特開 2022-121782 熱供給システム及び熱供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022121782

(43)【公開日】2022-08-22

(54)【発明の名称】熱供給システム及び熱供給方法

(51)【国際特許分類】

   F24D 12/02 20060101AFI20220815BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20220815BHJP

   H01M 8/0432 20160101ALI20220815BHJP

   H01M 8/04746 20160101ALI20220815BHJP

   H01M 8/065 20160101ALI20220815BHJP

   H01M 8/0438 20160101ALI20220815BHJP

   H01M 8/04007 20160101ALI20220815BHJP

   F24D 3/00 20220101ALI20220815BHJP

   F24H 15/305 20220101ALI20220815BHJP

【ＦＩ】

F24D12/02

H01M8/04 J

H01M8/0432

H01M8/04746

H01M8/065

H01M8/0438

H01M8/04007

F24D3/00 B

F24D3/00 M

F24H7/02 603B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021018677

(22)【出願日】2021-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 裕太

(72)【発明者】

【氏名】下田 英介

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 成輝

(72)【発明者】

【氏名】前田 哲彦

【テーマコード（参考）】

3L070

5H127

【Ｆターム（参考）】

3L070BB06

3L070BB16

3L070DF07

3L070DG06

5H127AC15

5H127AC20

5H127BA02

5H127BA23

5H127CC07

5H127DB72

5H127DB74

5H127DB82

5H127DB98

5H127DC76

5H127DC83

5H127DC85

5H127DC92

(57)【要約】

【課題】合金タンクへの熱供給や建物への熱回収を効率良く行い、空調や給湯に利用することができる熱供給システム及び熱供給方法を提供する。
【解決手段】合金タンク部１０、蓄熱部２０、冷却部３０、及び発電部４０のそれぞれにおいて、熱媒体の流れをバイパスする配管５２、５４、５６、５８と、各部のそれぞれにおいて、熱媒体を前記バイパス経路に導くバイパス制御バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８と、各部の入口の温度を計測する温度計Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７と、温度計の計測結果と運転状況に基づいてバイパス制御バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８の開閉を制御する制御部７０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

合金タンク部と、蓄熱部と、冷却部と、発電部とを有し、前記合金タンク部に水素を貯蔵し、前記合金タンク部からの水素により前記発電部で発電を行うとともに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部の間を熱媒体を循環させ、前記蓄熱部で排熱を回収して利用するような熱供給システムであって、
前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、熱媒体の流れをバイパスするバイパス経路と、
前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、前記熱媒体を前記バイパス経路に導くバイパス制御バルブと、
前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれの入口の温度を計測する温度計と、
前記温度計の計測結果と運転状況に基づいて、前記バイパス制御バルブの開閉を制御する制御部と、
を備える熱供給システム。

【請求項2】

さらに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、前記熱媒体を循環させる循環経路と、
前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、前記熱媒体を前記循環経路中に循環させる循環制御バルブ及び循環ポンプとを備え、
前記制御部は、前記温度計の計測結果と運転状況に基づいて、前記バイパス制御バルブの開閉とともに、前記循環制御バルブの開閉及び前記循環ポンプの作動を制御する
ようにした請求項１に記載の熱供給システム。

【請求項3】

さらに、前記合金タンク部は圧力センサを備え、
前記制御部は、前記温度計の計測結果と運転状況とともに前記圧力センサの計測値に基づいて、前記循環制御バルブの開閉を制御する
ようにした請求項２に記載の熱供給システム。

【請求項4】

前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部は、それぞれ、熱交換器を介して前記熱媒体と熱交換を行うようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の熱供給システム。

【請求項5】

さらに、前記蓄熱部からの熱媒体を前記冷却部及び前記発電部をバイパスして前記合金タンク部に送る経路を設けるようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の熱供給システム。

【請求項6】

合金タンク部と、蓄熱部と、冷却部と、発電部とを有し、前記合金タンク部に水素を貯蔵し、前記合金タンク部からの水素により前記発電部で発電を行うとともに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部の間を熱媒体を循環させ、前記蓄熱部で排熱を回収して利用するような熱供給方法であって、
前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、熱媒体の流れをバイパスするバイパス経路を形成するとともに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、前記発電部のそれぞれにおいて、前記熱媒体を前記バイパス経路に導くバイパス制御バルブを設けておき、
温度計が前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれの入口の温度を計測し、
前記温度計の計測結果と運転状況に基づいて、前記バイパス制御バルブの開閉を制御する
ようにした熱供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱供給システム及び熱供給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水素を合金タンクに貯蔵しておき、合金タンクから水素を取り出し、燃料電池にて発電するシステムが一般的に知られている。合金タンク内の温度及び圧力は、合金タンクから水素を放出するにつれて下降する。このため、合金タンクから水素を継続して取り出し、燃料電池で発電を行うためには、合金タンクを加熱して昇圧させる必要がある。また、合金タンクへ水素を充填する際には、合金タンクを冷却して減圧する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１７０６９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

水素を利用した発電システムでは、燃料電池を冷却したときの排熱を合金タンクの加熱に利用することができる。更に、燃料電池を冷却したときの排熱や、合金タンクを冷却したときの排熱を利用して、ビルの空調や給湯に利用できる。そこで、水やエチレングリコール、プロピレングリコール等の不凍液を熱媒体としてシステムに循環させ、蓄熱槽やコンクリート等の熱容量の大きい躯体を利用して排熱を回収して、空調や給湯に利用するシステムが提案されている。しかしながら、特許文献１に示されているシステムでは、そのための効率的な運用方法については開示されていない。

【0005】

上述の課題を鑑み、本発明は、合金タンクへの熱供給や建物への熱回収を効率良く行い、空調や給湯に利用することができる熱供給システム及び熱供給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】

【0006】

本発明の一形態に係る熱供給システムは、合金タンク部と、蓄熱部と、冷却部と、発電部とを有し、前記合金タンク部に水素を貯蔵し、前記合金タンク部からの水素により前記発電部で発電を行うとともに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部の間を熱媒体を循環させ、前記蓄熱部で排熱を回収して利用するような熱供給システムであって、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、熱媒体の流れをバイパスするバイパス経路と、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、前記熱媒体を前記バイパス経路に導くバイパス制御バルブと、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれの入口の温度を計測する温度計と、前記温度計の計測結果と運転状況に基づいて、前記バイパス制御バルブの開閉を制御する制御部と、を備える。

【0007】

本発明の一形態に係る熱供給方法は、合金タンク部と、蓄熱部と、冷却部と、発電部とを有し、前記合金タンク部に水素を貯蔵し、前記合金タンク部からの水素により前記発電部で発電を行うとともに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部の間を熱媒体を循環させ、前記蓄熱部で排熱を回収して利用するような熱供給方法であって、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれにおいて、熱媒体の流れをバイパスするバイパス経路を形成するとともに、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、前記発電部のそれぞれにおいて、前記熱媒体を前記バイパス経路に導くバイパス制御バルブを設けておき、前記合金タンク部、前記蓄熱部、前記冷却部、及び前記発電部のそれぞれの入口の温度を計測し、前記温度計の計測結果と運転状況に基づいて、前記バイパス制御バルブの開閉を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、合金タンク部、蓄熱部、冷却部、及び発電部の各部にバイパス経路を設けておき、合金タンク部、蓄熱部、冷却部、及び発電部の各部を流れる熱媒体の入口の温度や、水素貯蔵時や燃料電池の発電時等の運転状況に応じて、バイパス経路に導くバルブやポンプを制御することで、合金タンクへの熱供給や、建物への熱回収を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る熱供給システムの概要を示すブロック図である。

【図2A】本発明の第１の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図2B】本発明の第１の実施形態に係るシステムにおける発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る熱供給システムの概要を示すブロック図である。

【図4A】本発明の第２の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図4B】本発明の第２の実施形態に係るシステムにおける発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図5】本発明の第３の実施形態に係る熱供給システムの概要を示すブロック図である。

【図6A】本発明の第３の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図6B】本発明の第３の実施形態に係るシステムにおける発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図7】本発明の第４の実施形態に係る熱供給システムの概要を示すブロック図である。

【図8A】本発明の第４の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図8B】本発明の第４の実施形態に係るシステムにおける発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【図9】本発明の第５の実施形態に係る熱供給システムの概要を示すブロック図である。

【図10】本発明の第５の実施形態に係るシステムにおけるバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱供給システム１の概要を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る熱供給システム１は、合金タンク部１０と、蓄熱部２０と、冷却部３０と、発電部４０とから構成される。

【0011】

合金タンク部１０は、水素吸蔵合金により水素を貯蔵する合金タンク群１１を備える。合金タンク群１１は、外部からの水素を貯蔵し、発電を行う際には、燃料電池４１に水素を供給する。

【0012】

蓄熱部２０は、蓄熱槽・躯体２１からなる。蓄熱槽は、熱媒体を貯蔵して熱を蓄積する。躯体は、コンクリート等の熱容量の大きい部材からなり、熱を蓄積する。本実施形態では、蓄熱槽・躯体２１に排熱を取り込むことで、空調や給湯等の建物用途に利用可能としている。また、蓄熱槽・躯体２１に蓄積した熱は、合金タンク群１１の加熱に利用することもできる。

【0013】

冷却部３０は、ラジエータ・ファンやチラーユニット等による冷却装置３１を備え、熱媒体の温度を燃料電池４１が運用可能な温度にまで冷却する。また、冷却部３０は、合金タンク群１１で水素を吸蔵する際に、合金タンク群１１の冷却を行う。

【0014】

発電部４０は、燃料電池４１を備え、合金タンク群１１から送られてきた水素により発電を行う。

【0015】

配管５１～５８は、熱供給システム１内で熱媒体の流路を形成する。熱媒体としては、水やエチレングリコール、プロピレングリコール等の不凍液が用いられる。

【0016】

配管５１は、発電部４０と合金タンク部１０との間を連結する。配管５１中には、ポンプＰ１が設けられる。合金タンク部１０の入口にはバルブＶ１が設けられる。配管５２は、合金タンク部１０をバイパスする熱媒体の経路を形成する。配管５２中には、バルブＶ２が設けられる。

【0017】

配管５３は、合金タンク部１０と蓄熱部２０との間を連結する。蓄熱部２０の入口にはバルブＶ３が設けられる。配管５４は、蓄熱部２０をバイパスする経路を形成する。配管５４中には、バルブＶ４が設けられる。

【0018】

配管５５は、蓄熱部２０と冷却部３０との間を連結する。冷却部３０の入口にはバルブＶ５が設けられる。配管５６は、冷却部３０をバイパスする経路を形成する。配管５６中には、バルブＶ６が設けられる。

【0019】

配管５７は、冷却部３０と発電部４０との間を連結する。発電部４０の入口にはバルブＶ７が設けられる。配管５８は、発電部４０をバイパスする経路を形成する。配管５８中には、バルブＶ８が設けられる。

【0020】

水素配管８１は外部からの水素を合金タンク群１１に供給する水素の経路を形成する。水素配管８２は合金タンク群１１からの水素を燃料電池４１に供給する水素の経路を形成する。

【0021】

温度計６１は合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１を計測する。温度計６２は合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２を計測する。圧力計７１は合金タンク群１１内の圧力を計測する。温度計６３は蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３を計測する。温度計６４は蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４を計測する。温度計６５は冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５を計測する。温度計６６は外気温度又は冷却温度Ｔ６を計測する。温度計６７は発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７を計測する。温度計６８は発電部４０の出口での熱媒体の温度Ｔ８を計測する。温度計６１～６８としては熱電対を用いることができる。

【0022】

制御部７０は、空調、配電、照明、換気などの設備を総合的に管理する上位システムである。制御部７０は、温度計６１～６８、圧力計７１からの計測値を入力し、バルブＶ１～Ｖ８、ポンプＰ１の制御を行っている。制御部７０は、例えばＢＥＭＳ（Building and Energy Management System）を利用することができる。

【0023】

このように、本発明の第１の実施形態に係る熱供給システム１では、合金タンク部１０、蓄熱部２０、冷却部３０、発電部４０のそれぞれに対して、熱媒体のバイパス経路を形成する配管５２、配管５４、配管５６、配管５８が設けられる。また、合金タンク部１０、蓄熱部２０、冷却部３０、発電部４０の各部の入口には、それぞれ、バルブＶ１、バルブＶ３、バルブＶ５、バルブＶ７が設けられ、各部のバイパス経路を形成する配管５２、配管５４、配管５６、配管５８には、それぞれ、バルブＶ２、バルブＶ４、バルブＶ６、バルブＶ８が設けられる。バルブＶ２、バルブＶ４、バルブＶ６、バルブＶ８は、合金タンク部１０、蓄熱部２０、冷却部３０、発電部４０のそれぞれにおいて、熱媒体をバイパス経路に導くバイパス制御バルブとなる。

【0024】

バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とすると、配管５１を介して送られてきた熱媒体は、合金タンク群１１に送られ、合金タンク群１１で熱交換が行われる。バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とすると、配管５１を介して送られてきた熱媒体は、配管５２に導かれ、合金タンク部１０をバイパスし、次段の蓄熱部２０に送られる。

【0025】

同様に、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とすると、配管５３を介して送られてきた熱媒体は、蓄熱槽・躯体２１に送られ、蓄熱槽・躯体２１で熱交換が行われる。バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とすると、配管５３を介して送られてきた熱媒体は、蓄熱部２０をバイパスする。バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とすると、配管５５を介して送られてきた熱媒体は、冷却装置３１に送られ、冷却装置３１で熱交換が行われる。バルブＶ５を閉状態とし、バルブＶ６を開状態とすると、配管５５を介して送られてきた熱媒体は、冷却部３０をバイパスする。バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とすると、配管５７を介して送られてきた熱媒体は、燃料電池４１に送られ、燃料電池４１で熱交換が行われる。バルブＶ７を閉状態とし、バルブＶ８を開状態とすると、配管５７を介して送られてきた熱媒体は、発電部４０をバイパスする。

【0026】

次に、本発明の第１の実施形態に係るシステムにおけるバルブ及びポンプの制御について説明する。まず、外部からの水素を合金タンク群１１に貯蔵する場合について説明する。なお、以下の説明で、合金タンク群１１の冷却に必要な温度は、合金タンク群１１の圧力を例えば１．０００ＭＰａＧ以下に保つ温度であり、例えば０℃以上４０℃以下である。また、燃料電池４１の運転に必要なタンク圧力は、例えば０．０５０ＭＰａＧ以上１．０００ＭＰａＧ以下である。また、合金タンク群１１の冷却に必要な温度は、例えば０℃以上４０℃以下である。また、燃料電池４１の冷却に必要な温度は、例えば０℃以上４０℃以下である。

【0027】

図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0028】

外部から水素を合金タンク群１１に貯蔵する際には、冷却することで合金タンク群１１の圧力を所定圧力以下に保つ必要がある。また、蓄熱槽・躯体２１は、合金タンク群１１を加熱して残った熱を取り込んで、熱媒体の温度を維持する。

【0029】

図２Ａに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口の熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とする。これは、水素吸蔵時に合金タンク群１１を冷却するためである。すなわち、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とすると、配管５１を介して送られてくる熱媒体は、合金タンク群１１に送られる。配管５１の入口での熱媒体の温度（Ｔ１）は、合金タンク群１１内の熱媒体の温度（Ｔ２）より低い（Ｔ１≦Ｔ２）ので、配管５１からの熱媒体が合金タンク群１１に送られることで、合金タンク群１１は冷却される。

【0030】

また、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンク群１１の加熱を防止するためである。すなわち、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とすると、配管５１を介して送られてきた熱媒体は、合金タンク部１０をバイパスする。これにより、高い温度（Ｔ１）の熱媒体が合金タンク群１１に入ることが防げ、合金タンク群１１の加熱が防止できる。

【0031】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。すなわち、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とすると、配管５３を介して送られてきた熱媒体は、蓄熱部２０をバイパスする。これにより、低い温度（Ｔ３）の熱媒体が蓄熱槽・躯体２１に入ることが防げ、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止できる。

【0032】

また、制御部７０は、蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４が蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３より低い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。すなわち、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とすると、配管５３を介して送られてくる熱媒体は、蓄熱槽・躯体２１に送られる。配管５３を介して送られてくる熱媒体の温度（Ｔ３）は、蓄熱槽・躯体２１内の熱媒体の温度（Ｔ４）より高いので、配管５３からの熱媒体が蓄熱槽・躯体２１に送られることで、蓄熱槽・躯体２１は加熱される。

【0033】

また、制御部７０は、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５と、冷却装置３１での熱媒体の温度Ｔ６とを比較し、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５が冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６より高い（Ｔ５＞Ｔ６）場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とする。これは、熱媒体を冷却するためである。すなわち、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とすると、配管５５を介して送られてくる熱媒体は、冷却装置３１に送られることで冷却される。

【0034】

また、ポンプＰ１は、燃料電池４１と合金タンク群１１とを連結する配管５１内に設けられる。合金タンク部１０の合金タンク群１１に外部から水素吸蔵する際には、ポンプＰ１を稼働したときには、配管５１内を流れる熱媒体の流れは確保する必要がある。このため、制御部７０は、ポンプＰ１の稼働時には、バルブＶ７を閉状態としバルブＶ８を開状態とするか、又は、バルブＶ７を開状態としバルブＶ８を閉状態として、熱媒体の経路を確保する。

【0035】

図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係るシステムにおける発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0036】

合金タンク部１０からの水素を発電部４０に送り、燃料電池４１で発電を行う際には、燃料電池４１を冷却する必要がある。また、合金タンク群１１の圧力は、燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力以上に保つために、加熱する必要がある。

【0037】

図２Ｂに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内での熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンク群１１の冷却を防止するためである。すなわち、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とすると、配管５１を介して送られてきた熱媒体は、合金タンク部１０をバイパスする。これにより、低い温度（Ｔ１）の熱媒体が合金タンク群１１に入ることが防げ、合金タンク群１１の冷却が防止できる。

【0038】

また、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内での熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とする。これは、合金タンクを加熱するためである。すなわち、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とすると、配管５１を介して送られてくる熱媒体は、合金タンク群１１に送られる。配管５１を介して送られてくる熱媒体の温度（Ｔ１）は、合金タンク群１１内での熱媒体の温度（Ｔ２）より高いので、配管５１からの熱媒体が合金タンク群１１に送られることで、合金タンク群１１は加熱される。

【0039】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。すなわち、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とすると、配管５３を介して送られてきた熱媒体は、蓄熱部２０をバイパスする。これにより、低い温度（Ｔ３）の熱媒体が蓄熱槽・躯体２１に入ることが防げ、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止できる。

【0040】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。すなわち、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とすると、配管５３を介して送られてくる熱媒体は、蓄熱槽・躯体２１に送られる。配管５３を介して送られてくる熱媒体の温度（Ｔ３）は、蓄熱槽・躯体２１内の熱媒体の温度（Ｔ４）温度より高い（Ｔ３＞Ｔ４）ので、配管５３からの熱媒体が蓄熱槽・躯体２１に送られることで、蓄熱槽・躯体２１は加熱される。

【0041】

また、制御部７０は、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高いか否かを判定し、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高い場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とする。これは、燃料電池４１を冷却するためである。すなわち、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とすると、配管５５を介して送られてくる熱媒体は、冷却装置３１に送られ、冷却されていく。この冷却された熱媒体が配管５７を介して燃料電池４１に送られ、燃料電池４１が冷却される。

【0042】

また、制御部７０は、燃料電池４１を運転するときには、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とする。これは、燃料電池４１を冷却し、且つ、排熱を回収するためである。すなわち、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とすると、燃料電池４１からの熱が熱媒体により回収され、燃料電池４１が冷却される。この排熱を回収して上昇した熱媒体は、合金タンク群１１の加熱や蓄熱槽・躯体２１において温水の生成等に利用できる。

【0043】

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る熱供給システムについて説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱供給システム１０１の概要を示すブロック図である。図３に示すように、本発明の第２の実施形態に係る熱供給システム１０１は、システム全体を流れる熱媒体を各部毎にポンプで循環させることで、熱回収効率を高めるようにしている。なお、第１の実施形態と同一部分に対しては、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0044】

図３において、配管１１１は合金タンク部１０の出口と合金タンク部１０の入口とを連結しており、合金タンク部１０内で熱媒体を循環させる経路を形成する。配管１１１には、ポンプＰ２及びバルブＶ９が設けられる。ポンプＰ２及びバルブＶ９は、熱媒体を配管１１１中を循環させるか否かを決定する循環制御バルブ及び循環ポンプとなる。バルブＶ９を開状態としてポンプＰ２をオンすると、矢印Ａ１で示すように、合金タンク部１０の出口からの熱媒体は配管１１１を介して合金タンク部１０の入口に戻り、合金タンク部１０内で熱媒体が循環する。ポンプＰ２の駆動量は、ポンプＰ２を駆動するインバータの周波数により調整できる。

【0045】

同様に、配管１１２は蓄熱部２０の出口と蓄熱部２０の入口とを連結しており、蓄熱部２０内で熱媒体を循環させる経路を形成する。配管１１２には、ポンプＰ３及びバルブＶ１０が設けられる。バルブＶ１０を開状態としてポンプＰ３をオンすると、矢印Ａ２で示すように、蓄熱部２０の出口からの熱媒体は配管１１２を介して蓄熱部２０の入口に戻り、蓄熱部２０内で熱媒体が循環する。

【0046】

配管１１３は冷却部３０の出口と冷却部３０の入口とを連結しており、冷却装置３１内で熱媒体を循環させる経路を形成する。配管１１３には、ポンプＰ４及びバルブＶ１１が設けられる。バルブＶ１１を開状態としてポンプＰ４をオンすると、矢印Ａ３で示すように、冷却部３０の出口からの熱媒体は配管１１３を介して冷却部３０の入口に戻り、冷却部３０内で熱媒体が循環する。

【0047】

配管１１４は発電部４０の出口と発電部４０の入口とを連結しており、発電部４０内で熱媒体を循環させる経路を形成する。配管１１４には、ポンプＰ５及びバルブＶ１２が設けられる。バルブＶ１２を開状態としてポンプＰ５をオンすると、矢印Ａ４で示すように、発電部４０の出口からの熱媒体は配管１１４を介して発電部４０の入口に戻り、発電部４０内で熱媒体が循環する。

【0048】

次に、本発明の第２の実施形態に係る熱供給システム１０１におけるバルブ及びポンプの制御について説明する。まず、外部より合金タンク部１０に水素を貯蔵する場合について説明する。

【0049】

図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0050】

図４Ａに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とする。これは、水素吸蔵時に合金タンク群１１を冷却するためである。

【0051】

また、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンク群１１の加熱を防止するためである。

【0052】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。

【0053】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１内の熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。

【0054】

また、制御部７０は、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５と、冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６とを比較し、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５が冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６より高い（Ｔ５＞Ｔ６）場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とする。これは、熱媒体を冷却するためである。

【0055】

更に、制御部７０は、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５が冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６より高く（Ｔ５＞Ｔ６）、かつ、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の冷却に必要な温度より高い場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とするとともに、バルブＶ１１を開状態とし、ポンプＰ４を稼働状態とする。バルブＶ１１を開状態とし、ポンプＰ４を稼働状態とすることで、矢印Ａ３で示すように、熱媒体が冷却部３０で循環する。これにより、合金タンク群１１の冷却に必要な温度より低い温度まで、熱媒体の温度が冷却される。

【0056】

また、ポンプＰ１は、燃料電池４１と合金タンク群１１とを連結する配管５１内に設けられる。合金タンク部１０の合金タンク群１１に外部から水素吸蔵する際には、ポンプＰ１を稼働したときには、配管５１内を流れる熱媒体の流れは確保する必要がある。このため、制御部７０は、ポンプＰ１の稼働時には、バルブＶ７を閉状態としバルブＶ８を開状態とするか、又は、バルブＶ７を開状態としバルブＶ８を閉状態として、熱媒体の経路を確保する。

【0057】

図４Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るシステムにおける発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0058】

図４Ｂに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンク群１１の冷却を防止するためである。

【0059】

また、制御部７０は、合金タンク群１１の圧力が燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力に達しているか否かを判定する。合金タンク群１１の圧力が燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力に達していない場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とするとともに、バルブＶ９を開状態とし、ポンプＰ２を稼働状態とする。これは、合金タンク群１１を燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力となるまで加熱するためである。このとき、本実施形態では、バルブＶ９を開状態とし、ポンプＰ２を稼働状態とすることで、矢印Ａ１で示すように、熱媒体が合金タンク部１０で循環する。これにより、燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力に達するまで、合金タンク群１１を加熱できる。

【0060】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。

【0061】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とするとともに、バルブＶ１０を開状態とし、ポンプＰ３を稼働状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。このとき、本実施形態では、バルブＶ１０を開状態とし、ポンプＰ３を稼働状態とすることで、矢印Ａ２で示すように、熱媒体が蓄熱部２０で循環する。これにより、蓄熱槽・躯体２１は更に効率的に加熱される。

【0062】

また、制御部７０は、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高いか否かを判定し、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高い場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とするとともに、バルブＶ１１を開状態とし、ポンプＰ４を稼働状態とする。これは、燃料電池４１の冷却に必要な温度以下まで熱媒体を冷却するためである。このとき、本実施形態では、バルブＶ１１を開状態とし、ポンプＰ４を稼働状態とすることで、矢印Ａ３で示すように、熱媒体が冷却部３０で循環する。これにより、熱媒体が燃料電池４１の冷却に必要な温度以下まで効率的に冷却される。

【0063】

また、制御部７０は、燃料電池４１を運転しているときには、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とする。これは、燃料電池４１を冷却し、且つ、排熱を回収するためである。

【0064】

また、制御部７０は、発電部４０の出口での熱媒体の温度Ｔ８が燃料電池４１の冷却に必要な温度以下であるか否かを判定し、発電部４０の出口での熱媒体の温度Ｔ８が燃料電池４１の冷却に必要な温度以下である場合には、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とするとともに、バルブＶ１２を開状態とし、ポンプＰ５を稼働状態とする。これは、更に、効率的に、燃料電池４１を冷却し、且つ、排熱を回収するためである。このとき、本実施形態では、バルブＶ１２を開状態とし、ポンプＰ５を稼働状態とする。これにより、矢印Ａ４で示すように、熱媒体が循環し、燃料電池４１により発生した排熱を効率的に熱媒体に移動させることができる。

【0065】

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係る熱供給システムについて説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る熱供給システム２０１の概要を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態に係る熱供給システム２０１は、システム全体を流れる熱媒体は各部の装置を直接通らず、熱交換器を介して熱交換するようにしている。各装置側のポンプにより熱媒体流量を調整することで、熱交換量の調整が可能である。なお、第１の実施形態と同一部分に対しては、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0066】

図５において、合金タンク部１０、蓄熱部２０、冷却部３０、発電部４０には、それぞれ、熱交換器２１１、熱交換器２１２、熱交換器２１３、熱交換器２１４が設けられる。

【0067】

熱交換器２１１は、配管２２１及び２２２を介して合金タンク群１１と連結される。配管２２２には、ポンプＰ６が設けられる。ポンプＰ６を作動させると、熱交換器２１１を介して熱交換が行われる。ポンプＰ６の駆動量は、ポンプＰ６を駆動するインバータの周波数により調整できる。

【0068】

熱交換器２１２は、配管２２３及び２２４を介して蓄熱槽・躯体２１と連結される。配管２２４には、ポンプＰ７が設けられる。ポンプＰ７を作動させると、熱交換器２１２を介して熱交換が行われる。ポンプＰ７の駆動量は、ポンプＰ７を駆動するインバータの周波数により調整できる。

【0069】

熱交換器２１３は、配管２２５及び２２６を介して冷却装置３１と連結される。配管２２６には、ポンプＰ８が設けられる。ポンプＰ８を作動させると、熱交換器２１３を介して熱交換が行われる。ポンプＰ７の駆動量は、ポンプＰ７を駆動するインバータの周波数により調整できる。

【0070】

熱交換器２１４は、配管２２７及び２２８を介して燃料電池４１と連結される。配管２２８には、ポンプＰ９が設けられる。ポンプＰ９を作動させると、熱交換器２１３を介して熱交換が行われる。ポンプＰ９の駆動量は、ポンプＰ９を駆動するインバータの周波数により調整できる。

【0071】

次に、本発明の第３の実施形態に係る熱供給システム２０１におけるバルブ及びポンプの制御について説明する。まず、外部より合金タンク部１０に水素を貯蔵する場合について説明する。

【0072】

図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0073】

図６Ａに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とするとともに、ポンプＰ６をオンする。これは、水素吸蔵時に合金タンク群１１を冷却するためである。また、ポンプＰ６のインバータ周波数を制御することで、熱交換量の調整が可能である。

【0074】

また、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンクの加熱を防止するためである。

【0075】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。

【0076】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とするとともに、ポンプＰ７を稼働状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。この例では、ポンプＰ７のインバータ周波数を制御することで、熱交換量の調整が可能である。

【0077】

また、制御部７０は、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５と、冷却装置３１内の熱媒体の温度Ｔ６とを比較し、冷却部３０の入口の熱媒体の温度Ｔ５が冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６より高い（Ｔ５＞Ｔ６）場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とする。これは、熱媒体を冷却するためである。

【0078】

また、ポンプＰ１は、燃料電池４１と合金タンク群１１とを連結する配管５１内に設けられる。合金タンク部１０の合金タンク群１１に外部から水素吸蔵する際には、ポンプＰ１を稼働したときには、配管５１内を流れる熱媒体の流れは確保する必要がある。このため、制御部７０は、ポンプＰ１の稼働時には、バルブＶ７を閉状態としバルブＶ８を開状態とするか、又は、バルブＶ７を開状態としバルブＶ８を閉状態として、熱媒体の経路を確保する。

【0079】

図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る熱供給システム２０１における発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0080】

図６Ｂに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンク群１１の冷却を防止するためである。

【0081】

また、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とするとともに、ポンプＰ６を稼働状態とする。これは、合金タンク群１１を加熱するためである。この例では、ポンプＰ６のインバータ周波数を制御することで、熱交換量の調整が可能である。

【0082】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。

【0083】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とするとともに、ポンプＰ７を稼働状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。この例では、ポンプＰ７のインバータ周波数を制御することで、熱交換量の調整が可能である。

【0084】

また、制御部７０は、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高いか否かを判定し、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高い場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とするとともに、ポンプＰ８を稼働状態とする。これは、燃料電池４１に送られる熱媒体を冷却するためである。この例では、ポンプＰ８のインバータ周波数を制御することで、熱交換量の調整が可能である。

【0085】

また、制御部７０は、燃料電池４１を運転しているときには、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とするとともに、ポンプＰ９を稼働状態とする。これは、燃料電池４１を冷却し、且つ、排熱を回収するためである。この例では、ポンプＰ９のインバータ周波数を制御することで、熱交換量の調整が可能である。

【0086】

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態に係る熱供給システムについて説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る熱供給システム３０１の概要を示すブロック図である。本発明の第４の実施形態に係る熱供給システム３０１は、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせたもので、システム全体を流れる熱媒体を各部毎にポンプで循環させることで、熱回収効率を高めるとともに、システム全体を流れる熱媒体は各部の装置を直接通らず、熱交換器を介して熱交換することで、熱交換量の調整を可能としている。なお、第１から第３の実施形態と同一部分に対しては、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0087】

次に、本発明の第４の実施形態に係る熱供給システム３０１におけるバルブ及びポンプの制御について説明する。まず、外部からの水素を合金タンク部１０に貯蔵する場合について説明する。

【0088】

図８Ａは、本発明の第４の実施形態に係るシステムにおける水素貯蔵時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0089】

図８Ａに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とするとともに、ポンプＰ６を稼働状態とする。これは、水素吸蔵時に合金タンク群１１を冷却するためである。

【0090】

また、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンクの加熱を防止するためである。

【0091】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。

【0092】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とするとともに、ポンプＰ７を稼働状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。

【0093】

また、制御部７０は、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５と、冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６とを比較し、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５が冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６より高い（Ｔ５＞Ｔ６）場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とする。これは、熱媒体を冷却するためである。

【0094】

更に、制御部７０は、冷却部３０の入口での熱媒体の温度Ｔ５が冷却装置３１の熱媒体の温度Ｔ６より高く（Ｔ５＞Ｔ６）、更に、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の冷却に必要な温度より高い場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とするとともに、バルブＶ１１を開状態とし、ポンプＰ４を稼働状態とする。これは、熱媒体の温度を合金タンク群１１の冷却に必要な温度以下まで冷却するためである。

【0095】

また、制御部７０は、ポンプＰ１の稼働時には、バルブＶ７を閉状態としバルブＶ８を開状態とするか、又は、バルブＶ７を開状態としバルブＶ８を閉状態として、熱媒体の経路を確保する。

【0096】

図８Ｂは、本発明の第４の実施形態に係る熱供給システム３０１における発電時のバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0097】

図８Ｂに示すように、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１の熱媒体の温度Ｔ２より低い（Ｔ１≦Ｔ２）場合には、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。これは、合金タンク群１１の冷却を防止するためである。

【0098】

また、制御部７０は、合金タンク群１１の圧力が燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力に達しているか否かを判定する。合金タンク群１１の圧力が燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力に達しない場合には、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とし、バルブＶ９を開状態とし、ポンプＰ２を稼働状態とするとともに、ポンプＰ６を稼働状態とする。これは、合金タンク群１１を燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力となるまで加熱するためである。

【0099】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３と、蓄熱槽・躯体２１の熱媒体の温度Ｔ４とを比較し、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４より低い（Ｔ３≦Ｔ４）場合には、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１の冷却を防止するためである。

【0100】

また、制御部７０は、蓄熱部２０の入口での熱媒体の温度Ｔ３が蓄熱槽・躯体２１での熱媒体の温度Ｔ４より高い（Ｔ３＞Ｔ４）場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ４を閉状態とし、バルブＶ１０を開状態とし、ポンプＰ３を稼働状態とするとともに、ポンプＰ７を稼働状態とする。これは、蓄熱槽・躯体２１を加熱するためである。

【0101】

また、制御部７０は、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高いか否かを判定し、発電部４０の入口での熱媒体の温度Ｔ７が燃料電池４１の冷却に必要な温度より高い場合には、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とし、バルブＶ１１を開状態とし、ポンプＰ４を稼働状態とするとともに、ポンプＰ８を稼働状態とする。これは、熱媒体を燃料電池４１の冷却に必要な温度以下まで冷却するためである。

【0102】

また、制御部７０は、燃料電池４１を運転しているときには、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とするとともに、ポンプＰ９を稼働状態とする。これは、燃料電池４１を冷却し、且つ、排熱を回収するためである。

【0103】

また、制御部７０は、発電部４０の出口での熱媒体の温度Ｔ８が燃料電池４１の冷却に必要な温度以下であるか否かを判定し、発電部４０の出口での熱媒体の温度Ｔ８が燃料電池４１の冷却に必要な温度以下である場合には、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とし、バルブＶ１２を開状態とし、ポンプＰ５を稼働状態とするとともに、ポンプＰ９を稼働状態とする。これは、更に、効率的に、燃料電池４１を冷却し、且つ、排熱を回収するためである。

【0104】

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態に係る熱供給システムについて説明する。図９は、本発明の第５の実施形態に係る熱供給システム４０１の概要を示すブロック図である。本発明の第５の実施形態に係る熱供給システム４０１は、蓄熱部２０からの熱媒体を、冷却部３０、発電部４０をバイパスして、合金タンク部１０に送るための経路を設けたものである。

【0105】

配管４１１は、蓄熱部２０の出口とポンプＰ１の入口とを連結する。配管４１１には、バルブＶ１３が設けられる。バルブＶ１３を開状態とすると、蓄熱部２０からの熱媒体は、冷却部３０、発電部４０をバイパスし、配管４１１、配管５１を介して、合金タンク部１０に送られる。これにより、燃料電池４１による排熱が利用できない場合にも、蓄熱部２０からの熱を用いて合金タンク群１１の加熱が行える。他の構成については、第１の実施形態と同様であり、同一部分に対しては、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0106】

図１０は、本発明の第５の実施形態に係るシステムにおけるバルブ及びポンプの制御の説明図である。

【0107】

蓄熱部２０により合金タンク群１１を加熱する場合、制御部７０は、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１と、合金タンク群１１内での熱媒体の温度Ｔ２とを比較し、合金タンク部１０の入口での熱媒体の温度Ｔ１が合金タンク群１１内での熱媒体の温度Ｔ２より高い（Ｔ１＞Ｔ２）場合には、合金タンク群１１を加熱するために、バルブＶ１を開状態とし、バルブＶ２を閉状態とする。

【0108】

合金タンク群１１の圧力が燃料電池４１の運転に必要なタンクの圧力に達しない場合には、バルブＶ３を開状態とし、バルブＶ１３を開状態とする。この場合、蓄熱部２０からの熱媒体は、冷却部３０及び発電部４０をバイパスして、合金タンク部１０に送られる。そして、蓄熱槽・躯体２１からの排熱により合金タンク群１１が加熱される。

【0109】

燃料電池４１の運転時には、バルブＶ４を開状態とし、バルブＶ５を開状態とし、バルブＶ６を閉状態とし、バルブＶ７を開状態とし、バルブＶ８を閉状態とする。この場合、燃料電池４１による排熱に加熱された熱媒体が合金タンク部１０に送られ、合金タンク群１１の加熱が行える。

【0110】

なお、上述の実施形態では、ポンプを駆動するインバータの周波数により流量調整を行っているが、マスフローコントローラを用いるようにしても良い。

【0111】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0112】

１０…合金タンク部、１１…合金タンク群、２０…蓄熱部、２１…蓄熱槽・躯体、３０…冷却部、３１…冷却装置、４０…発電部、４１…燃料電池、５１～５８…配管、６１～６５…温度計、７１…圧力計、Ｐ１～Ｐ９…ポンプ、Ｖ１～Ｖ１３…バルブ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】