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公開番号2025150521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051430
出願日2024-03-27
発明の名称制御装置、水電解システム、制御方法および制御プログラム
出願人カナデビア株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類C25B 15/021 20210101AFI20251002BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】水電解システムにおける循環水を適切に冷却する。
【解決手段】制御装置(5)は、水を電気分解する電解槽(1)と当該電解槽(1)で発生した酸素と水とを分離する酸素気液分離器(3)との間を循環する循環水の温度変化を予測し、温度予測結果に基づいて、循環水を冷却する熱交換器(82)を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水を電気分解して酸素と水素とを発生させる水電解システムの制御装置であって、
水を電気分解する電解槽と当該電解槽で発生した酸素と水とを分離する酸素気液分離器との間を循環する循環水の温度変化を予測する温度予測部と、
前記温度予測部の温度予測結果に基づいて、前記循環水を冷却する冷却装置を制御する機器制御部と、
を備える制御装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記温度予測部は、
前記電解槽の自己発熱による前記循環水の温度上昇量と、
前記循環水が流れる循環水配管からの放熱による前記循環水の温度低下量と、
に基づいて、前記循環水の温度変化を予測する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記温度予測部は、
さらに、前記酸素気液分離器に供給される供給水による前記循環水の温度低下量に基づいて、前記循環水の温度変化を予測する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記温度予測部は、前記電解槽の発熱量、前記循環水の温度および環境温度を含む入力値に基づいて、前記循環水の温度変化を予測する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記温度予測部は、前記電解槽の発熱量、前記循環水の温度および環境温度を含む入力値と前記循環水の温度変化とを対応付けた教師データを用いて機械学習した学習モデルを利用して、前記循環水の温度変化を予測する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記機器制御部は、前記温度予測結果に基づいて、前記酸素気液分離器へ供給水を供給する供給装置を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記機器制御部は、
前記温度予測結果に示される前記循環水の温度予測値が規定温度以下である場合、前記供給水の供給量が減少するように前記供給装置を制御する、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置と、
水を電気分解する電解槽と、
前記電解槽で発生した酸素と水とを分離する酸素気液分離器と、
前記電解槽と前記酸素気液分離器との間を循環する循環水を冷却する冷却器と、
を含む、水電解システム。
【請求項９】
水を電気分解して酸素と水素とを発生させる水電解システムの制御方法であって、
水を電気分解する電解槽と当該電解槽で発生した酸素と水とを分離する酸素気液分離器との間を循環する循環水の温度変化を予測する温度予測ステップと、
前記温度予測ステップの温度予測結果に基づいて、前記循環水を冷却する冷却装置を制御する機器制御ステップと、
を含む制御方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記温度予測部および前記機器制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水を電気分解して酸素と水素とを発生させる水電解システムの制御に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水を電気分解して酸素と水素とを発生させる水電解システムでは、水の電気分解時の発熱により電解槽が温まるため、電解槽と酸素気液分離器との間を循環する循環水を冷却することにより電解槽を冷却している。この種の水電解システムに関し、例えば特許文献１には、循環水温度の測定値（実測値）と規定値（閾値）との差に基づいて、循環水を冷却する冷却器を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７-２０３２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、循環水温度の測定値に基づいて冷却器を制御する構成では、例えば純水の供給（補給）または電解槽の電流低下等により循環水の温度降下が急に生じた場合、循環水が過剰に冷却され電解効率が低下する場合があった。特に大型の水電解システムにおいては循環水の温度制御の応答性、追従性が悪く、電解効率が低下しやすいという課題があった。
【０００５】
本開示の一態様は、水電解システムにおける循環水を適切に冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本開示の一態様に係る制御装置は、水を電気分解して酸素と水素とを発生させる水電解システムの制御装置であって、水を電気分解する電解槽と当該電解槽で発生した酸素と水とを分離する酸素気液分離器との間を循環する循環水の温度変化を予測する温度予測部と、前記温度予測部の温度予測結果に基づいて、前記循環水を冷却する冷却装置を制御する機器制御部と、を備える。
【０００７】
前記課題を解決するために、本開示の一態様に係る制御方法は、水を電気分解して酸素と水素とを発生させる水電解システムの制御方法であって、水を電気分解する電解槽と当該電解槽で発生した酸素と水とを分離する酸素気液分離器との間を循環する循環水の温度変化を予測する温度予測ステップと、前記温度予測ステップの温度予測結果に基づいて、前記循環水を冷却する冷却装置を制御する機器制御ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様によれば、水電解システムにおける循環水を適切に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施形態に係る水電解システムの概略構成を示す概略図である。
図１に示した制御装置の要部構成例を示す機能ブロック図である。
図１に示した水電解システムの制御の一例を示すフローチャートである。
図１に示した酸素気液分離器の断面図であり、図３に示した給水制御の一例を示す。
循環水温度の測定値（実測値）に基づいて熱交換器を制御した場合の温度測定値の推移の一例を示すグラフである。
循環水温度の温度予測値に基づいて熱交換器を制御した場合の循環水の温度測定値の推移の一例を示すグラフである。
図１に示した電解槽の電圧と循環水温度との関係性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の一実施形態について、図１から図７に基づいて説明する。ただし、以下の説明は本開示に係る制御装置の一例であり、本開示の技術的範囲は図示例に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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