈの温度が低下していく。排熱回収水ｈが排熱回収水ライン３１中に長時間滞留したまま温度が低下すると、排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が繁殖するおそれがある。燃料電池システム１は、レジオネラ属菌が繁殖するおそれが生じる程度の長時間にわたって燃料電池２０の発電が行われない場合であってもレジオネラ属菌の繁殖を抑制するため、以下のような制御を行う。
【００４０】
図２は、排熱回収水ｈ中のレジオネラ属菌の繁殖を抑制する制御を説明するフローチャートである。制御装置６０は、燃料電池２０が発電を行わなくなるとタイマー６１により時間の計測を開始する（ＳＴ１）。そして、制御装置６０は、燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する（ＳＴ２）。ここで「第１の所定の時間」は、典型的には、燃料電池２０の発電が行われなくなってから排熱回収水ｈにレジオネラ属菌が繁殖するおそれが生じる状態になるまでの時間（本実施の形態では１００時間）から、後述のレジオネラ属菌の繁殖を抑制する措置を講ずるのに要する時間以上差し引いた時間である。燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する工程（ＳＴ２）において、第１の所定の時間継続していないときは、温度センサ６５から受信した信号に基づいて、排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下であるか否かを判断する（ＳＴ３）。ここで「第２の所定の温度」は、人体に影響を及ぼすほど排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が繁殖しうる温度であり、例えば５０℃程度に設定される。排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下であるか否かを判断する工程（ＳＴ３）において、第２の所定の温度以下でなければ燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する工程（ＳＴ２）に戻る。
【００４１】
他方、排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下であるか否かを判断する工程（ＳＴ３）において第２の所定の温度以下であるときは、排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ４）。排熱回収水ｈ中には排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下になった途端にレジオネラ属菌が繁殖するのではなく、第２の所定の温度以下での滞留（水の動きがない状態）が続くとレジオネラ属菌が繁殖するという背景のもと、「第２の所定の時間」は排熱回収水ｈが滞留している状態で、第２の所定の温度以下になってから人体に影響を及ぼすほど排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が繁殖するのに要する時間よりも短い任意の時間である。第２の所定の時間は、短すぎると後述する電気ヒータ５０の消費電力が嵩んで省エネルギーに反し、長すぎるとレジオネラ属菌の繁殖を許す危険性が高まるという事情を考慮して設定するとよい。本実施の形態では、燃料電池２０の発電が行われなくなったときの排熱回収水ｈの温度が例えば約７５℃であり、燃料電池２０の発電が行われなくなってから排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が繁殖するおそれが生じるまでの時間が約１００時間であるとした場合において、燃料電池２０の発電が行われなくなってから排熱回収水ｈの温度が５０℃に低下するまで１３時間要するとした場合、第２の所定の時間は例えば２０時間に設定される。
【００４２】
排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ４）において、第２の所定の時間が経過していないときは、再度排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ４）に戻る。なお、排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ４）において、第２の所定の時間が経過していないときであって、第２の所定の時間が経過する前に燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続することとなる場合は、排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ４）ではなく、燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する工程（ＳＴ２）に戻る。
【００４３】
燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する工程（ＳＴ２）において第１の所定の時間継続しているとき、又は排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ４）において第２の所定の時間が経過しているときは、制御装置６０は、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動すると共に電気ヒータ５０をＯＮにする（ＳＴ５）。このとき、燃料電池２０は発電を行っていないため、電気ヒータ５０は商用電源９８から電力の供給を受ける。次に制御装置６０は、三方弁６２を、排熱回収水ｈがバイパスライン３５に流入するように切り替える（ＳＴ６）。既に排熱回収水ｈがバイパスライン３５に流入するように三方弁６２が切り替わっているときはその状態を維持すればよい。
【００４４】
冷却水ポンプ２２の起動により冷却水ｃが循環を始めると、冷却水ｃは、燃料電池２０に流入しても発電が行われていないため温度の上昇はないが、電気ヒータ５０において受熱して温度が上昇した後に熱交換器３０に流入する。他方、排熱回収水ポンプ３２の起動により熱交換器３０に流入した排熱回収水ｈは、温度が上昇した冷却水ｃから受熱して温度が上昇していく。このとき制御装置６０は、排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温するように電気ヒータ５０の出力を制御する。なお、「第１の所定の温度」は、上述のように、排熱回収水ｈの温度低下に伴い排熱回収水ｈ内に発生したレジオネラ属菌の滅菌が可能な温度以上の温度であり、例えば約６０℃、７０℃、７５℃等状況に応じて設定可能である。そして、制御装置６０は、排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温し、かつ、その状態（第１の所定の温度以上に昇温した状態）で第３の所定の時間が経過したか否かを判断する（ＳＴ７）。「第３の所定の時間」は、排熱回収水ｈを第１の所定の温度としたときにレジオネラ属菌の滅菌が完了するまでに要する時間である。発生したレジオネラ属菌が死滅するのに要する時間は温度によって異なる。例えば、第１の所定の温度を６０℃とした場合は第３の所定の時間は約１５分であり、第１の所定の温度を７５℃とした場合は第３の所定の時間は数秒（例えば約５秒）である。このとき、排熱回収水ライン３１を循環する排熱回収水ｈは、貯湯槽４０をバイパスしているので、排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈの温度を迅速に上昇させることができ、レジオネラ属菌繁殖の抑制に資することとなる。排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温したことは、温度センサ６５で検出することにより判断することができるが、電気ヒータ５０や熱交換器３０の特性を考慮に入れつつ昇温するまでの時間をあらかじめ計測しておいてその時間が経過したことにより判断してもよい。排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈを、第１の所定の温度以上に昇温した状態で第３の所定の時間が経過すると、仮に排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が発生していたとしても滅菌が完了していることとなる。本実施の形態ではさらに以下の制御を続ける。
【００４５】
排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温した状態で第３の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ７）において、条件を満たしていない場合は再び排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温した状態で第３の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ７）に戻る。他方、条件を満たしている場合は、制御装置６０は三方弁６２を排熱回収水ｈが貯湯槽４０に流入するように切り替える（ＳＴ８）。すると、熱交換器３０で冷却水ｃから受熱して温度が上昇した排熱回収水ｈは貯湯槽４０にその上部から流入し、貯湯槽４０の下部から流出した排熱回収水ｈは排熱回収水ライン３１に流入する。三方弁６２を切り替えることにより、滅菌のために熱需要で必要な温度以上に昇温された排熱回収水ｈを、給湯や暖房等の熱需要に有効利用することができる。なお、排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈを第１の所定の温度以上に昇温した状態で第３の所定の時間経過させるために、第１の所定の温度の設定温度に応じて以下のような措置を講ずることができる。
【００４６】
第１の措置として、第１の所定の温度を７５℃に設定し、第３の所定の時間が５秒となった場合、電気ヒータ５０の出力を上げることに代えて又は電気ヒータ５０の出力を上げることと共に、制御装置６０は電気ヒータ５０に流入する冷却水ｃ及び熱交換器３０に流入する排熱回収水ｈの流量を定常運転時の流量よりも減少させて流速を低下させ、排熱回収水ｈが熱交換器３０で７５℃（第１の所定の温度）に昇温されるようにし、かつ、排熱回収水ｈが７５℃に昇温されてから三方弁６２に流入するまでの所要時間を５秒（第３の所定の時間）以上とすることができる。この場合、実質的に排熱回収水ｈをバイパスライン３５に流入させることなく貯湯槽４０に流入させることが可能となる。一般に、温水往管４２を介して供給される温水の温度は第１の所定の温度よりも低くて足りるため（例えば４５℃）、燃料電池システム１の定常運転時における三方弁６２を貯湯槽４０方向に切り替える排熱回収水ｈの温度（蓄熱開始温度）は４５〜５０℃に設定されているところ、図２に示すレジオネラ属菌の繁殖を抑制する制御においてこの第１の措置を講ずれば、三方弁６２の切り替え温度を定常運転時の設定温度である４５〜５０℃から滅菌制御時の設定温度である７５℃へ実質的に変更しなくて済む。
【００４７】
第２の措置として、第１の所定の温度を６０℃に設定し、第３の所定の時間が１５分となった場合、冷却水ｃ及び排熱回収水ｈの流量を定常運転時の流量のままとすることができる。この場合、排熱回収水ｈが熱交換器３０で６０℃（第１の所定の温度）に昇温されてから三方弁６２に流入するまでの所要時間が１５分（第３の所定の時間）よりも短くなるため、図２のフロー図（ＳＴ７）に示したとおり、制御装置６０は、排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈが６０℃（第１の所定の温度）以上に昇温し、かつ、その状態で１５分（第３の所定の時間）が経過した後に、排熱回収水ｈが貯湯槽４０に流入するように三方弁６２を切り替える。
【００４８】
上記第１の措置又は第２の措置のような制御により排熱回収水ｈが貯湯槽４０に流入するように三方弁６２を切り替えて（ＳＴ８）排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈが貯湯槽４０内の排熱回収水ｈと入れ替わったら、制御装置６０は、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を停止すると共に電気ヒータ５０をＯＦＦにする（ＳＴ９）。
【００４９】
以上の図２を参照して説明したレジオネラ属菌の繁殖を抑制するフローの各工程において、電力需要が発生する等により燃料電池２０の発電が開始された場合は、このレジオネラ属菌の繁殖を抑制する制御がリセットされる。燃料電池２０の発電の開始に際し燃料電池システム１が起動して、排熱回収水ｈの滞留状態が解除されると共に、燃料電池２０の発熱により排熱回収水ｈが昇温されるからである。以上、図２に示した制御により、燃料電池システム１は、レジオネラ属菌が繁殖するおそれが生じる程度の長時間燃料電池２０の発電が行われない場合であってもレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【００５０】
なお、レジオネラ属菌の繁殖を抑制する制御として、図２に示すフローチャートにおいて、排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下であるか否かを判断する工程（ＳＴ３）及び排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下となってから滞留している状態で第２の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ４）を省略して、燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する工程（ＳＴ２）において、第１の所定の時間継続していないときの後に直接冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を起動すると共に電気ヒータ５０をＯＮにする工程（ＳＴ５）に進むシーケンス（以下「第１変形例のシーケンス」という。）とするように制御装置６０を構成してもよい。また、図２に示すフローチャートにおいて、燃料電池２０の発電が行われていない状態が第１の所定の時間継続したか否かを判断する工程（ＳＴ２）を省略して、時間の計測を開始する工程（ＳＴ１）の後に直接排熱回収水ｈが第２の所定の温度以下であるか否かを判断する工程（ＳＴ３）に進むシーケンス（以下「第２変形例のシーケンス」という。）とするように制御装置６０を構成してもよい。また、図２に示すフローチャートにおいて、排熱回収水ｈが貯湯槽４０に流入するように三方弁６２を切り替える工程（ＳＴ８）を省略して、排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温した状態で第３の所定の時間が経過したか否かを判断する工程（ＳＴ７）において、条件を満たしている場合に直接冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を停止すると共に電気ヒータ５０をＯＦＦにする工程（ＳＴ９）に進むシーケンス（以下「第３変形例のシーケンス」という。）とするように制御装置６０を構成してもよい。さらに、第１変形例のシーケンス又は第２変形例のシーケンスに対して第３変形例のシーケンスを適用したシーケンスとするように制御装置６０を構成してもよい。
【００５１】
なお、三方弁６２を切り替える工程（ＳＴ８）を省略する場合は、冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を停止すると共に電気ヒータ５０をＯＦＦにする工程（ＳＴ９）の後、典型的には、時間の計測を開始する工程（ＳＴ１）に戻り（不図示）、以下上記の制御と同様の制御を行う。この場合、排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈの温度が燃料電池２０を停止した直後の温度と同等の温度まで昇温していることに鑑み、図２に示す各工程において、「燃料電池２０の発電が行われなくなったとき」を「冷却水ポンプ２２及び排熱回収水ポンプ３２を停止すると共に電気ヒータ５０をＯＦＦにする工程（ＳＴ９）が完了したとき」と読み替えることができる。
【００５２】
また、図２に示すレジオネラ属菌の繁殖を抑制する制御のフローの、三方弁６２を切り替える工程（ＳＴ８）に移行する前提となる工程（ＳＴ７）の条件として、排熱回収水ライン３１に滞留していた排熱回収水ｈが第１の所定の温度以上に昇温した状態で第３の所定の時間が経過したことに加え、燃料電池２０の発電を停止してから量水器６８で検出された水量が所定の水量以上となっていることを加重してもよい。所定の水量は、補給水管４８から市水が貯湯槽４０に流入することにより、貯湯槽４０内の水が、レジオネラ属菌が繁殖しない程度の残留塩素が含まれる状態となるような水量である。つまり、この加重の条件は、「量水器６８で検出した水量に基づいて算出した貯湯槽４０内の排熱回収水ｈの残留塩素濃度が所定の濃度以上となっている」ことと見ることもできる。ここで「所定の濃度」は、典型的には排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が発生することのない残留塩素濃度である。残留塩素は、典型的には遊離残留塩素であるが、数値を換算して結合残留塩素を基準としてもよい。あるいは排熱回収水ｈ中にレジオネラ属菌が発生することのない濃度であれば遊離残留塩素と結合残留塩素との両方を基準としてもよい。燃料電池２０における発電が継続して行われていない場合であっても、貯湯槽４０内に貯留されている排熱回収水ｈに熱が蓄えられていれば、熱需要（不図示）において熱が利用され得る。給湯として利用されれば供給された温水（排熱回収水ｈ）は利用先で消費され、消費された分に相当する水量が補給水管４８を介して貯湯槽４０に導入される。補給水管４８を介して供給される水は塩素が添加されている市水であり、レジオネラ属菌の発生を抑制する効果がある。制御装置６０は、あらかじめ記憶されているその地域（燃料電池システム１が設置される地域）の市水の残留塩素濃度と、貯湯槽４０の容量と、量水器６８により検出された貯湯槽４０に導入された補給水（市水）の量とに基づいて貯湯槽４０内の排熱回収水ｈ中の残留塩素濃度を算出する。
【００５３】
日常の燃料電池システム１の運転状況で、貯湯槽４０内の排熱回収水ｈの熱需要における消費があり、貯湯槽４０内の排熱回収水ｈがレジオネラ属菌が繁殖しないフレッシュな水であることが明らかである場合には貯湯槽４０内の水の残留塩素濃度を確認しなくてもよいが、上記の条件を加重することにより、排熱回収水ライン３１内の排熱回収水ｈを、レジオネラ属菌が繁殖することのない、残留塩素を保持した水に確実に置換することが可能になる。なお、この置換により、それまで排熱回収水ライン３１内に滞留していた排熱回収水ｈは、昇温されて滅菌された後に貯湯槽４０に流入して消費されることになる。このようにすると、レジオネラ属菌が繁殖しやすい古い水を系外に排出して、レジオネラ属菌が繁殖しにくい新鮮な水を系内に取り込むことができる。排熱回収水ライン３１内に滞留していた排熱回収水ｈが貯湯槽４０に蓄えられていた新鮮な水で完全に置換されたか否かは、例えば、排熱回収水ポンプ３２の起動により排熱回収水ライン３１内を流れる排熱回収水ｈの流速に基づいて、排熱回収水ｈが貯湯槽４０の下部から出て排熱回収水ライン３１を流れ貯湯槽４０へ上部から流入するまでに要する時間をあらかじめ求めておき、その時間が経過したか否かにより判断することができる。
【００５４】
以上の説明では、燃料電池２０が固体高分子型燃料電池であるとしたが、りん酸型燃料電池等の固体高分子型燃料電池以外の燃料電池であってもよい。しかしながら、固体高分子型燃料電池とすると、比較的低温で運転することができ、装置を小型化できるので、一般家庭等に設置するのに適している。
【００５５】
以上の説明では、昇温器が電気ヒータ５０であるとしたが、ガス等の燃料を燃焼させて生じた熱により水温を上昇させる機器（例えば湯沸かし器）であってもよい。しかしながら、電気ヒータ５０とすると、構成がシンプルになるし、逆潮流防止ヒータと兼用することができるので装置の小型化を図ることができるので好ましい。
【００５６】
以上の説明では、切替手段が三方弁６２であるとしたが、バイパスライン３５の接続点よりも下流側の第１排熱回収水ライン３１Ａとバイパスライン３５とにそれぞれ制御装置６０と信号ケーブルで接続された二方弁を挿入配置することにより、第１排熱回収水ライン３１Ａを流れる排熱回収水ｈを貯湯槽４０に流入させるのと、貯湯槽４０をバイパスして第２排熱回収水ライン３１Ｂに流入させるのとを切り替えるように構成してもよい。
【００５７】
以上の説明では、温度検出器６５が排熱回収水ライン３１に設けられているとして説明したが、冷却水ライン２１（好ましくは熱交換器３０の出口付近の冷却水ライン２１）に設けられていてもよい。温度検出器６５が冷却水ライン２１に設けられていても、電気ヒータ５０や熱交換器３０の特性をあらかじめ把握しておくことにより、排熱回収水ｈの温度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池システムの模式的系統図である。
【図２】排熱回収水中の菌繁殖を抑制する制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１    燃料電池システム
２０  燃料電池
２１  冷却水ライン
２２  冷却水ポンプ
３０  熱交換器
３１  排熱回収水ライン
３２  排熱回収水ポンプ
３５  バイパスライン
４０  貯湯槽
４８  補給水ライン
５０  昇温器
６０  制御装置
６１  タイマー
６２  切替手段
６５  温度検出器
６８  水量検出器
９８  商用電源
ｃ    冷却水
ｈ    排熱回収水
【図１】
2009064753.tif 000003
【図２】
2009064753.tif 000004