(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力および熱を生成する電力熱生成手段と、
前記電力熱生成手段を冷却するための冷却媒体が循環する冷却媒体循環経路と、
温水が循環する貯湯水循環経路と、
循環する前記冷却媒体と循環する前記温水との間で熱交換を行って前記温水を昇温させるための熱交換手段と、
循環される前記温水を一時的に貯留するための温水貯留手段と、
貯留機能を有する所定の機器に前記温水の供給を行うための温水供給手段と、
前記熱交換が行われる前後での前記冷却媒体の温度差、または前記熱交換が行われる前後での前記温水の温度差を検出する検出手段と、
検出された前記冷却媒体の前記温度差、または検出された前記温水の前記温度差に応じて、前記温水供給手段の制御を行う制御手段と、を備えたコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記温水貯留手段は、前記供給によって減少する前記温水を補うために冷たい水を補給する請求項１記載のコージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記温水供給手段は、前記貯湯水循環経路における、前記熱交換手段の出口から前記温水貯留手段の入口までの間を流れる前記温水の温かい部分を利用して前記供給を行う請求項１または２記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記温水供給手段は、前記制御を受けて前記貯湯水循環経路の切替を行い、前記供給を強制的に行うための三方弁を有する請求項３記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記温水供給手段は、前記貯湯水循環経路における、前記温水貯留手段の中を流れる前記温水の温かい部分を利用して前記供給を行う請求項１または２記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記温水貯留手段は、その上部に入口をもつ前記供給を行うための温水供給経路を有する請求項５記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
前記温水供給経路には、前記制御を受けて前記供給を強制的に行うための弁が設けられている請求項６記載のコージェネレーションシステム。
【請求項８】
前記供給の履歴を検出するための履歴検出手段を備え、
前記制御手段は、検出された前記履歴を加味して前記制御を行う請求項１または２記載のコージェネレーションシステム。
【請求項９】
前記履歴検出手段は、前記供給の内、ユーザの手動操作に基づいて行われた部分の履歴を検出し、
前記制御手段は、その部分の履歴の検出の結果を加味して前記制御を行う請求項８記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１０】
前記履歴の検出は、（１）前記供給の時間帯、（２）前記供給の行われた機器の種類、および（３）前記供給の行われた前記温水の温度または量の内の全部または一部に関して行われる請求項８または９記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１１】
前記制御手段は、所定の温度で前記温水の前記供給を行うための前記制御を行う請求項１または２記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１２】
前記電力熱生成手段は、燃料電池を有する請求項１から１１の何れかに記載のコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば燃料電池発電におけるコージェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに、従来のコージェネレーションシステムの構成図である図５を参照しながら、従来のコージェネレーションシステムの構成について説明する。
【０００３】
コージェネレーションシステムは、燃料の供給を受けて発電を行う発電装置本体１０１と、発電装置本体１０１が発電する際に発生する熱を冷却するための冷却媒体循環経路１０２と、冷却媒体を循環させるための冷却媒体循環ポンプ１０３と、冷却媒体循環経路１０２によって発電装置本体１０１から取り出された熱を回収するための熱交換器１０４と、熱交換器１０４によって回収された熱を温水として蓄える貯湯槽１０５と、貯湯水を熱交換器１０４に循環させるための貯湯水循環経路１０６および貯湯水循環ポンプ１０７とを備えている。
【０００４】
つぎに、従来のコージェネレーションシステムの動作について説明する。
【０００５】
発電装置本体１０１は燃料の供給を受け発電し、発電した電力は負荷へと供給される。
【０００６】
一般的に、発電装置本体１０１では、発電と同時に反応による熱が発生する。この熱を放置すると発電装置本体１０１の温度が上昇してしまい、安定した発電が出来なくなるため、発電装置本体１０１に冷却媒体循環経路１０２および冷却媒体循環ポンプ１０３を設け、発電装置本体１０１内部に冷却媒体を循環させることによって発電装置本体１０１の温度を一定に保つようにするのが一般的である。
【０００７】
この冷却媒体によって発電装置本体１０１から回収された排熱は、貯湯槽１０７内から貯湯水循環経路１０６内を貯湯水循環ポンプ１０７によって熱交換器１０４に送られた水と熱交換器１０４を介して熱交換し、ある一定の温度まで冷却された後再び発電装置本体１０１に戻される。
【０００８】
熱交換器１０４によって昇温された水は、貯湯水循環経路１０６によって再び貯湯槽１０５に戻され、温水として保存されると共に、排熱消費先である風呂や空調機器などに供給される。
【０００９】
ところで、このような従来のコージェネレーションシステムにおいては、貯湯槽１０５内部が温水で満たされた場合、発電装置本体１０１から発生する熱を上述のようにして回収することが出来なくなる。
【００１０】
そこで、発電装置本体１０１から発生する熱は、放熱器（図示省略）などを用いて大気中に放熱していた（なお、（ａ）貯湯槽１０５の容量を大きくすると、貯湯槽１０５本体が大型化して設置面積が広くなってしまうし、（ｂ）貯湯槽１０５内部の温水が満水となったときにコージェネレーションシステムの運転を停止するようにすると、たとえコージェネレーションシステムからの電力供給が必要な状況でも、貯湯槽１０５内部の温水が満水である場合にはコージェネレーションシステムを運転することができない）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放熱器などによる大気中への放熱は熱を捨ててしまうことを意味するため、コージェネレーションシステム全体における熱利用に無駄が生じてしまうという課題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、コージェネレーションシステム全体における熱利用をより無駄なく行うことができるコージェネレーションシステムを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第一の本発明（請求項１に対応）は、電力および熱を生成する電力熱生成手段と、
前記電力熱生成手段を冷却するための冷却媒体が循環する冷却媒体循環経路と、
温水が循環する貯湯水循環経路と、
循環する前記冷却媒体と循環する前記温水との間で熱交換を行って前記温水を昇温させるための熱交換手段と、
循環される前記温水を一時的に貯留するための温水貯留手段と、
貯留機能を有する所定の機器に前記温水の供給を行うための温水供給手段と、
前記熱交換が行われる前後での前記冷却媒体の温度差、または前記熱交換が行われる前後での前記温水の温度差を検出する検出手段と、
検出された前記冷却媒体の前記温度差、または検出された前記温水の前記温度差に応じて、前記温水供給手段の制御を行う制御手段と、を備えたコージェネレーションシステムである。
【００１４】
第二の本発明（請求項２に対応）は、前記温水貯留手段は、前記供給によって減少する前記温水を補うために冷たい水を補給する第一の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００１５】
第三の本発明（請求項３に対応）は、前記温水供給手段は、前記貯湯水循環経路における、前記熱交換手段の出口から前記温水貯留手段の入口までの間を流れる前記温水の温かい部分を利用して前記供給を行う第一または第二の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００１６】
第四の本発明（請求項４に対応）は、前記温水供給手段は、前記制御を受けて前記貯湯水循環経路の切替を行い、前記供給を強制的に行うための三方弁を有する第三の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００１７】
第五の本発明（請求項５に対応）は、前記温水供給手段は、前記貯湯水循環経路における、前記温水貯留手段の中を流れる前記温水の温かい部分を利用して前記供給を行う第一または第二の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００１８】
第六の本発明（請求項６に対応）は、前記温水貯留手段は、その上部に入口をもつ前記供給を行うための温水供給経路を有する第五の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００１９】
第七の本発明（請求項７に対応）は、前記温水供給経路には、前記制御を受けて前記供給を強制的に行うための弁が設けられている第六の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００２０】
第八の本発明（請求項８に対応）は、前記供給の履歴を検出するための履歴検出手段を備え、
前記制御手段は、検出された前記履歴を加味して前記制御を行う第一または第二の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００２１】
第九の本発明（請求項９に対応）は、前記履歴検出手段は、前記供給の内、ユーザの手動操作に基づいて行われた部分の履歴を検出し、
前記制御手段は、その部分の履歴の検出の結果を加味して前記制御を行う第八の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００２２】
第十の本発明（請求項１０に対応）は、前記履歴の検出は、（１）前記供給の時間帯、（２）前記供給の行われた機器の種類、および（３）前記供給の行われた前記温水の温度または量の内の全部または一部に関して行われる第八または第九の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００２３】
第十一の本発明（請求項１１に対応）は、前記制御手段は、所定の温度で前記温水の前記供給を行うための前記制御を行う第一または第二の本発明のコージェネレーションシステムである。
【００２４】
第十二の本発明（請求項１２に対応）は、前記電力熱生成手段は、燃料電池を有する第一から第十一の何れかの本発明のコージェネレーションシステムである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
【００２９】
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１におけるコージェネレーションシステムの構成図である図１を参照しながら、本実施の形態のコージェネレーションシステムの構成について説明する。
【００３０】
本実施の形態のコージェネレーションシステムは、燃料の供給を受けて発電を行う発電装置本体１０１と、発電装置本体１０１が発電する際に発生する熱を冷却するための冷却媒体循環経路１０２と、冷却媒体を循環させるための冷却媒体循環ポンプ１０３と、冷却媒体循環経路１０２によって発電装置本体１０１から取り出された熱を回収するための熱交換器１０４と、熱交換器１０４によって回収された熱を温水として蓄える貯湯槽１０５と、貯湯水を熱交換器１０４に循環させるための貯湯水循環経路１０６と、貯湯水循環ポンプ１０７と、貯湯水循環経路１０６上に設けられた三方弁１と、温水利用機器としての浴槽２と、熱交換器１０４の前後での冷却媒体循環経路１０２を流れる冷却媒体の温度差（または、熱交換器１０４の前後での貯湯水循環経路１０６を流れる温水の温度差）を検出して得られる熱交換の効率に基づいて、循環の経路の切替を三方弁１に行わせ供給を強制的に行うための制御部５′とで構成されている。
【００３１】
なお、発電装置本体１０１は本発明の電力熱生成手段に対応し、熱交換器１０４は本発明の熱交換手段に対応し、貯湯槽１０５は本発明の温水貯留手段に対応し、三方弁１は本発明の温水供給手段に対応し、浴槽２は本発明の貯留機能を有する所定の機器に対応し、制御部５′は本発明の制御手段と検出手段とを含む手段に対応する。
【００３２】
また、上述の各手段の内、従来のコージェネレーションシステム（図５参照）と同じ機能を有する手段には同一の符号を付与しており、それらの機能は従来のコージェネレーションシステムの各手段の機能に準ずる。
【００３３】
本実施の形態のコージェネレーションシステムの特徴は、三方弁１を備えた点にある。
【００３４】
つぎに、本実施の形態のコージェネレーションシステムの動作について説明する。なお、本実施の形態のコージェネレーションシステムの動作について説明しながら、本発明に関連する発明のコージェネレーションシステム制御方法の一実施の形態についても説明する（以下の実施の形態についても同様である）。
【００３５】
発電装置本体１０１は燃料の供給を受け発電し、発電した電力は負荷へと供給される。
【００３６】
発電装置本体１０１には、発電と同時に反応による熱が発生する。この熱を放置すると発電装置本体１０１の温度が上昇してしまい、安定した発電が出来なくなるため、発電装置本体１０１に冷却媒体循環経路１０２および冷却媒体循環ポンプ１０３を設け、発電装置本体１０１内部に冷却媒体を循環させることによって発電装置本体１０１の温度を一定に保つようにする。
【００３７】
この冷却媒体によって発電装置本体１０１から回収された排熱は貯湯槽１０５内から貯湯水循環経路１０６内を貯湯水循環ポンプ１０７によって熱交換器１０４に送られた水と熱交換器１０４を介して熱交換し、ある一定の温度まで冷却された後再び発電装置本体１０１に戻される。
【００３８】
熱交換器１０４によって昇温された水は、貯湯水循環経路１０６によって再び貯湯槽１０５に戻され、温水として保存されると共に、その上部の温かい部分を排熱消費先である風呂や空調機器などに供給される。
【００３９】
前述したように、従来のコージェネレーションシステムでは、コージェネレーションシステムの運転を続けることによって貯湯槽内部の温水が貯湯槽内部を満たした場合、通常は冷却媒体循環系路上などに放熱器などを設け、冷却媒体を所定の温度まで冷却してから再び発電装置本体に戻す（もしくはコージェネレーションシステムの運転を停止する）ことが一般的であった。
【００４０】
本実施の形態のコージェネレーションシステムでは、制御部５′の制御で貯湯水循環経路１０６上に設けられた三方弁１を切り替えることにより、熱交換器１０４によって温水となった貯湯水の保存先を温水利用機器である浴槽２へと導き、供給によって減少する温水を補うために冷たい水（市水）を補給する。かくして、貯湯槽１０５が温水で満たされた場合でも、放熱器などを設けることなく発電装置本体１０１で発生した熱を浴槽内に保存することが出来る。このため、コージェネレーションシステムの運転を継続することができ、貯湯槽１０５が温水で満たされた場合でも電力の需要に対応することが可能となる。
【００４１】
つまり、貯湯槽が満水となった場合に、回収した温水の保存先を貯湯槽から温水利用機器に切り替えて自動的に供給することによって、放熱器を設けることなく発電装置本体の運転を継続できるようにしたものである。かくして、発電装置本体が発電に伴って発生する熱を無駄なく使用することができ、コージェネレーションシステムを従来より長時間運転することが可能となる。
【００４２】
（実施の形態２）
はじめに、本発明の実施の形態２におけるコージェネレーションシステムの構成図である図２を参照しながら、本実施の形態のコージェネレーションシステムの構成について説明する。
【００４３】
本実施の形態のコージェネレーションシステムは、燃料の供給を受けて発電を行う発電装置本体１０１と、発電装置本体１０１が発電する際に発生する熱を冷却するための冷却媒体循環経路１０２と、冷却媒体を循環させるための冷却媒体循環ポンプ１０３と、冷却媒体循環経路１０２によって発電装置本体１０１から取り出された熱を回収するための熱交換器１０４と、熱交換器１０４によって回収された熱を温水として蓄える貯湯槽１０５と、貯湯水を熱交換器１０４に循環させるための貯湯水循環経路１０６と、貯湯水循環ポンプ１０７と、貯湯槽１０５の上部に入口をもつ温水供給経路１０６′に設けられた弁１′と、温水利用機器である浴槽２と、熱交換器１０４の前後での冷却媒体循環経路１０２を流れる冷却媒体の温度差を検出して得られる熱交換の効率に基づいて、弁１′を開閉し供給を強制的に行うための制御部５″とで構成されている。
【００４４】
なお、弁１′は本発明の温水供給手段に対応し、制御部５″は本発明の制御手段と検出手段とを含む手段に対応し、温水供給経路１０６′は本発明の温水供給経路に対応する。
【００４５】
また、上述の各手段の内、前述した実施の形態１のコージェネレーションシステム（図１参照）と同じ機能を有する手段には同一の符号を付与しており、それらの機能は実施の形態１のコージェネレーションシステムの各手段の機能に準ずる。
【００４６】
本実施の形態のコージェネレーションシステムの特徴は、貯湯槽１０５内の温水を自動的に温水利用機器である浴槽２へ供給するため、弁１′を利用する点にある（切替制御がやや複雑になる三方弁１（図１参照）を必要としない）。
【００４７】
つぎに、本実施の形態のコージェネレーションシステムの動作について説明する。
【００４８】
前述したように、従来のコージェネレーションシステムでは、コージェネレーションシステムの運転を続けることによって貯湯槽内部の温水が貯湯槽内部を満たした場合、通常は冷却媒体循環系路上などに放熱器などを設け、冷却媒体を所定の温度まで冷却してから再び発電装置本体に戻す（もしくはコージェネレーションシステムの運転を停止する）ことが一般的であった。
【００４９】
本実施の形態のコージェネレーションシステムでは、制御部５″の制御で浴槽２への経路上に設けられた弁１′を開閉することにより、貯湯槽１０５が温水で満水となった場合、貯湯槽１０５内の温水を自動的に温水利用機器である浴槽２へ供給する。そして、貯湯槽１０５内の温水量を減らして、供給によって減少する温水を補うために冷たい水（市水）を補給し、熱交換を続行する。かくして、貯湯槽１０５が温水で満たされた場合でも放熱器や三方弁などを設けることなくコージェネレーションシステムの運転を継続することができ、貯湯槽１０５が温水で満たされた場合でも電力の需要に対応することが可能となる。
【００５０】
つまり、貯湯槽が温水で満水となった場合に貯湯槽内の温水を温水利用機器へ自動的に供給し貯湯槽内に再び温水を貯蔵できるようにすることによって、温水貯蔵経路上に切り替え弁などの新たな機器を設けることなくコージェネレーションシステムの運転を継続できるようにしたものである。かくして、複雑な制御を必要とする切替弁を設けることなく貯湯槽が満水となった場合でもコージェネレーションシステムの運転を継続することが可能となる。
【００５１】
（実施の形態３）
はじめに、本発明の実施の形態３におけるコージェネレーションシステムの構成図である図３を参照しながら、本実施の形態のコージェネレーションシステムの構成について説明する。
【００５２】
本実施の形態のコージェネレーションシステムは、燃料の供給を受けて発電を行う発電装置本体１０１と、発電装置本体１０１が発電する際に発生する熱を冷却するための冷却媒体循環経路１０２と、冷却媒体を循環させるための冷却媒体循環ポンプ１０３と、冷却媒体循環経路１０２によって発電装置本体１０１から取り出された熱を回収するための熱交換器１０４と、熱交換器１０４によって回収された熱を温水として蓄える貯湯槽１０５と、貯湯水を熱交換器１０４に循環させるための貯湯水循環経路１０６および貯湯水循環ポンプ１０７と、温水利用機器に供給される温水の流量を調節すると同時に市水からの冷水供給量を調節し供給することによって温水の温度を調節するための流量調節手段１０８と、温水利用機器である浴槽２と貯湯水を温水利用機器に供給する際にその供給量を検知するための温水供給量検知手段３と、温水利用機器に供給される温水の温度を測定するための温水温度検知手段４と、温水供給量検知手段３および温水温度検知手段４により検知した温水供給量、温水温度と共に温水を供給した時間帯を記録し供給量を調節するための温水供給制御装置５とで構成されている。
【００５３】
なお、流量調節手段１０８は本発明の温水供給手段に対応し、温水供給制御装置５は本発明の制御手段と検出手段とを含む手段に対応し、温水供給量検知手段３と温水温度検知手段４とを含む手段は本発明の履歴検出手段に対応する。
【００５４】
また、上述の各手段の内、前述した実施の形態１〜２のコージェネレーションシステム（図１〜２参照）と同じ機能を有する手段には同一の符号を付与しており、それらの機能は実施の形態１〜２のコージェネレーションシステムの各手段の機能に準ずる。
【００５５】
本実施の形態のコージェネレーションシステムの特徴は、温水供給量検知手段３と、温水温度検知手段４とを備えた点にある。
【００５６】
つぎに、本実施の形態のコージェネレーションシステムの動作について説明する。
【００５７】
温水供給量検知手段３は、消費者が貯湯槽１０５内の温水を利用する際の供給量を検知する。そして、温水温度検知手段４は、供給時の温水温度などを測定すると同時に、供給した時間帯を温水供給制御装置５に記録する。
【００５８】
本実施の形態では、温水供給量検知手段３や温水温度検知手段４の検知結果を熱交換器１０４における熱交換効率の検出結果に加味して温水供給制御装置５の制御を行い、流量調節手段１０８を調節する。
【００５９】
つまり、コージェネレーションシステムの運転を続けることによって貯湯槽１０５内部の温水が貯湯槽１０５内部を満たした場合、貯湯槽１０５内の温水を温水利用機器である浴槽２に自動的に温水を供給することにより、貯湯槽１０５内の温水量を減らす。そして、貯湯槽１０５内の温水量を減らして、供給によって減少する温水を補うために冷たい水（市水）を補給し、熱交換を続行する。
【００６０】
さらに、温水を温水利用機器である浴槽２に自動的に供給するにあたって、温水供給制御装置５に記録されたそれまでの消費者の温水の消費傾向から浴槽に必要な温水の供給量、供給する温水の温度、使用する時間帯を判断する。そして、、たとえ貯湯槽１０５が温水で満水の場合でなくても、その時間帯に消費者が希望する温度の温水を温水流量調節手段１０８を調節することによって、必要な量だけ浴槽２に供給する。
【００６１】
かくして、貯湯槽１０５内に蓄えられている温水量を減らし、見掛け上貯湯槽１０５の貯湯容量を大きくすることができるようになる。また、消費者が温水を必要としない時間帯に温水を供給することによる熱の浪費をなくすことによって排熱利用の効率化を図ることができる。また、利用者が必要とする温度の温水を自動的に供給することによって利用者の利便性を向上することができる。
【００６２】
つまり、温水供給制御手段を設けることによって、温水利用機器での温水の需要を判断し、温水が必要な時間帯に自動的に温水を温水利用機器へと供給することによって温水利用の効率化を図ったものである。かくして、消費者が温水を必要としない時間帯に温水を供給する事による排熱の浪費を無くし、排熱利用の効率化を図る事ができる。
【００６３】
また、温水利用機器に温水消費量検知手段を設けることによって、温水利用機器での温水の必要量を検知し、温水の需要がなくなった場合に温水の供給を自動的に停止することによって温水利用の効率化を図ったものである。かくして、温水利用機器で必要とされる温水の量を自動的に検知する事によって温水供給の際の供給過剰を回避する事ができ、排熱利用の効率化を図る事ができる。
【００６４】
また、温水利用機器に温水温度検知手段を設けることによって温水利用機器で消費される温水の温度を検知し、消費者が必要とする温水の温度に自動的に調節することができるようにしたものである。かくして、温水利用機器で必要とされる温水の温度を自動的に検知し、供給する温水の温度を自動的に調節する事によって貯湯槽内に蓄えられた熱の浪費を解消することで排熱利用の効率化を図る事ができると同時に消費者の利便性を向上する事ができる。
【００６５】
（実施の形態４）
はじめに、本発明の実施の形態４におけるコージェネレーションシステムの構成図である図４を参照しながら、本実施の形態のコージェネレーションシステムの構成について説明する。
【００６６】
本実施の形態のコージェネレーションシステムは、燃料の供給を受けて発電を行う燃料電池本体６と、燃料電池本体６が発電する際に発生する熱を冷却するための冷却媒体循環経路１０２と、冷却媒体を循環させるための冷却媒体循環ポンプ１０３と、冷却媒体循環経路１０２によって発電装置本体１０１から取り出された熱を回収するための熱交換器１０４と、熱交換器１０４によって回収された熱を温水として蓄える貯湯槽１０５と、貯湯水を熱交換器１０４に循環させるための貯湯水循環経路１０６および貯湯水循環ポンプ１０７と、温水利用機器に供給される温水の流量を調節すると同時に市水からの冷水供給量を調節し供給することによって温水の温度を調節するための流量調節手段１０８と、天然ガスや都市ガスなどを改質し、水素リッチなガスを生成して燃料電池本体６に供給する改質器１０９と、酸化剤を燃料電池本体６に供給する空気供給ブロワ１１０と、温水利用機器である浴槽２と貯湯水を温水利用機器に供給する際にその供給量を検知するための温水供給量検知手段３と、温水利用機器に供給される温水の温度を測定するための温水温度検知手段４と、温水供給量検知手段３および温水温度検知手段４により検知した温水供給量、温水温度と共に温水を供給した時間帯を記録し供給量を調節するための温水供給制御装置５とで構成されている。
【００６７】
なお、上述の各手段の内、前述した実施の形態１〜３のコージェネレーションシステム（図１〜３参照）と同じ機能を有する手段には同一の符号を付与しており、それらの機能は実施の形態１〜３のコージェネレーションシステムの各手段の機能に準ずる。
【００６８】
本実施の形態のコージェネレーションシステムの特徴は、発電装置本体として燃料電池本体６を備えた点にある。
【００６９】
つぎに、本実施の形態のコージェネレーションシステムの動作について説明する。
【００７０】
燃料電池本体６は改質器１０９より供給された水素リッチガスおよび空気供給装置１１０により供給された酸素含有ガスを内部で反応させることにより発電し負荷へと供給すると同時に反応による熱が発生する。
【００７１】
この熱を放置すると燃料電池本体６の温度が上昇してしまい、安定した発電が出来なくなるため、燃料電池本体６に冷却媒体循環経路１０２および冷却媒体循環ポンプ１０３を設け、燃料電池本体６内部に冷却媒体を循環させることによって燃料電池本体６の温度を一定に保つようにする。
【００７２】
この冷却媒体によって燃料電池から回収された排熱は貯湯槽１０５内から貯湯水循環経路１０６および貯湯水循環ポンプ１０７によって熱交換器１０４に送られた水と熱交換器１０４を介して熱交換し、ある一定の温度まで冷却された後再び燃料電池本体６に戻される。熱交換器１０４によって昇温された水は貯湯水循環経路１０６によって再び貯湯槽１０５に戻され、温水として保存されると共に、温水利用機器としての風呂や空調機器などに供給される。
【００７３】
従来のコージェネレーションシステムでは、燃料電池システムの運転を続けることによって貯湯槽内部の温水が貯湯槽内部を満たした場合、通常は冷却媒体循環系路上などに放熱器などを設け、冷却水を所定の温度まで冷却してから再び燃料電池本体に戻すか（もしくは燃料電池システムの運転を停止する）ことが一般的であった。
【００７４】
本実施の形態のコージェネレーションシステムでは、前述した実施の形態３の場合と同様の手法でコージェネレーションシステムの運転を継続することができ、排熱利用の効率化および利用者の利便性の向上を図ることができる。また、発電装置本体を燃料電池とすることによってコージェネレーションシステム全体の効率を向上することが可能となる。
【００７５】
より具体的に述べると、特にＰＥＭＦＣ（Ｐｒｏｔｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）においては、動作温度が他のコージェネに対して１００℃以下と低く、廃熱を回収する際に蒸気として回収することが難しく、温水としての回収しかできず、他のコージェネで行われているような蒸気を利用した発電などの他のエネルギー（電力など）への変換が難しい。このため、燃料電池を運転することによって生じる熱エネルギーは温水として保存するのが一般的である。
【００７６】
これに対して、燃料電池システムを運転する際には燃料電池本体を所定の温度範囲内に保つ必要があり、発電の際に発生する熱を何らかの方法で回収し、貯蔵、もしくは放熱する必要がある。放熱をする場合は燃料電池本体で発生するのと同じ量の熱量を放熱する放熱器などを設ければ良いが、総合効率向上の面から回収した熱をそのまま大気中に放出してしまう方法は極力避けたい。
【００７７】
しかしながら、温水として貯蔵する場合、温水を貯蔵する貯湯タンクの容量以上には温水を貯蔵することが出来ない。
【００７８】
このため、発電容量に見合った貯湯タンクを設ける必要があるが、極端なタンクの大型化は一般家庭で使用するには不向きである。そこで、タンクの容量を最低限必要な容量とし、電力需要の増加によって貯湯タンク内が温水で満たされた場合には一般家庭内で使用されている温水利用機器に自動的に温水を供給することで温水利用機器を見かけ上の第２の貯湯タンクとして利用することに、本発明者は思い至ったわけである。
【００７９】
つまり、発電装置本体に燃料電池を用いることによってコージェネレーションシステムの効率化を図ったものである。かくして、発電装置本体に燃料電池を用いる事によってコージェネレーションシステムにおける総合効率を向上する事ができる。
【００８０】
なお、本実施の形態では温水利用機器として浴槽を例に挙げたが浴槽に限らず洗濯機などの温水を消費する機器であればよく、その作用効果に差異を生じない。
【００８１】
つまり、本発明の貯留機能を有する所定の機器は、上述された実施の形態においては、浴槽または洗濯機であったが、これに限らず、たとえば、ポット、トイレの洗浄水タンク、食器洗い乾燥機、洗面台（シャンプードレッサーなど）、暖房機器（室内暖房機器、浴室暖房機、デシカント空調（乾燥空調）機など）などであってもよい。
【００８２】
より具体的に述べると、浴槽、洗濯機、ポットは、常に温水を貯蔵することが可能であり、トイレの洗浄水タンクも、洗浄効果アップの面から効果的な利用が可能である。
【００８３】
食器洗い乾燥機は、食器乾燥時の熱を温水から供給する方式を取れば温水利用先（温水貯蔵先）として常時利用可能だが、現在このような商品は余り一般的ではないため、食器洗浄時のみに限って使用してもよい。
【００８４】
洗面台は、温水を利用する機会がまれである上に、放熱先が変わるだけで燃料電池システム内に放熱器を設けるのとさほど違いがない場合が多いが、温水を貯蔵することは可能である。
【００８５】
暖房機器は、通常冬季のみの使用となることから、室内暖房などに限ると夏季にやや不便が生じる。もちろん、浴室暖房機は夏季でも浴室の乾燥、衣類乾燥等に熱を利用するため常時使用可能であり、デシカント空調も夏季には除湿に熱を利用するため常時使用可能である（ただし、暖房機器は、温水貯蔵先というよりもむしろ温水利用先である）。なお、大型の温水利用先である設備橋詰としては、温水チラー（温水冷却装置）などを利用してもよい。
【００８６】
以上においては、実施の形態１〜４について詳しく説明した。
【００８７】
なお、本発明の貯留機能を有する所定の機器は、上述された実施の形態においては、単数であったが、複数であってもよい。
【００８８】
また、本発明の履歴検出手段は、上述された実施の形態３においては、その供給がユーザの手動操作に応じて行われたか自動的に行われたかにかかわらず、一律に供給の履歴を検出した。しかし、これに限らず、本発明の履歴検出手段は、たとえば、ユーザの手動操作による供給専用の専用経路を設けておき、その専用経路からの供給量を自動的な供給と区別して検出することにより、供給の内、ユーザの手動操作に基づいて行われた部分の履歴を検出してもよい。このような場合には、制御手段は、そのユーザの手動操作に基づいて行われた部分の履歴の検出の結果を、熱交換の効率の検出結果に加味してより精密な制御を行ってもよい。
【００８９】
また、本発明の制御手段は、上述された実施の形態３においては、温水供給量検知手段３や温水温度検知手段４の検知結果を履歴として加味し、温水の供給を行うための制御を行った。しかし、これに限らず、本発明の制御手段は、たとえば、履歴に関わらずにあらかじめセットされた所定の温度で温水の供給を行うための制御を行ってもよい。
【００９０】
なお、本発明に関連する発明には、上述した本発明のコージェネレーションシステムの全部または一部の手段（または、装置、素子、回路、部など）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムが含まれる。もちろん、コンピュータは、ＣＰＵなどの純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアやＯＳ、さらに周辺機器を含むものであっても良い。
【００９１】
また、本発明に関連する発明には、上述した本発明に関連する発明のコージェネレーションシステム制御方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用など）の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムが含まれる。
【００９２】
なお、本発明の一部の手段（または、装置、素子、回路、部など）、本発明の一部のステップ（または、工程、動作、作用など）は、それらの複数の手段またはステップの内の幾つかの手段またはステップを意味する、あるいは一つの手段またはステップの内の一部の機能または一部の動作を意味するものである。
【００９３】
また、本発明の一部の装置（または、素子、回路、部など）は、それら複数の装置の内の幾つかの装置を意味する、あるいは一つの装置の内の一部の手段（または、素子、回路、部など）を意味する、あるいは一つの手段の内の一部の機能を意味するものである。
【００９４】
また、本発明に関連する発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に関連する発明に含まれる。また、本発明に関連する発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。また、本発明に関連する発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【００９５】
なお、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【００９６】
また、本発明に関連する発明には、上述した本発明のコージェネレーションシステムの全部または一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体が含まれる。
【００９７】
また、本発明に関連する発明には、上述した本発明に関連する発明のコージェネレーションシステム制御方法の全部または一部のステップの全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する媒体が含まれる。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明は、コージェネレーションシステム全体における熱利用をより無駄なく行うことができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコージェネレーションシステムの構成図
【図２】本発明の実施の形態２におけるコージェネレーションシステムの構成図
【図３】本発明の実施の形態３におけるコージェネレーションシステムの構成図
【図４】本発明の実施の形態４におけるコージェネレーションシステムの構成図
【図５】従来のコージェネレーションシステムの構成図
【符号の説明】
１  三方弁
２  浴槽
３  温水供給量検知手段
４  温水温度検知手段
５  温水供給制御手段
５′  制御部
１０１  発電装置本体
１０２  冷却媒体循環経路
１０３  冷却媒体循環用ポンプ
１０４  熱交換器
１０５  貯湯槽
１０６  貯湯水循環経路
１０７  貯湯水循環ポンプ
１０８  流量調節手段
【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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