JPH0922718A - 燃料電池装置 - Google Patents
燃料電池装置Info
- Publication number
- JPH0922718A JPH0922718A JP7169488A JP16948895A JPH0922718A JP H0922718 A JPH0922718 A JP H0922718A JP 7169488 A JP7169488 A JP 7169488A JP 16948895 A JP16948895 A JP 16948895A JP H0922718 A JPH0922718 A JP H0922718A
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- Japan
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- exhaust heat
- line
- fuel cell
- high temperature
- heat exchanger
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 第２の冷却塔を廃止し、システムの単純化を
図りコストの高騰を抑制した燃料電池コジェネレーショ
ン装置の高温排熱利用設備の提供。 【構成】 本発明の燃料電池コジェネレーションシステ
ムの高温排熱利用設備は、第１の熱交換器（１）を介装
し電池冷却水系の排熱を回収する高温排熱ライン（２）
と、該第１の熱交換器１で回収しきれない排熱を更に冷
却するための冷却塔（３）を備えた２次冷却ライン
（４）とにより構成され、更にこの２次冷却ライン
（４）に第２の熱交換器５を介装し、前記高温排熱ライ
ン（２）の第１の熱交換器１から燃料電池（６）に至る
復路（２１）の一部を分岐させ、バイパス回路（２２）
を設け、該バイパス回路（２２）と前記第２の熱交換器
（５）を流通させ、更にこのバイパス回路（２２）の前
記高温排熱ラインの復路（２１）との合流部（２３）に
三方弁７を介装して、高温排熱ライン２の燃料電池入口
（２５）の温度を一定に制御するように構成される。
図りコストの高騰を抑制した燃料電池コジェネレーショ
ン装置の高温排熱利用設備の提供。 【構成】 本発明の燃料電池コジェネレーションシステ
ムの高温排熱利用設備は、第１の熱交換器（１）を介装
し電池冷却水系の排熱を回収する高温排熱ライン（２）
と、該第１の熱交換器１で回収しきれない排熱を更に冷
却するための冷却塔（３）を備えた２次冷却ライン
（４）とにより構成され、更にこの２次冷却ライン
（４）に第２の熱交換器５を介装し、前記高温排熱ライ
ン（２）の第１の熱交換器１から燃料電池（６）に至る
復路（２１）の一部を分岐させ、バイパス回路（２２）
を設け、該バイパス回路（２２）と前記第２の熱交換器
（５）を流通させ、更にこのバイパス回路（２２）の前
記高温排熱ラインの復路（２１）との合流部（２３）に
三方弁７を介装して、高温排熱ライン２の燃料電池入口
（２５）の温度を一定に制御するように構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池装置に関す
る。より詳細には、本発明は燃料電池コジェネレーショ
ンの高温排熱利用設備に関する。
る。より詳細には、本発明は燃料電池コジェネレーショ
ンの高温排熱利用設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池コジェネレーションシス
テムは、図３で示す様に、燃料電池６と、熱交換器１を
介装した高温排熱ライン２と、該高温排熱ライン２で回
収或いは利用しきれなかった排熱を除去するための２次
冷却ライン４、とを備えている。そして該２次冷却ライ
ン４には、第１の冷却塔８が介装されている。ここで、
熱交換器（第１の熱交換器）１は図示しない熱的負荷に
接続されている。
テムは、図３で示す様に、燃料電池６と、熱交換器１を
介装した高温排熱ライン２と、該高温排熱ライン２で回
収或いは利用しきれなかった排熱を除去するための２次
冷却ライン４、とを備えている。そして該２次冷却ライ
ン４には、第１の冷却塔８が介装されている。ここで、
熱交換器（第１の熱交換器）１は図示しない熱的負荷に
接続されている。
【０００３】燃料電池６からの排熱、例えば出口温度が
８０℃以上の高温水または低圧蒸気、を前記熱交換器１
で熱交換される。或いは、該排熱は前記熱交換器１を介
して、例えば本出願人が既に出願した特願平６−７３４
２８号で開示する様な排熱投入型吸収式冷温水機によ
り、冷熱変換される。この様に、燃料電池６の高温排熱
は図示しない熱的負荷に対して供給される。
８０℃以上の高温水または低圧蒸気、を前記熱交換器１
で熱交換される。或いは、該排熱は前記熱交換器１を介
して、例えば本出願人が既に出願した特願平６−７３４
２８号で開示する様な排熱投入型吸収式冷温水機によ
り、冷熱変換される。この様に、燃料電池６の高温排熱
は図示しない熱的負荷に対して供給される。
【０００４】前記した燃料電池コジェネレーションシス
テムの高温排熱ライン２においては、例えば、燃料電池
６の定格運転時に、熱的負荷が燃料電池６の排出する排
熱量以下になった場合等では、高温排熱ライン２の温度
が上昇し過ぎてしまうことを防止するため、余剰の熱量
を放熱する必要がある。そのため、前述した高温排熱ラ
イン２の熱交換器１から燃料電池６に至る復路２１に、
第２の冷却塔９を介装したバイパス回路２２を設けてい
る。すなわち、燃料電池６の入口温度（符号１０で示す
温度センサで検知）に応答して三方弁７の開度を制御
し、復路２１を流れる流体を所定量だけバイパス回路２
２側へ流し、第２の冷却塔９で熱を排出しているのであ
る。
テムの高温排熱ライン２においては、例えば、燃料電池
６の定格運転時に、熱的負荷が燃料電池６の排出する排
熱量以下になった場合等では、高温排熱ライン２の温度
が上昇し過ぎてしまうことを防止するため、余剰の熱量
を放熱する必要がある。そのため、前述した高温排熱ラ
イン２の熱交換器１から燃料電池６に至る復路２１に、
第２の冷却塔９を介装したバイパス回路２２を設けてい
る。すなわち、燃料電池６の入口温度（符号１０で示す
温度センサで検知）に応答して三方弁７の開度を制御
し、復路２１を流れる流体を所定量だけバイパス回路２
２側へ流し、第２の冷却塔９で熱を排出しているのであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却塔を２つ
（第１の冷却塔８及び第２の冷却塔９）設ける必要があ
るため、構造が複雑化し、組立或いは加工時にコストが
嵩んでしまう。また、特に第２の冷却塔９のメンテナン
スに要するランニングコストの高騰を招く、という問題
が存在する。
（第１の冷却塔８及び第２の冷却塔９）設ける必要があ
るため、構造が複雑化し、組立或いは加工時にコストが
嵩んでしまう。また、特に第２の冷却塔９のメンテナン
スに要するランニングコストの高騰を招く、という問題
が存在する。
【０００６】本発明は上述した様な従来技術の問題点に
鑑みて提案されたもので、冷却塔を２つ設ける必要が無
く、システムの単純化及び各種コストの低減化を可能と
する様な燃料電池装置の提供を目的とする。
鑑みて提案されたもので、冷却塔を２つ設ける必要が無
く、システムの単純化及び各種コストの低減化を可能と
する様な燃料電池装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池装置
は、第１の熱交換器を介装し電池冷却水系の排熱を回収
する高温排熱ラインと、該高温排熱ラインで回収しきれ
ない排熱を除去するため冷却塔を介装している２次冷却
ラインとを備え、２次冷却ラインに第２の熱交換器を介
装し、前記高温排熱ラインの第１の熱交換器から燃料電
池に至る復路を分岐してバイパス回路を設け、該バイパ
ス回路は前記第２の熱交換器に連通してから高温排熱ラ
インに合流しており、バイパス回路を流れるバイパス流
量を制御するための三方弁と、燃料電池入口温度を計測
する計測手段と、該計測手段の計測結果に応答して燃料
電池入口温度が一定になる様に前記三方弁に対して制御
信号を出力する制御手段、とを含んでいる。
は、第１の熱交換器を介装し電池冷却水系の排熱を回収
する高温排熱ラインと、該高温排熱ラインで回収しきれ
ない排熱を除去するため冷却塔を介装している２次冷却
ラインとを備え、２次冷却ラインに第２の熱交換器を介
装し、前記高温排熱ラインの第１の熱交換器から燃料電
池に至る復路を分岐してバイパス回路を設け、該バイパ
ス回路は前記第２の熱交換器に連通してから高温排熱ラ
インに合流しており、バイパス回路を流れるバイパス流
量を制御するための三方弁と、燃料電池入口温度を計測
する計測手段と、該計測手段の計測結果に応答して燃料
電池入口温度が一定になる様に前記三方弁に対して制御
信号を出力する制御手段、とを含んでいる。
【０００８】
【作用】２次冷却ラインに第２の熱交換器を介装した本
発明の燃料電池装置によれば、高温排熱ラインの復路か
ら分岐したバイパス回路が該第２の熱交換器と熱交換を
行い、バイパス回路を流れる流体が保有する熱（排熱）
は２次冷却ラインに介装された冷却塔により廃棄され
る。その結果、従来技術において必要とされていた第２
の冷却塔を省略することが出来、システムの単純化が図
られる。
発明の燃料電池装置によれば、高温排熱ラインの復路か
ら分岐したバイパス回路が該第２の熱交換器と熱交換を
行い、バイパス回路を流れる流体が保有する熱（排熱）
は２次冷却ラインに介装された冷却塔により廃棄され
る。その結果、従来技術において必要とされていた第２
の冷却塔を省略することが出来、システムの単純化が図
られる。
【０００９】また、高温排熱ラインに第１及び第２の熱
交換器と冷却塔とを介装した本発明の燃料電池装置によ
れば、２次冷却ラインは前記第２の熱交換器に連通す
る。そして、２次冷却ラインを流れる流体が保有する熱
（排熱）は、第２の熱交換器及び高温排熱ラインを介し
て冷却塔により廃棄される。その結果、第２の冷却塔が
不要になる。
交換器と冷却塔とを介装した本発明の燃料電池装置によ
れば、２次冷却ラインは前記第２の熱交換器に連通す
る。そして、２次冷却ラインを流れる流体が保有する熱
（排熱）は、第２の熱交換器及び高温排熱ラインを介し
て冷却塔により廃棄される。その結果、第２の冷却塔が
不要になる。
【００１０】
【実施例】以下、図１、２を参照して、本発明の実施例
について説明する。
について説明する。
【００１１】図１において、燃料電池６と第１の熱交換
器１は高温排熱ライン２により連通しており、前記燃料
電池６で発生した高温排熱（流体）は、この第１の熱交
換器１内で熱交換され、或いは上述した様な排熱投入型
吸収式冷温水機により冷熱変換されて取り出される。そ
して、第２の熱交換器５を通過した後、排熱を保有する
流体は再び燃料電池６に戻る。
器１は高温排熱ライン２により連通しており、前記燃料
電池６で発生した高温排熱（流体）は、この第１の熱交
換器１内で熱交換され、或いは上述した様な排熱投入型
吸収式冷温水機により冷熱変換されて取り出される。そ
して、第２の熱交換器５を通過した後、排熱を保有する
流体は再び燃料電池６に戻る。
【００１２】前記高温排熱ライン２とは別に、高温排熱
ライン２で回収しきれなかった排熱を冷却するため、冷
却塔３が２次冷却ライン４に介装されている。そして、
２次冷却ライン４の往路には第２の熱交換器５が介装さ
れている。
ライン２で回収しきれなかった排熱を冷却するため、冷
却塔３が２次冷却ライン４に介装されている。そして、
２次冷却ライン４の往路には第２の熱交換器５が介装さ
れている。
【００１３】前記高温排熱ライン２は、第１の熱交換器
１から燃料電池６に至る復路２１においてバイパス回路
２２が分岐しており、該バイパス回路２２は、前記第２
の熱交換器５に連通している。バイパス回路２２と前記
高温排熱ライン２との合流部には三方弁７が介装されて
おり、前記高温排熱ライン２中の燃料電池入口部分に設
けられた温度センサ１０からの検出信号により、前記三
方弁７の開度が調節され、前記バイパス回路２２中の流
量が調整される。これにより燃料電池６の入口温度が一
定になる様に制御が行われる。
１から燃料電池６に至る復路２１においてバイパス回路
２２が分岐しており、該バイパス回路２２は、前記第２
の熱交換器５に連通している。バイパス回路２２と前記
高温排熱ライン２との合流部には三方弁７が介装されて
おり、前記高温排熱ライン２中の燃料電池入口部分に設
けられた温度センサ１０からの検出信号により、前記三
方弁７の開度が調節され、前記バイパス回路２２中の流
量が調整される。これにより燃料電池６の入口温度が一
定になる様に制御が行われる。
【００１４】なお図１において、符号１２はラインポン
プであり、符号１３は三方弁である。この三方弁１３
は、排熱を利用しない場合や非常時等に、排熱を第１の
熱交換器に流通させずに燃料電池６へそのまま戻すため
に用いられるものである。
プであり、符号１３は三方弁である。この三方弁１３
は、排熱を利用しない場合や非常時等に、排熱を第１の
熱交換器に流通させずに燃料電池６へそのまま戻すため
に用いられるものである。
【００１５】次に、図２の制御フローについて、図１を
も使用して説明する。先ずスタートして、高温排熱ライ
ン２の復路２１で燃料電池６入口近傍に設置された温度
センサ１０によって燃料電池入口温度Ｔを検出する（ス
テップＳ１）。次にステップＳ２に進み、上記燃料電池
入口温度Ｔが設定値Ｔ1 ≦Ｔ≦設定値Ｔ2 であるか否か
を判断して、設定値Ｔ1 ≦Ｔ≦設定値Ｔ2 の場合（ステ
ップＳ２がＹＥＳ）には制御を終了する。
も使用して説明する。先ずスタートして、高温排熱ライ
ン２の復路２１で燃料電池６入口近傍に設置された温度
センサ１０によって燃料電池入口温度Ｔを検出する（ス
テップＳ１）。次にステップＳ２に進み、上記燃料電池
入口温度Ｔが設定値Ｔ1 ≦Ｔ≦設定値Ｔ2 であるか否か
を判断して、設定値Ｔ1 ≦Ｔ≦設定値Ｔ2 の場合（ステ
ップＳ２がＹＥＳ）には制御を終了する。
【００１６】Ｔ≧Ｔ2 の場合にはステップＳ３に進み、
第２の三方弁７の開度を増加して第２の熱交換器５側に
開き、バイパス回路２２内を流れる第１の熱交換器１か
らの流量を増加させる。これにより、高温排熱は第２の
熱交換器５で更に冷却されるので、燃料電池入口温度は
低下する。
第２の三方弁７の開度を増加して第２の熱交換器５側に
開き、バイパス回路２２内を流れる第１の熱交換器１か
らの流量を増加させる。これにより、高温排熱は第２の
熱交換器５で更に冷却されるので、燃料電池入口温度は
低下する。
【００１７】またＴ≦Ｔ1 の場合にはステップＳ４に進
み、第２の三方弁７の開度を減少して第２の熱交換器５
側を閉じ、バイパス回路２２を流れる流量を減少させ
る。その結果、冷却塔３で廃棄される高温排熱量が減少
して、燃料電池入口温度は上昇する。そして制御を終了
する。
み、第２の三方弁７の開度を減少して第２の熱交換器５
側を閉じ、バイパス回路２２を流れる流量を減少させ
る。その結果、冷却塔３で廃棄される高温排熱量が減少
して、燃料電池入口温度は上昇する。そして制御を終了
する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明の燃料電池コジェ
ネレーション装置の高温排熱利用設備によれば、冷却塔
を１機のみとし、第２の冷却塔を廃止することが出来る
ので、システムの単純化が達成され、且つ、製造コスト
やメンテナンスコスト等を低く抑えることが出来る。
ネレーション装置の高温排熱利用設備によれば、冷却塔
を１機のみとし、第２の冷却塔を廃止することが出来る
ので、システムの単純化が達成され、且つ、製造コスト
やメンテナンスコスト等を低く抑えることが出来る。
【図１】本発明の１実施例を示すブロック図
【図２】図１における制御フローを示す制御フローチャ
ート
ート
【図３】従来技術を示すブロック図
１・・・第１の熱交換器 ２・・・高温排熱ライン ３・・・冷却塔 ４・・・２次冷却ライン ５・・・第２の熱交換器 ６・・・燃料電池 ７・・・第２の三方弁 ９・・・第２の冷却塔 ２１・・・復路 ２２・・・バイパス回路
Claims (1)
- 【請求項１】 第１の熱交換器を介装し電池冷却水系の
排熱を回収する高温排熱ラインと、該高温排熱ラインで
回収しきれない排熱を除去するため冷却塔を介装してい
る２次冷却ラインとを備え、２次冷却ラインに第２の熱
交換器を介装し、前記高温排熱ラインの第１の熱交換器
から燃料電池に至る復路を分岐してバイパス回路を設
け、該バイパス回路は前記第２の熱交換器に連通してか
ら高温排熱ラインに合流しており、バイパス回路を流れ
るバイパス流量を制御するための三方弁と、燃料電池入
口温度を計測する計測手段と、該計測手段の計測結果に
応答して燃料電池入口温度が一定になる様に前記三方弁
に対して制御信号を出力する制御手段、とを含むことを
特徴とする燃料電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169488A JPH0922718A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7169488A JPH0922718A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 燃料電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922718A true JPH0922718A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15887465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7169488A Pending JPH0922718A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0922718A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000059059A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer brennstoffzellenanlage und brennstoffzellenanlage |
| JP2003017105A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の冷却装置 |
| KR100780200B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2007-11-28 | 주식회사 효성 | 연료전지의 스택 냉각 및 온수 공급장치 |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP7169488A patent/JPH0922718A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000059059A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer brennstoffzellenanlage und brennstoffzellenanlage |
| JP2003017105A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の冷却装置 |
| KR100780200B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2007-11-28 | 주식회사 효성 | 연료전지의 스택 냉각 및 온수 공급장치 |
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