(57)【要約】【課題】  ヒートポンプの運転負荷を適切に制御することができる熱電併給装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】  熱電併給装置（１００）は、燃料電池（１７）と燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器（１９）とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機（２３）と圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器（２４）と、を備えるヒートポンプと、第１熱交換器（１９）および第２熱交換器（２４）を通過し内部を貯湯用水が流動する水循環回路（３０）と、第２熱交換器において冷媒から熱を受け取った貯湯用水の温度を検出する温度センサ（３３）と、温度センサの検出結果に応じて圧縮機への供給電力を制御する制御部（４０）と、を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、前記燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器と、を備える燃料電池システムと、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器と、を備えるヒートポンプと、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を経由し、内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、
前記第２熱交換器において前記冷媒から熱を受け取った前記貯湯用水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に応じて、前記圧縮機への供給電力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする熱電併給装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記貯湯用水の温度が高いほど、前記圧縮機への供給電力を低下させることを特徴とする請求項１記載の熱電併給装置。
【請求項３】
燃料電池と、前記燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器と、を備える燃料電池システムと、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器と、を備えるヒートポンプと、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を経由し、内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、
前記燃料電池への要求電力に応じて、前記圧縮機への供給電力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする熱電併給装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記要求電力が増加する際には、前記圧縮機への供給電力を低下させることを特徴とする請求項３記載の熱電併給装置。
【請求項５】
前記水循環回路において、前記第１熱交換器は、前記第２熱交換器よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱電併給装置。
【請求項６】
燃料電池と前記燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機と前記圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器とを備えるヒートポンプと、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を経由し内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、前記第２熱交換器において前記冷媒から熱を受け取った前記貯湯用水の温度を検出する温度センサと、を備える熱電併給装置の制御方法であって、
前記温度センサの検出結果に応じて前記圧縮機への供給電力を制御する制御ステップを含むことを特徴とする熱電併給装置の制御方法。
【請求項７】
前記制御ステップは、前記貯湯用水の温度が高いほど前記圧縮機への供給電力を低下させるステップであることを特徴とする請求項６記載の熱電併給装置の制御方法。
【請求項８】
燃料電池と前記燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機と前記圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器とを備えるヒートポンプと、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器を経由し内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、を備える熱電併給装置の制御方法であって、
前記燃料電池への要求電力に応じて前記圧縮機への供給電力を制御する制御ステップを含むことを特徴とする熱電併給装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御ステップは、前記要求電力が増加する際に前記圧縮機への供給電力を低下させるステップであることを特徴とする請求項８記載の熱電併給装置の制御方法。
【請求項１０】
前記水循環回路において、前記第１熱交換器は、前記第２熱交換器よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の熱電併給装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池およびヒートポンプを備えた熱電併給装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般的には水素及び酸素を燃料として電気エネルギーを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れかつ高いエネルギー効率を実現できることから、今後のエネルギー供給システムとして広く開発が進められてきている。
【０００３】
一方、ヒートポンプは、主として、吸熱器、圧縮機、放熱器および減圧弁からなり、冷媒がこれらの各機器を循環する。それにより、放熱器において貯湯用水が加熱される。このヒートポンプも、低い電力で貯湯用水を加熱することができることから、広く開発が進められてきている。
【０００４】
例えば、燃料電池の排気ガスの排熱を回収して水を加熱する排熱回収手段と、この排熱回収手段によって回収しきれなかった排気ガスの排熱を用いて水を加熱するヒートポンプと、を備える給湯装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２９３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、ヒートポンプの運転負荷を適切に制御することができない。
【０００７】
本発明は、ヒートポンプの運転負荷を適切に制御することができる熱電併給装置およびその制御方法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】
【０００８】
本発明に係る熱電併給装置は、燃料電池と燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機と圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器とを備えるヒートポンプと、第１熱交換器および第２熱交換器を経由し内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、第２熱交換器において冷媒から熱を受け取った貯湯用水の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出結果に応じて圧縮機への供給電力を制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る熱電併給装置においては、第２熱交換器において冷媒から熱を受け取った貯湯用水の温度が検出されていることから、圧縮機への供給電力を適切に制御することができる。ヒートポンプによる加熱前に貯湯用水の温度を検出しても、冷媒流量が不明であれば貯湯用水への熱移動量も不明であり、ヒートポンプによる加熱後の貯湯用水の温度を検出することができないからである。したがって、本発明によれば、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１０】
制御部は、貯湯用水の温度が高いほど、圧縮機への供給電力を低下させてもよい。貯湯用水の温度が高くなれば、第２熱交換器における冷媒と貯湯用水との温度差が小さくなる。この場合、ヒートポンプによる加熱効率が低下する。したがって、圧縮機への供給電力を低下させることによって本発明に係る熱電併給装置のシステム効率低下を抑制することができる。以上のことから、ヒートポンプの運転負荷を適切に制御することができる。
【００１１】
本発明に係る他の熱電併給装置は、燃料電池と燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機と圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器とを備えるヒートポンプと、第１熱交換器および第２熱交換器を経由し内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、燃料電池への要求電力に応じて圧縮機への供給電力を制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。本発明に係る熱電併給装置においては、燃料電池への要求電力に応じて圧縮機への供給電力が制御されることから、燃料電池の負荷追随性が向上する。このように、本発明によれば、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１２】
制御部は、要求電力が増加する際には、圧縮機への供給電力を低下させてもよい。この場合、燃料電池は、要求負荷に対して追随しやすくなる。このように、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１３】
水循環回路において、第１熱交換器は、第２熱交換器よりも下流側に設けられていてもよい。この場合、第２熱交換器における冷媒と貯湯用水との温度差が大きくなる。それにより、ヒートポンプから貯湯用水への熱移動効率が向上する。したがって、ヒートポンプの圧縮比の増加を抑制しつつ、貯湯用水を加熱することができる。その結果、圧縮機の駆動力の急激な増加を抑制することができる。以上のことから、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１４】
本発明に係る熱電併給装置の制御方法は、燃料電池と燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機と圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器とを備えるヒートポンプと、第１熱交換器および第２熱交換器を経由し内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、第２熱交換器において冷媒から熱を受け取った貯湯用水の温度を検出する温度センサと、を備える熱電併給装置の制御方法であって、温度センサの検出結果に応じて圧縮機への供給電力を制御する制御ステップを含むことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明に係る熱電併給装置の制御方法においては、第２熱交換器において冷媒から熱を受け取った貯湯用水の温度が検出されていることから、圧縮機への供給電力を適切に制御することができる。ヒートポンプによる加熱前に貯湯用水の温度を検出しても、冷媒流量が不明であれば貯湯用水への熱移動量も不明であり、ヒートポンプによる加熱後の貯湯用水の温度を検出することができないからである。したがって、本発明によれば、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１６】
制御ステップは、貯湯用水の温度が高いほど圧縮機への供給電力を低下させるステップであってもよい。貯湯用水の温度が高くなれば、第２熱交換器における冷媒と貯湯用水との温度差が小さくなる。この場合、ヒートポンプによる加熱効率が低下する。したがって、圧縮機への供給電力を低下させることによって本発明に係る熱電併給装置のシステム効率低下を抑制することができる。以上のことから、ヒートポンプの運転負荷を適切に制御することができる。
【００１７】
本発明に係る熱電併給装置の他の制御方法は、燃料電池と燃料電池のオフガスが流動する第１熱交換器とを備える燃料電池システムと、冷媒を圧縮する圧縮機と圧縮機によって圧縮された冷媒が流動する第２熱交換器とを備えるヒートポンプと、第１熱交換器および第２熱交換器を経由し内部を貯湯用水が流動する水循環回路と、を備える熱電併給装置の制御方法であって、燃料電池への要求電力に応じて圧縮機への供給電力を制御する制御ステップを含むことを特徴とするものである。本発明に係る熱電併給装置の制御方法においては、燃料電池への要求電力に応じて圧縮機への供給電力が制御されることから、燃料電池の負荷追随性が向上する。このように、本発明によれば、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１８】
制御ステップは、要求電力が増加する際に圧縮機への供給電力を低下させるステップであってもよい。この場合、燃料電池は、要求負荷に対して追随しやすくなる。このように、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【００１９】
水循環回路において、第１熱交換器は、第２熱交換器よりも下流側に設けられていてもよい。この場合、第２熱交換器における冷媒と貯湯用水との温度差が大きくなる。それにより、ヒートポンプから貯湯用水への熱移動効率が向上する。したがって、ヒートポンプの圧縮比の増加を抑制しつつ、貯湯用水を加熱することができる。その結果、圧縮機の駆動力の急激な増加を抑制することができる。以上のことから、ヒートポンプの運転負荷が適切に制御される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ヒートポンプの運転負荷を適切に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の第１実施例に係る熱電併給装置１００の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、熱電併給装置１００は、燃料電池システム１０、ヒートポンプ２０、水循環回路３０および制御部４０を備える。
【００２３】
燃料電池システム１０は、改質燃料タンク１１、脱硫器１２、燃料ポンプ１３、イオン交換器１４、蒸発器１５、改質器１６、燃料電池１７、エアポンプ１８および第１熱交換器１９を備える。改質器１６は、改質部１６ａおよび加熱部１６ｂを備える。燃料電池１７は、カソード１７ａおよびアノード１７ｂを備える。本実施例においては、燃料電池１７として、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）を用いた。ＳＯＦＣの運転温度は、数百度〜千度程度である。
【００２４】
改質燃料タンク１１は、改質燃料として用いる炭化水素燃料を貯蔵するタンクである。改質燃料タンク１１は、配管５１を介して改質部１６ａの入口に接続されている。配管５１には、脱硫器１２および燃料ポンプ１３が順に介挿されている。改質部１６ａの出口は、アノード１７ｂの入口に接続されている。アノード１７ｂの出口は、加熱部１６ｂの入口に接続されている。加熱部１６ｂの出口は、配管５２を介して外部へと連通する。
【００２５】
配管５２は、蒸発器１５、第１熱交換器１９および第３熱交換器２２を順に通過する。第３熱交換器２２より下流側の配管５２から配管５３が分岐している。配管５３は、蒸発器１５の入口に接続されている。配管５３には、イオン交換器１４が介挿されている。蒸発器１５の出口は、燃料ポンプ１３よりも下流側の配管５１に接続されている。エアポンプ１８は、カソード１７ａの入口に接続されている。カソード１７ａの出口は、加熱部１６ｂの入口に接続されている。
【００２６】
ヒートポンプ２０は、膨張弁２１、第３熱交換器２２、圧縮機２３および第２熱交換器２４が配管を介して順に接続された構造を有する。ヒートポンプ２０の配管には、二酸化炭素、フロン等の冷媒が充填されている。
【００２７】
水循環回路３０は、貯湯槽３１、ポンプ３２および温度センサ３３を備える。貯湯槽３１の下部には、給水口３１ａおよび水循環出口３１ｂが設けられている。また、貯湯槽３１の上部には、給湯口３１ｃおよび水循環入口３１ｄが設けられている。水循環出口３１ｂは、ポンプ３２の入口に接続されている。ポンプ３２の出口は、配管３４に接続されている。配管３４は、第２熱交換器２４および第１熱交換器１９を通って、水循環入口３１ｄに接続されている。なお、温度センサ３３は、第２熱交換器２４および第１熱交換器１９の間において配管３４に介挿されている。
【００２８】
制御部４０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成される。制御部４０は、温度センサ３３の検出結果または燃料電池１７への要求電力に基づいて、熱電併給装置１００の各部を制御する。
【００２９】
続いて、熱電併給装置１００の動作の概要について説明する。エアポンプ１８は、制御部４０の指示に従って、必要量のエアをカソード１７ａに供給する。カソード１７ａにおいては、エア中の酸素が酸素イオンとなる。酸素イオンは、燃料電池１７の電解質を伝導して、アノード１７ｂに到達する。カソード１７ａにおいて反応しなかったエアは、カソードオフガスとして加熱部１６ｂに供給される。
【００３０】
燃料ポンプ１３は、制御部４０の指示に従って、改質燃料タンク１１に貯蔵されている改質燃料を改質部１６ａに供給する。この場合、改質燃料中の硫黄は、脱硫器１２において除去される。また、加熱部１６ｂから排出された排気ガス中の凝縮水は、イオン交換器１４を経由して蒸発器１５に供給される。この凝縮水は、排気ガスの熱を利用して蒸発器１５において蒸発し、水蒸気となって改質部１６ａに供給される。
【００３１】
改質部１６ａにおいては、改質燃料と水蒸気とから水素を含有する改質ガスが生成される。まず、改質燃料中のメタンと水蒸気とにより水蒸気改質反応が起こり、水素及び一酸化炭素が生成される。次に、生成された一酸化炭素の一部と水蒸気とが反応し、水素及び二酸化炭素が生成される。水蒸気改質反応に必要な水蒸気が不足している場合には、酸素とメタンとが部分酸化反応を起こし、水素及び一酸化炭素が生成される。
【００３２】
改質部１６ａにおいて生成された改質ガスは、アノード１７ｂに供給される。アノード１７ｂにおいては、酸素イオンと水素とが反応し、水が発生するとともに電力が発生する。アノード１７ｂにおいて酸素イオンと反応しなかった水素、ならびに、改質部１６ａにおいて反応しなかったメタン、一酸化炭素および水蒸気は、アノードオフガスとして加熱部１６ｂに供給される。発生した電力は、蓄電池（図示せず）に蓄電されまたはモータ（図示せず）等の負荷に用いられる。発生した水は、燃料電池１７において発生する熱によって水蒸気となる。
【００３３】
加熱部１６ｂにおいては、アノードオフガスとカソードオフガスに含まれる酸素とによって燃焼反応が起こる。加熱部１６ｂにおける燃焼反応によって発生する排気ガスは、配管５２を介して外部へと排出される。この排気ガスは、燃料電池１７の作動温度に応じて例えば数百度の高温になる。
【００３４】
膨張弁２１は、制御部４０の指示に従って、開閉を行う。膨張弁２１が開になると、ヒートポンプ２０内の冷媒は、膨張弁２１を通過することによって低温低圧の液体および／または気体になる。この冷媒は、第３熱交換器２２を通過する。それにより、冷媒は、燃料電池システム１０の排気ガスから熱を吸収する。その結果、冷媒は、蒸発して気体化する。圧縮機２３は、制御部４０の指示に従って、気体化した冷媒を高温高圧の気体に圧縮する。この高温高圧の冷媒は、第２熱交換器２４を通過して、膨張弁２１に供給される。ヒートポンプ２０においては、このサイクルが繰り返される。
【００３５】
貯湯槽３１には、給水口３１ａから貯湯用水が供給される。ポンプ３２は、制御部４０の指示に従って、水循環出口３１ｂから貯湯槽３１内の貯湯用水を吸引し、第２熱交換器２４に供給する。第２熱交換器２４においては、貯湯用水が高温高圧の冷媒によって加熱される。加熱された貯湯用水は、第１熱交換器１９において排気ガスによってさらに加熱され、水循環入口３１ｄを介して貯湯槽３１に供給される。その結果、貯湯槽３１の上部に高温の貯湯用水が蓄えられる。必要に応じて、給湯口３１ｃから貯湯用水が外部に取り出される。
【００３６】
本実施例においては、貯湯用水は、ヒートポンプ２０の冷媒および燃料電池システム１０の排気ガスによって加熱される。この場合、ヒートポンプ２０単独で貯湯用水を加熱するよりも、加熱効率が向上する。
【００３７】
ここで、ヒートポンプ２０から貯湯用水への熱移動量を増加させるためには、圧縮機２３の圧縮比を増加させる必要がある。しかしながら、圧縮機２３の圧縮比を増加させようとすると、摩擦等に起因して圧縮機２３の駆動力を急激に増加させなければならない。この場合、熱電併給装置１００のシステム効率が低下する。したがって、圧縮機２３の圧縮比をできるだけ小さく抑えることが好ましい。本実施例においては貯湯用水は燃料電池システム１０の排気ガスによって加熱される前にヒートポンプ２０によって加熱されることから、第２熱交換器２４における冷媒と貯湯用水との温度差が大きくなる。この場合、ヒートポンプ２０から貯湯用水への熱移動効率が向上する。したがって、ヒートポンプ２０の圧縮比の増加を抑制しつつ、貯湯用水を加熱することができる。その結果、圧縮機２３の駆動力の急激な増加を抑制することができる。その結果、熱電併給装置１００のシステム効率低下を抑制することができる。
【００３８】
続いて、制御部４０による熱電併給装置１００の制御について説明する。図２（ａ）は、制御部４０による制御のフローチャートの一例を示す図である。図２（ａ）のフローチャートは、周期的に実行され、例えば１０２４ｍｓごとに実行される。図２（ａ）に示すように、制御部４０は、温度センサ３３から貯湯用水の温度ＴＭＰ０を取得する（ステップＳ１）。次に、制御部４０は、温度ＴＭＰ０に応じて、圧縮機２３の駆動電力Ｐｈｐ１を決定する（ステップＳ２）。その後、制御部４０は、フローチャートの実行を終了する。
【００３９】
図２（ｂ）は、温度ＴＭＰ０と駆動電力Ｐｈｐ１との関係を示す図である。図２（ｂ）において、横軸は温度ＴＭＰ０を示し、縦軸は駆動電力Ｐｈｐ１を示す。貯湯用水の温度が低ければ、第２熱交換器２４における冷媒と貯湯用水との温度差が大きくなる。この場合、ヒートポンプ２０による加熱効率が増加する。したがって、圧縮機２３の駆動電力Ｐｈｐ１を大きくしても熱電併給装置１００のシステム効率低下が抑制される。以上のことから、図２（ｂ）に示すように、温度ＴＭＰ０が低い場合には、駆動電力Ｐｈｐ１を大きくすることができる。
【００４０】
一方、貯湯用水の温度が高くなれば、第２熱交換器２４における冷媒と貯湯用水との温度差が小さくなる。この場合、ヒートポンプ２０による加熱効率が低下する。したがって、図２（ｂ）に示すように、貯湯用水の温度が高い場合には、圧縮機２３の駆動電力Ｐｈｐ１を低下させる。それにより、圧縮機２３の駆動力の不必要な増加を抑制することができる。その結果、熱電併給装置１００のシステム効率低下が抑制される。
【００４１】
以上のことから、ヒートポンプ２０による加熱後の貯湯用水の温度ＴＭＰ０に基づいて、ヒートポンプ２０の運転負荷を適切に制御することができる。なお、本実施例においては、ヒートポンプ２０による加熱後の冷媒温度に基づいて、駆動電力Ｐｈｐ１が決定されている。これは、ヒートポンプ２０による加熱前に貯湯用水の温度を検出しても、冷媒流量が不明であれば貯湯用水への熱移動量も不明であり、ヒートポンプ２０による加熱後の貯湯用水の温度を検出することができないからである。
【００４２】
また、温度ＴＭＰ０と駆動電力Ｐｈｐ１とは比例関係を有していなくてもよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、温度ＴＭＰ０が比較的低い場合には駆動電力Ｐｈｐ１の低下幅を大きくしてもよい。圧縮機２３の圧縮比の急激な増加を抑制することができるからである。この場合、温度ＴＭＰ０の上昇とともに駆動電力Ｐｈｐ１が急激に低下するが、温度ＴＭＰ０が比較的高い場合には貯湯用水を加熱しなくてもよいので、特に問題にはならない。
【００４３】
続いて、制御部４０による熱電併給装置１００の制御の他の例について説明する。図３（ａ）は、制御部４０による制御のフローチャートの一例を示す図である。図３（ａ）のフローチャートは、周期的に実行され、例えば１２８ｍｓごとに実行される。図３（ａ）に示すように、制御部４０は、燃料電池１７への要求電力Ｐｒｅｑを取得する（ステップＳ１１）。次に、制御部４０は、要求電力Ｐｒｅｑの増分ｄＰを計算する（ステップＳ１２）。なお、図３（ａ）におけるＰｒｅｑ（ｎ−１）は、フローチャートの前回実行時における要求電力である。
【００４４】
次いで、制御部４０は、増分ｄＰがマイナスであるか否かを判定する（ステップＳ１３）。すなわち、ステップＳ１３においては、要求電力が増加したか否かが判定される。ステップＳ１３において増分ｄＰがマイナスであると判定された場合、制御部４０は、増分ｄＰを０に設定しなおす（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１３において増分ｄＰがマイナスであると判定されなかった場合、制御部４０は、増分ｄＰの値を変更しない。
【００４５】
その後、制御部４０は、増分ｄＰに応じて補正係数ｋを求める（ステップＳ１５）。次に、制御部４０は、現時点での圧縮機２３の駆動電力Ｐｈｐ１に補正係数ｋを乗じた値を圧縮機２３の駆動電力Ｐｈｐとする（ステップＳ１６）。その後、制御部４０は、フローチャートの実行を終了する。
【００４６】
図３（ｂ）は、増分ｄＰと補正係数ｋとの関係を示す図である。図３（ｂ）において、横軸は増分ｄＰを示し、縦軸は補正係数ｋを示す。増分ｄＰが０であれば要求電力に変化がないので、圧縮機２３の駆動電力を変化させる必要はない。したがって、増分ｄＰが０であれば、補正係数ｋを１に設定する。増分ｄＰが大きくなるとヒートポンプ２０への電力供給量を少なくするため、増分ｄＰの増加に伴い補正係数ｋを１よりも小さい値に変更する。この場合、燃料電池１７によって発生する電力をヒートポンプ２０以外の機器に優先して供給することができる。それにより、要求電力に対する燃料電池１７の追随性が向上する。
【００４７】
以上のことから、燃料電池１７への要求電力に応じてヒートポンプ２０への電力供給量を変化させることによって、燃料電池１７の電力負荷追随性を向上させることができる。このように、図３（ｂ）のフローチャートの実行によって、ヒートポンプ２０の運転負荷を適切に制御することができる。
【００４８】
なお、増分ｄＰと補正係数ｋとは、比例関係を有していなくてもよい。例えば、図３（ｂ）に示すように、増分ｄＰが比較的小さい場合には、圧縮機２３の駆動電力の低下幅を小さくしてもよい。燃料電池１７への要求電力の増分が小さければ、ヒートポンプ２０における消費電力が大きくても特に問題にならないからである。また、増分ｄＰが比較的大きい場合には、圧縮機２３の駆動電力の低下幅を大きくしてもよい。燃料電池１７への要求電力が急激に増加した場合には、燃料電池１７の追随性向上のためにできるだけ負荷を低減する方が効率的であるからである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施例に係る熱電併給装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】制御部による熱電併給装置の制御について説明するための図である。
【図３】制御部による熱電併給装置の他の制御について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  燃料電池システム
１６  改質器
１７  燃料電池
１９  第１熱交換器
２０  ヒートポンプ
２２  第３熱交換器
２４  第２熱交換器
３０  水循環回路
３３  温度センサ
４０  制御部
１００  熱電併給装置
【図１】
2009168348.tif 000003
【図２】
2009168348.tif 000004
【図３】
2009168348.tif 000005