專利名稱：燃料電池熱電聯合系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及操作燃料電池熱電聯合系統的方法，所述系統利用燃料電池產生電力并提供熱能，并涉及用于該方法的程序和記錄媒體。
背景技術：
除非燃料電池的溫度升高到預定的溫度，燃料電池熱電聯合系統不能夠產生電力，因此，燃料電池在啟動期間需要被預熱。在相關技術的燃料電池熱電聯合系統中，使用加熱器加熱冷卻水，由此使燃料電池的溫度升高。然而，使用加熱器的溫度升高方法具有這樣的缺點在啟動燃料電池熱電聯合系統期間消耗的電能較大。因此，已提出了一種方法，包括在啟動期間使用存儲在存儲熱水罐中的熱水來提高燃料電池的溫度(參見例如JP-A-2002-42841)。這種方法的構造如圖4所示。燃料電池11經歷供給的富氫氣(下文中稱作“燃料氣體”)和諸如空氣的氧化劑氣體的反應以產生電能和熱能。燃料氣體通過在燃料處理裝置21中在包含水蒸汽的氣氛中加熱初始材料如天然氣來產生。氧化劑氣體通過空氣供給單元41被供給燃料電池11。
在起始階段供熱以提高燃料電池11的溫度并且在產生電力期間除去產生的熱能以將燃料電池11保持在預定溫度下的冷卻水通過冷卻水循環泵12在燃料電池中循環。通過燃料電池11的冷卻水接著與冷卻水熱交換器13中的存儲熱水進行熱交換。在存儲熱水罐31中存儲著熱水，用以回收由燃料電池系統產生的熱。
在電力產生期間，通過廢熱傳遞裝置39從存儲熱水罐31的底部取出存儲熱水，存儲熱水通過所述廢熱傳遞裝置39被送到存儲熱水通路15，然后通過冷卻水熱交換器13，在那里接著與流過冷卻水通路16的冷卻水進行熱交換。這樣回收了熱量的存儲熱水接著通過廢熱傳遞裝置39返回到存儲熱水罐31的頂部。
在起始階段，從所存儲的熱水31至存儲熱水通路15的通路由廢熱傳遞裝置39切換。換句話說，存儲的熱水被從存儲熱水罐31的頂部取出，接著通過冷卻水熱交換器13，在那里向冷卻水提供熱能，這樣向冷卻水提供熱能后的存儲熱水接著返回到存儲熱水罐31的底部。通過如此向冷卻水傳遞存儲熱水罐31的熱量，燃料電池11的溫度被升高。通過利用上述燃料電池熱電聯合系統中的存儲熱水罐31中的熱水提高燃料電池11的溫度，可減少在起始階段消耗的電能。
此外，作為另一個例子，已經提出，在存儲熱水通路15上的冷卻水熱交換器13的上游設置從燃料處理裝置21回收熱能的廢氣熱交換器23，從而從廢氣中回收的熱能通過冷卻水熱交換器13被傳遞給冷卻水，以在圖5示出的燃料電池熱電聯合系統中加速燃料電池的溫度升高(參見例如JP-A-2002-25591)。
然而，圖4示出的燃料電池熱電聯合系統的缺點在于當互相交換熱量的存儲熱水和冷卻水的溫度差較小時，它花費較多的時間來提高冷卻水的溫度。
此外，即使當只有從廢氣回收的熱量被用于提高燃料電池的溫度時，如圖5中的燃料電池熱電聯合系統，用于啟動燃料電池所需要的時間不能被充分地減少。這樣，可提出包括如圖4所示構造和如圖5所示構造的結合構造，但是即使這樣的情況也存在這樣的缺點燃料電池的溫度不能達到期望的操作溫度，或者，即使達到了操作溫度，用于啟動燃料電池的時間不能被充分地減少。

發明內容
本發明的一個目的鑒于上述問題，提供一種燃料電池熱電聯合系統、一種操作燃料電池熱電聯合系統的方法以及用于該方法的程序和記錄媒體，從而，即使當存儲熱水和冷卻水的溫度差較小時也可在短的時間段內提高燃料電池的溫度以減少在啟動之前所需要的時間。
為了解決上述的問題，本發明的第一發明是一種燃料電池熱電聯合系統，包括
燃料電池，其連接到燃料處理裝置并具有冷卻水通路；第一熱交換裝置，其設置在上述的冷卻水通路中；存儲熱水通路，通過該通路存儲熱水經由上述的第一熱交換裝置經歷與上述的冷卻水的熱交換；存儲上述存儲熱水的存儲熱水罐；存儲熱水控制裝置，用于循環上述的存儲熱水，以便在上述燃料電池的操作起始階段將存儲在上述的存儲熱水罐中的熱水的熱能經由上述的存儲熱水通路和上述的第一熱交換裝置傳遞給上述的燃料電池；存儲熱水溫度測量裝置，用于測量流入上述第一熱交換裝置中的存儲熱水的溫度；存儲熱水流速調節裝置，用于調節流過上述存儲熱水通路的存儲熱水的流速；流速控制裝置，用于根據由上述存儲熱水測量裝置測量的存儲熱水的溫度控制上述的存儲熱水流速調節裝置；和第二熱交換裝置，其連接到上述的存儲熱水通路中的上述第一熱交換裝置的上游，用于與上述燃料處理裝置的廢氣進行熱交換，其中上述流速控制裝置控制上述的存儲熱水流速調節裝置，以便在上述燃料電池的操作起始階段在上述存儲熱水的溫度處于或小于第一預定溫度時減小流過上述存儲熱水通路的存儲熱水的流速。
本發明的第二發明是根據本發明的第一發明的燃料電池熱電聯合系統，其中上述的第一預定溫度是上述燃料電池的操作溫度。
本發明的第三發明是本發明的第一發明的燃料電池熱電聯合系統，其中在上述冷卻水通路上的上述第一熱交換裝置上游進一步設置冷卻水溫度測量裝置，并且，上述的流速控制裝置在上述存儲熱水的溫度小于上述冷卻水的溫度和預定溫度的總和時調節上述存儲熱水流速調節裝置以便提高存儲熱水的上述溫度，從而進一步減小流過上述存儲熱水通路的存儲熱水的流速。
本發明的第四發明是根據本發明的第三發明的燃料電池熱電聯合系統，其中上述的流速控制裝置調節上述的存儲熱水流速調節裝置以便存儲熱水的上述溫度提高到作為上限的第二預定溫度，從而減小流過上述存儲熱水通路的存儲熱水的流速，和上述的第二預定溫度是由在上述的第二熱交換裝置中回收預定量的由上述的燃料處理裝置排放的廢氣中包含的水分所需要的溫度來確定的。
本發明的第五發明是本發明的第四發明的燃料電池熱電聯合系統，其中回收由上述的燃料處理裝置排放的廢氣中包含的水分的回收水罐，和上述的第二預定溫度是將上述的回收水供給到系統中時使預定的水位保持在上述回收水罐中的溫度。
本發明的第六發明是本發明的第一或第三發明的燃料電池熱電聯合系統，其中進一步設置回收由上述的燃料處理裝置排放的廢氣中包含的水分的回收水罐，和上述的流速控制裝置調節上述的存儲熱水流速調節裝置，以便在將上述回收水供給到系統中時當上述回收水罐中的水位下降到預定值以下時，暫停流過上述的存儲熱水通路的存儲熱水的流速的下降，或者提高上述的存儲熱水的流速。
本發明的第七發明是本發明的第一發明的燃料電池熱電聯合系統，其中上述的第一預定溫度預定在60℃-80℃的范圍內。
本發明的第八發明是本發明的第四發明的燃料電池熱電聯合系統，其中上述的第二預定溫度預定在40℃-50℃的范圍內。
本發明的第九發明是本發明的第三發明的燃料電池熱電聯合系統，其中上述的預定溫度預定在5℃-10℃的范圍內。
本發明的第十發明是一種操作燃料電池熱電聯合系統的方法，包括以下步驟循環上述的存儲熱水以便在上述的燃料電池的啟動操作期間經由上述的存儲熱水通路和上述的第一熱交換裝置將存儲在上述的存儲熱水罐中的熱水的熱能傳遞給上述的燃料電池的冷卻水通路的步驟；測量流到上述的第一熱交換裝置中的存儲熱水的溫度的步驟；將來自燃料處理裝置的廢氣的熱能經由連接到上述第一熱交換裝置上游的上述存儲熱水通路的第二熱交換裝置傳遞給上述的存儲熱水的步驟；和在上述燃料電池的啟動操作期間，當上述存儲熱水的溫度處于或小于第一預定溫度時減小流過上述的存儲熱水通路的存儲熱水的流速的步驟。
本發明的第十一發明是用于本發明的第一發明的燃料電池熱電聯合系統的程序，用于操作作為流速控制裝置的計算機，以便在上述燃料電池的起始操作期間，控制上述的存儲熱水流速調節裝置，從而當上述存儲熱水溫度測量裝置測量的上述存儲熱水的溫度處于或小于第一預定溫度時，減小流過存儲熱水通路的存儲熱水的流速。
本發明第十二發明是其上承載有本發明的第十一發明的程序的記錄媒體，其可被計算機處理。
根據本發明，提供了一種燃料電池熱電聯合系統、一種操作燃料電池熱電聯合系統的方法和用于該系統和方法的程序和記錄媒體，它們可在短的時間段內提高燃料電池的溫度，以便即使當存儲熱水和冷卻水的溫度差較小時也能減少啟動前所需要的時間。


圖1是本發明的實施例1的燃料電池熱電聯合系統的配置圖；圖2是本發明的實施例2的燃料電池熱電聯合系統的配置圖；圖3是本發明的實施例4的燃料電池熱電聯合系統的配置圖；圖4是相關技術的燃料電池熱電聯合系統的配置圖；圖5是另一相關技術的燃料電池熱電聯合系統的配置圖。
符號說明11燃料電池12冷卻水循環泵13冷卻水熱交換器14冷卻水溫度測量裝置21燃料處理裝置22燃燒室23廢氣熱交換器31存儲熱水罐32存儲熱水循環泵33存儲熱水通路切換裝置
34，35三通閥36存儲熱水溫度測量裝置37流速控制裝置38流速調節裝置39廢熱傳遞裝置41空氣供給單元具體實施方式
以下參照附圖1-3描述本發明的實施例。
(實施例1)圖1示出了本發明的實施例1的燃料電池熱電聯合系統。圖1示出的燃料電池熱電聯合系統包括使用燃料氣體和諸如空氣的氧化劑氣體產生電能和熱能的燃料電池11；燃料處理裝置21，用于加熱起始材料以產生燃料氣體并將燃料氣體供給燃料電池11中；燃燒室22，其設置在燃料處理裝置21內，用于加熱起始材料；空氣供給裝置41，用于將氧化劑氣體供給到燃料電池11中；冷卻水通路16，用于循環冷卻水以在燃料電池熱電聯合系統的操作起始階段將燃料電池11保持在預定的溫度下；冷卻水循環泵12，用于使冷卻水在冷卻水通路16中循環；冷卻水熱交換器13，其設置在冷卻水通路16上，作為本發明的第一熱交換裝置的例子，用于在冷卻水和存儲熱水之間進行熱交換；存儲熱水罐31，用于存儲熱水；存儲熱水切換裝置33，用于在起始階段和產生電力階段之間利用三通閥34和35切換從存儲熱水罐31到存儲熱水通路15的通路；存儲熱水循環泵32，用于循環存儲的熱水；以及廢氣熱交換裝置23，其連接到冷卻水熱交換裝置13的上游點，作為本發明的第二熱交換裝置的例子，以從來自燃燒室22的廢氣中回收熱和水。所述燃料電池熱電聯合系統還包括存儲熱水測量裝置36，用于測量流入冷卻水熱交換裝置13中的存儲熱水的溫度；流速控制裝置37，用于給出控制存儲熱水通路15中的存儲熱水的流速的指令；以及流速調節裝置38，其作為本發明的存儲熱水流速調節裝置的例子，用于根據來自流速控制裝置37的指令調節存儲熱水的流速，設置在存儲熱水通路15中廢氣熱交換器23和冷卻水熱交換器13之間。
圖1的箭頭A和B分別指示在燃料電池熱電聯合系統產生電力期間存儲熱水的流動，以及在起始階段存儲熱水的流動。
接著，將描述這樣配置的燃料電池熱電聯合系統的操作。
以下描述在電力產生操作期間的操作。
燃料處理裝置21在含水蒸汽的氣氛中加熱諸如天然氣的從外部供給的起始材料，以產生含氫的燃料氣體。燃料處理裝置21由燃燒室22加熱。廢氣熱交換器23將來自從燃燒室22排放的廢氣的熱傳遞給存儲熱水，同時從廢氣中回收冷凝的水蒸汽。
燃料電池11從這樣產生的燃料氣體和從空氣供給裝置41供給的氧化劑氣體產生電力。冷卻水通過冷卻水循環泵12經由燃料電池11循環，以除去由電力產生過程產生的熱。溫度已被升高的冷卻水經受與冷卻水熱交換器13中的存儲熱水的熱交換，以釋放熱量。在電力產生期間(在電力產生操作期間)，存儲熱水切換裝置33中的三通閥34和35被切換到箭頭A指示的一側，從而存儲熱水被從存儲熱水罐31的底部取出，然后被存儲熱水循環泵32循環，順序地通過各種熱交換器，即，廢氣熱交換器23和冷卻水熱交換器13，以回收熱量。如此回收了熱量的存儲熱水接著返回到存儲熱水罐31的頂部。這樣，溫度已經升高的存儲熱水順序地在存儲熱水罐31的頂部供給存儲熱水罐31，以便執行分層(lamination)沸騰。
接著，將描述具有上述配置的燃料電池熱電聯合系統的起始操作。
為了啟動該燃料電池熱電聯合系統，有必要使燃料電池11和燃料處理裝置21的溫度到達預定的反應溫度。為此，有必要對它們進行預熱。燃料處理裝置21由燃燒室22加熱以提高其溫度。在起始階段，存儲熱水通路切換裝置33中的三通閥34和35被切換到由箭頭B指示的一側。這樣，存儲熱水通路15被切換以便存儲在存儲熱水罐31中的熱水的熱能被傳遞到燃料電池11。換句話說，存儲在存儲熱水罐31頂部的被加熱的水被取出，然后由存儲熱水循環泵32通過存儲熱水通路15循環。流過存儲熱水通路15的存儲熱水從廢氣熱交換器23中的廢氣中回收熱量，以提高其溫度。溫度如此被升高的存儲熱水在冷卻水熱交換器13中經歷與通過冷卻水通路16循環的冷卻水的熱交換，以加熱所述冷卻水。之后，將熱量釋放給冷卻水的存儲熱水返回到存儲熱水罐31的底部。另一方面，這樣被加熱的冷卻水流過燃料電池11以使燃料電池11的溫度增加到產生電力所需要的預定的期望溫度(作為本發明第一預定溫度的例子的燃料電池的操作溫度)。
流速控制裝置37調節流速調節裝置38，以在由存儲熱水溫度測量裝置36測量的冷卻水熱交換器13入口的存儲熱水的溫度為期望溫度或更低溫度時，減小流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速。作為流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速減小的結果，由廢氣熱交換裝置23中的存儲熱水回收的熱量增加，以增加存儲熱水的溫度，使得冷卻水熱交換器13的存儲熱水通路15一側的存儲熱水的溫度與冷卻水熱交換器13的冷卻水通路16一側的冷卻水的溫度的差較大，從而使得有可能有效地將存儲在存儲熱水罐31中的熱和/或在燃料處理裝置21中產生的熱傳遞給燃料電池11。因此，相應地，達到啟動燃料電池11所需的溫度之前所需的時間可被減少。
此外，預先確定存儲熱水流速的降低以便在存儲熱水的溫度提高時，使存儲熱水的溫度和期望溫度之間的差保持為至少預定值。
并且，當燃料電池11的溫度到達期望溫度以完成產生電力的準備時，三通閥34、35被切換以啟動正常操作。
在燃料電池11為聚合物電解液類型時，所說的期望溫度的例子包括60℃-80℃。存儲熱水溫度和期望溫度的差的優選例子包括5℃-10℃。
根據這樣的燃料電池熱電聯合系統，可利用在電力產生操作期間存儲在存儲熱水罐31中的熱能來提高起始階段中燃料電池11的溫度。因此，可減少在起始階段消耗的電能，使得有可能提高燃料電池熱電聯合系統的效率。此外，通過從廢氣中回收熱以便存儲熱水進一步提高溫度并在冷卻水熱交換器13中經歷與冷卻水的熱交換，可使存儲熱水和冷卻水的溫度差更大，使得有可能減小提高燃料電池11的溫度所需要的時間。
另外，即使當存儲在存儲熱水罐31中的熱水的溫度小于用于提高燃料電池11的溫度所需要的期望溫度時，來自燃燒室22的廢氣的熱可在廢氣熱交換器23中回收以將燃料電池11的溫度提高到期望溫度。
此外，可調節存儲熱水的流速以便將冷卻水熱交換器13中的存儲熱水的溫度保持為恒定溫度或以上，使得有可能減少提高燃料電池11的溫度所需要的時間。并且，當冷卻水熱交換器13中存儲熱水和冷卻水的溫度差保持恒定溫度或以上時，可進一步減少提高燃料電池11的溫度所需要的時間。
根據本發明的實施例的熱電聯合系統，當例如在家庭中使用燃料電池系統時，即使在燃料電池啟動期間，對存儲熱水罐31中的熱的利用幾乎沒有限制，使得有可能在家中充分地利用熱能。
(第2實施例)圖2是本發明第2實施例的燃料電池熱電聯合系統的配置圖。與第1實施例相同的構成元件被給予相同的標號，省略對它們的描述。本發明的當前實施例的燃料電池熱電聯合系統進一步包括作為一個構成元件的冷卻水溫度測量裝置14，其設置在冷卻水熱交換器13的上游，用于測量冷卻水熱交換器13入口處的冷卻水的溫度。并且，流速控制裝置37進一步具有根據存儲熱水的溫度和冷卻水的溫度，通過流速調節裝置38調節流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速的功能。
上述布置的本實施例的燃料電池熱電聯合系統在啟動階段的操作將在下文中描述。與實施例1相同的操作的描述將被省略。
被加熱并存儲在存儲熱水罐31中的熱水在冷卻水熱交換器13中經歷與冷卻水的熱交換，以加熱冷卻水。這時，流速控制裝置37控制流速調節裝置38以調節存儲熱水的流速，以便使由冷卻水溫度測量裝置14測量的冷卻水的溫度和由存儲熱水溫度測量裝置36測量的存儲熱水的溫度為預定值或以上，并且使存儲熱水的溫度在滿足需要的同時達到最小值。換句話說，當冷卻水的溫度和存儲熱水的溫度之差小于預定溫度差(即，當存儲熱水的溫度小于冷卻水的溫度和預定溫度的總和)時，流速控制裝置37向流速調節裝置38發出指令以減小流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速。
然而，這時，流速控制裝置37使得流速調節裝置38預先確定存儲熱水的流速，以便存儲熱水的溫度到達第二預定溫度或以下。這里使用的術語“第二預定溫度”是指在廢氣熱交換器23中回收包含在從燃料處理裝置21排放的廢氣中的預定量的水分所需要的溫度的上限。這樣的上限的例子包括40℃-50℃。
在廢氣熱交換器23和冷卻水熱交換器13中經受熱交換的存儲熱水接著返回到存儲熱水罐31的底部。
根據該實施例的燃料電池熱電聯合系統的構成，可調節存儲熱水的流速以將冷卻水熱交換器13中的存儲熱水的溫度和冷卻水熱交換器13中的冷卻水的溫度之差保持為恒定溫度或以上，并將廢氣熱交換器23出口處的存儲熱水的溫度(即，冷卻水熱交換器13入口的存儲熱水的溫度)保持為第二預定溫度或以下。因此，用于提高燃料電池11的溫度所需要的時間可被減少，在廢氣熱交換器23中回收的水量可被保持在預定值或以上。
盡管實施例1和2已經參照存儲熱水的流速被流速調節裝置38調節的情況進行了描述，本發明的存儲熱水流速調節裝置可與存儲熱水循環泵32形成為一體，以便存儲熱水的流速由存儲熱水泵32操作的量來調節。這樣，可以這樣布置以便當流速控制裝置37經出減小存儲熱水流速的指令時，根據該指令調節存儲熱水泵32的操作量，這樣，可施加與上述相同的效果。
(第3實施例)圖3是本發明第4實施例的燃料電池熱電聯合系統的配置圖。與實施例1-3相同的構成元件被給予相同的標號，省略對它們的描述。本發明的當前實施例的燃料電池熱電聯合系統包括連接到廢氣熱交換器23的回收水罐51。在回收水罐51內設置有水量測量裝置52，用于檢測從廢氣熱交換器23回收的水量(水位)。水量測量裝置52連接到流速控制裝置37。
接著，將描述本實施例的燃料電池熱電聯合系統的操作。
被加熱和存儲在存儲熱水罐31中的熱水在冷卻水熱交換器13中經歷與冷卻水的熱交換以加熱冷卻水。這時，流速控制裝置37控制流速調節裝置38以調節存儲熱水的流速，以便由冷卻水溫度測量裝置14測量的冷卻水的溫度和由存儲熱水溫度測量裝置36測量的存儲熱水的溫度之差保持在預定值或以上，并在滿足需要的同時保持回收水罐51中的水位。換句話說，當冷卻水和存儲熱水的溫度差為預定溫度差或以下時，流速控制裝置37向流速調節裝置38給出指令以減小流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速。
已被回收水罐51回收的水接著被供應到燃料電池熱電聯合系統的各個部分。因此，當從廢氣熱交換器23回收的水量(在預定的時間段進入回收水罐51的水量)與從回收水罐51供入各個部分的水(在前述的預定時間中自回收水罐51所排放的水量)的流速平衡時，回收水罐51中的水位保持恒定。當從廢氣熱交換器23回收的水的流速小于從回收水罐51供應的水的流速時，回收水罐51中的水位下降。
當水量測量裝置52檢測到回收水罐51中的水位到達預定值或以下時，流速控制裝置37調節流速調節裝置38以調節流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速的下降，以便由回收水罐51回收的水量增加直到回收率水罐51中的水位到達預定的水位。當罐51中的水位沒有達到預定值時，流速控制裝置37調節流速調節裝置38以在冷卻水溫度和存儲熱水的溫度之差為預定值或以上的條件下，增加流過存儲熱水通路15的存儲熱水的流速。當存儲熱水的流速增加時，存儲熱水的溫度下降，使得在廢氣熱交換器23中回收的冷凝水蒸汽量增加。換句話說，存儲熱水的流速減小從而冷卻水溫度和存儲熱水溫度之差在回收水罐51中的水位保持預定值的條件下達到預定值或以上。因此，進入回收水罐51中的水的流速大于從回收水罐51中排放的水的流速，使得回收水罐51中的水位升高。
因此，根據本實施例的燃料電池熱電聯合系統，在廢氣熱交換器23中回收的水量可保持為操作系統所需要的值，同時減小在啟動階段提高燃料電池的溫度所需要的時間。
實施例2已描述了廢氣熱交換器23中的回收水量被保持以便存儲熱水的溫度到達第二預定溫度或以下，但第二預定溫度對應于當回收水罐51中的預定水位如本實施例所述被保持時形成的存儲熱水的溫度的情況。
如上所述，根據本發明的燃料電池熱電聯合系統的構成，在電力產生操作起始階段存儲在存儲熱水罐中的熱水的熱能可被利用以減小提高燃料電池的溫度所需要的時間。
盡管已描述了本發明的存儲熱水罐為分層沸騰類型的情況，但也可使用其它類型的存儲熱水罐，在這樣的情況下，也能得到如上所述的相同效果。
此外，盡管描述了由燃料電池11產生的全部熱量在操作本發明的燃料電池熱電聯合系統期間存儲在存儲熱水罐31中的情況，但是，由燃料電池11產生的熱量的一部分可被存儲在存儲熱水罐3 1中，如果溫度高于常溫的存儲熱水在本發明的燃料電池熱電聯合系統的啟動階段從存儲熱水罐31供給，則可獲得與上述相同的效果。此外，即使當存儲在存儲熱水罐31中的熱水的溫度不高于常溫時，可在廢氣熱交換器23中實施熱交換，這樣，也能獲得如上所述的相同效果。
并且，盡管已描述了由三通閥34和35形成本發明的存儲熱水控制裝置的情況，存儲熱水控制裝置也可以被設置為從存儲熱水罐31到存儲熱水通路15的通路由其它的裝置來切換，在這種情況下，也能施加如上所述的相同效果。
此外，盡管已描述了本發明的第二熱交換裝置包括獨立于燃料處理裝置形成的廢氣熱交換器23的情況，本發明的第二熱交換裝置也可以與本發明的燃料處理裝置一體形成，只要將其設置為從本發明的燃料處理裝置排放的廢氣經歷與存儲熱水的熱交換，便可獲得如上所述的相同的效果。
并且，盡管已描述了本發明的第一預定溫度為燃料電池的操作溫度的情況，本發明的第一預定溫度可高于燃料電池的操作溫度。此外，在存儲熱水的溫度被控制到第二預定溫度或以下時，本發明的第一預定溫度可以暫時低于操作溫度。
本發明還涉及通過計算機執行本發明的燃料電池熱電聯合系統的流速控制裝置的全部或部分裝置或部件的功能的程序，包括與計算機聯合操作的程序。
本發明還涉及其上承載有通過計算機執行本發明的燃料電池熱電聯合系統的流速控制裝置的全部或部分裝置或部件的功能的程序的媒體，包括計算機可讀媒體，從該媒體上述程序可被讀取以與上述的計算機聯合執行上述的功能。
此外，這里使用的術語“部分裝置或部件”是指多個裝置或部件中的一部分或者一個裝置或部件的功能或操作的一部分。
此外，這里使用的術語“部分裝置或部件”是指多個裝置或部件中的一部分或者一個裝置或部件的部分裝置或部件或者一個裝置的部分功能。
此外，其上記錄有本發明的程序的計算機可讀記錄媒體被包括在本發明中。
此外，本發明的程序的一種工作形式為程序被記錄在計算機可讀記錄媒體上，以與計算機配合操作。
此外，本發明的程序的另一種工作形式為程序被傳輸媒體傳輸，然后被計算機讀取以與計算機配合操作。
記錄媒體的例子包括ROM，等。傳輸媒體的例子包括諸如互聯網、光、電輻射、聲波等。
此外，本發明的上述計算機不限于諸如CPU的純粹硬件，而是可包括固件(farmware)、OS以及外設。
如上所述，本發明的構造可在軟件或硬件基礎上實現。
工業應用性根據本發明的燃料電池熱電聯合系統、操作燃料電池熱電聯合系統的方法以及用于該系統和方法的程序和記錄媒體，即使當存儲熱水的溫度與冷卻水的溫度之差較小時，冷卻水的溫度也可在短的時間期間升高，使得有可能減少啟動所需要的時間，并且，它們對于具有存儲熱水罐等的燃料電池熱電聯合系統是有用的。
權利要求
1.一種燃料電池熱電聯合系統，包括燃料電池，所述燃料電池連接到燃料處理裝置并具有冷卻水通路；第一熱交換裝置，所述第一熱交換裝置設置在上述的冷卻水通路中；存儲熱水通路，通過該通路存儲熱水經由上述的第一熱交換裝置與上述的冷卻水進行熱交換；存儲上述存儲熱水的存儲熱水罐；存儲熱水控制裝置，用于循環上述的存儲熱水，以便在上述燃料電池的操作起始階段將存儲在上述的存儲熱水罐中的熱水的熱能經由上述的存儲熱水通路和上述的第一熱交換裝置傳遞給上述的燃料電池；存儲熱水溫度測量裝置，用于測量流入上述第一熱交換裝置中的存儲熱水的溫度；存儲熱水流速調節裝置，用于調節流過上述存儲熱水通路的存儲熱水的流速；流速控制裝置，用于根據由上述存儲熱水測量裝置測量的存儲熱水的溫度控制上述的存儲熱水流速調節裝置；和第二熱交換裝置，所述第二熱交換裝置連接到上述的存儲熱水通路中的上述第一熱交換裝置的上游，用于與上述燃料處理裝置的廢氣進行熱交換，其中上述流速控制裝置控制上述的存儲熱水流速調節裝置，以便在上述燃料電池的操作起始階段在上述存儲熱水的溫度處于或小于第一預定溫度時減小流過上述存儲熱水通路的存儲熱水的流速。
2.根據權利要求1的燃料電池熱電聯合系統，其中上述的第一預定溫度是上述燃料電池的操作溫度。
全文摘要
一種燃料電池熱電聯合系統，使得冷卻水溫度升高以便當存儲熱水和冷卻水溫度差較小時也可用較少的時間啟動，其包括燃料電池(11)；設置在冷卻水通路(16)中的冷卻水熱交換器(13)；存儲熱水通路(15)，與冷卻水熱交換的存儲熱水流過該通路；存儲熱水罐(31)；存儲熱水控制裝置(33)；存儲熱水溫度測量裝置(36)；存儲熱水流速調節裝置(38)；流速控制裝置(37)，用于控制存儲熱水流速調節裝置(37)；和廢氣熱交換器(23)，用于在燃料處理裝置(21、22)的廢氣和存儲熱水之間進行熱交換，其中流速控制裝置控制存儲熱水調節裝置，以便在燃料電池(11)的操作起始階段在存儲熱水的溫度處于或小于第一預定溫度時減小流過存儲熱水通路的存儲熱水的流速。
文檔編號H01M8/04GK1643720SQ0380611
公開日2005年7月20日 申請日期2003年9月19日 優先權日2002年9月20日
發明者田中良和, 中村彰成, 尾關正高 申請人:松下電器產業株式會社