主要用作能源的石油能够污染环境并且由于过度需求而用竭。为了替代 矿物燃料，燃料电池应运而生。
所述燃料电池用于直接将化学能转化为电能。就此而言，燃料电池使含 氢的燃料与含氧的空气彼此进行电化学反应，随后将反应前与反应后的能量 差直接转换为电能。当将燃料和氧供至燃料电池时，燃料电池连续地产生电 能，并产生作为副产物的热和水。
燃料电池可以包括(通过非限制性实例)：磷酸燃料电池(PAFC)、 碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料 电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、以及直接甲醇燃料电池(DMFC) 等的至少其中之一。
至少根据应用领域，可将燃料电池大致分为向住宅供电的家用燃料电 池、用于电动车的车用燃料电池、用在诸如便携式终端或笔记本电脑等便携 式电子设备中的小型燃料电池。
家用燃料电池例如可以用于向家用电器或家用照明设备供电。
在寒冷的地区或在具有季节变更(例如：四季)的国家，可以采用诸如 石油、燃气、煤等矿物燃料进行住宅或建筑物的室内加热。在诸如韩国这样 的地方，可以采用锅炉系统进行住宅或建筑物的室内加热。在锅炉中，可以 使用诸如燃气、石油之类的燃料。
现将参考图1对一般的锅炉系统进行说明。首先，安装在住宅或建筑物 外部的锅炉10容置有燃料以进行燃烧。通过锅炉10的燃烧热加热水，并且 所加热的水循环穿过连接至锅炉10并安装在地板中的散热管20。因此，当 所述系统操作时，水被锅炉10加热，并流过散热管20。重复对水进行加热， 并将热扩散至室内地板，从而加热室内地板。
热水管30连接至锅炉10和供应自来水的自来水管40。自来水管40可 以连接至如盥洗室、浴室、厨房。通过自来水管40供应的自来水由锅炉10 加热，并随后通过热水管30供至盥洗室、浴室或厨房。
附图标记50表示供电线路，其用于供应来自电厂的外部电。
然而，在现有的锅炉系统中，水由燃气或石油燃烧后产生的燃烧热加热， 并将所加热的水用于加热室内房间或用作热水。因此，燃气或石油的用量增 加了，从而导致对人体健康有害的污染并且造成住宅或建筑物的经济上的负 担。也就是说，由于需求的增长导致的昂贵的燃气或石油可能对住宅或建筑 物造成巨大的经济负担。

因此，本发明的目的在于提供一种加热及热水供应系统，其能够通过采 用燃料电池向住宅或建筑物供电，并且能够通过采用燃料电池和锅炉来进行 加热操作并向所述住宅或建筑物供应热水，从而降低燃气或石油的用量。
为了实现根据本发明目的的这些及其它优点，如同在此具体实施并广泛 描述的，本发明提供一种采用燃料电池的加热及热水供应系统。在这点上， 燃料电池和锅炉均可以安装于住宅或建筑物中，通过来自燃料电池的反应热 和来自锅炉的燃烧热可以将流体加热，以使流体循环并加热住宅或建筑物的 地板的内部，并且来自燃料电池的反应热和来自锅炉的燃烧热可用于加热自 来水，从而向住宅或建筑物的盥洗室或厨房提供热水。
根据本发明的一个技术方案，一种加热及热水供应系统包括：锅炉；燃 料电池；贮存箱，其通过流体回收并贮存由该燃料电池所产生的反应热；散 热装置，其安装在设置有该锅炉和该燃料电池的住宅或建筑物的内部，其中 该散热装置将室内房间加热；热水管，水从外部供入该热水管，其中该热水 管经由该锅炉和该贮存箱将热水供入该住宅或该建筑物；热流供应管，其将 该贮存箱、该锅炉和该散热装置彼此连接，以使该贮存箱内的流体经由该锅 炉供至该散热装置；回收管，其将该散装装置和该贮存箱彼此连接，以将在 该散热装置中进行热交换的流体引入该贮存箱中；以及流量控制装置，其控 制流经该热流供应管的流体。
根据本发明的另一技术方案，一种加热及热水供应系统，包括：锅炉； 燃料电池；贮存箱，其通过流体回收并贮存由该燃料电池所产生的反应热； 散热装置，其安装在设置有该锅炉和该燃料电池的住宅或建筑物的内部，其 中该散热装置将室内房间加热；热水管，水由外部供入该热水管，其中该热 水管经由该锅炉和该贮存箱将热水供入该住宅或该建筑物；第一热供应管， 其经由该锅炉将流经该热水管的水的一部分供应至该散热装置；返回管，其 将该散装装置和该第一热供应管彼此连接，以使在该散热装置中进行热交换 的流体经由该锅炉循环；以及开关装置，其构造成允许或切断该热水管的水 向该第一热供应管的供应。
通过以下结合附图对本发明的详细描述，本发明的上述及其它目的、特 征、方案和优点将变得更加清晰。

以下参考经注释的多幅附图，并通过本发明的优选实施例的非限制性实 例进一步详细描述本发明，其中，附图的各幅图中相同的部件用相同的附图 标记表示，在附图中：
图1示出了家用锅炉系统的管路图；
图2示出了根据本发明第一实施例的采用燃料电池的加热及热水供应系 统的管路图；
图3示出了根据本发明第二实施例的采用燃料电池的加热及热水供应系 统的管路图；以及
图4示出了根据本发明第二实施例的采用燃料电池的加热及热水供应系 统的补给箱(supplementary tank)的管路图。

通过实例的方式，且仅为了对本发明的实施例进行示例性探讨的目的在 此示出了本发明的详细资料。并且提供所述详细资料是为了提供被认为是对 本发明的原理和构思所做的最实用和最易于理解的描述。就此而言，无需示 出本发明的、超出对本发明的基本理解所必须的详细结构的结构细节。在此 结合附图的描述使本领域的技术人员明白本发明的多种形式是如何在实践 中实施的。
现将详细描述本发明的优选实施例，其实例将在附图中示出。
在下文中，将参考附图解释根据本发明第一实施例的采用燃料电池的加 热及热水供应系统。
图2示出了根据本发明第一实施例的采用燃料电池的加热及热水供应系 统的管路图。
如图2所示，根据第一实施例的加热及热水供应系统包括：锅炉100和 燃料电池200，所述锅炉和燃料电池安装在住宅或建筑物中；贮存箱300， 其通过流体回收反应热并将其贮存起来，所述反应热通过供至燃料电池200 的燃料和氧之间的电化学反应而产生；散热装置400，其安装在住宅或建筑 物的内部；以及热水管500，水从外部供入该热水管500。热水管500通过 锅炉100和贮存箱300将热水供入住宅或建筑物。该系统可以包括：热流供 应管600，其将贮存箱300、锅炉100和散热装置400彼此连接，以使贮存 箱300内的流体可经由锅炉100供至散热装置400；回收管700，其将散热 装置400和贮存箱300彼此连接，从而将在散热装置400中散热的流体引入 贮存箱300中；以及流量控制装置800，其控制流过热流供应管600的流体。
锅炉100通过利用例如燃气或石油燃烧后产生的燃烧热来加热水。
当将燃料和氧供至燃料电池200时，燃料电池200可以连续地产生电能， 从而产生作为副产物的热和水。然而，应当理解，各种类型的燃料电池均可 用作燃料电池200。
图2中还示出了根据现有技术的普通燃料电池。燃料电池200包括电池 堆210，该电池堆210具有阳极211和阴极212，通过供至阳极211的氢和 供至阴极212的氧之间的电化学反应来产生电能和副产物。此外，燃料电池 200可以包括：重整器220，其在接收含氢燃料后精炼氢，从而向电池堆210 的阳极211提供氢；燃料供应装置230，其向重整器220供应含氢燃料；空 气供应装置240，其向重整器220和电池堆210的阴极212供应空气；以及 电流输出装置250，其将由电池堆210产生的电能转化为商业电。
可以采用诸如LNG、LPG或CH3OH等氢基燃料作为燃料。并且所述燃 料可以在重整器220中经过脱硫处理、重整处理以及氢精炼处理。精炼的氢 可以供至电池堆210的阳极211。
在贮存箱300中可以容置流体，并且可以采用水作为流体。而且，贮存 箱300可由绝缘材料覆盖。
在用于将由燃料电池200的电池堆210产生的热贮存于贮存箱300中的 一个实施例中，可以在燃料电池200的电池堆210处设置第一热交换装置 310。热交换装置310可以用于在燃料电池200的电池堆210处与贮存箱300 内的流体进行热交换，并随后将流体引入贮存箱300，反复执行该过程。热 交换装置310的一侧可通过入口管320连接至贮存箱300，并且热交换装置 310的另一侧可通过出口管330连接至贮存箱300。
散热装置400可以以弯折管路的形式设置在住宅或建筑物的地板内部。 优选地，所述弯折管路形成为Z字形。然而，应当理解，所述弯折管路可以 构造为任何合适的形状。
热水管500具有一定的长度，并且可以设置为使热水管500的一端连接 至用于将自来水供入建筑物的管道，而另一端可以将热水供至例如建筑物的 盥洗室或厨房。而且，第二热交换装置510可以设置在热水管500的一端， 且位于贮存箱300中。此外，第三热交换装置520可以设置在热水管500的 另一端，并且位于锅炉100中。该第三热交换装置520可以设置在锅炉100 中，以暴露于锅炉100的燃烧器(未示出)的燃烧热下。热水管500可以通 过混合供至附加管道的自来水的方式来供应热水，所述附加管道连接至建筑 物的内部。
热流供应管600可以具有预定的长度。就此而言，热流供应管600的一 端可以连接至贮存箱300，而另一端可以连接至散热装置400。此外，第四 热交换装置610可以设置在热流供应管600的一端，并且位于锅炉100中。 该第四热交换装置610可以设置在锅炉100中，以暴露于锅炉100的燃烧器 (未示出)的燃烧热下。
回收管700可以具有预定的长度。该回收管700的一端可以连接至散热 装置400，而另一端可以连接至贮存箱300。
优选地，流量控制装置800可以安装在热流供应管600上，以便设置于 贮存箱300和锅炉100之间。此外，流量控制装置800可以连接至设置在建 筑物中的控制装置900上，并且可以由控制装置900来控制。该控制装置900 可以连接至锅炉100。
在热流供应管600上可以设有用于强制流体流动的泵(未示出)。优选 地，该泵安装在第四热交换装置610和散热装置400之间。然而，应当理解， 可以将泵安装在任何合适的位置。
锅炉100可以加热第三热交换装置520或第四热交换装置610，或加热 第三热交换装置520和第四热交换装置610。
由燃料电池200产生的电能可以通过电流输出装置250转化为商业电， 并且随后不仅可以供至家用电器(例如，电冰箱、空调、洗衣机、电视机)， 而且可以供至诸如照明设备的装置。
此外，附图标记260表示供电线路，其将由燃料电池产生的电能供至家 用电器和照明设备。然而，应当理解，电能可以供至任何合适的装置。
在下文中，将对采用燃料电池的加热及热水供应系统的操作进行说明。
可以对燃料电池进行操作，以向安装在住宅或建筑物中的电器或照明设 备供电。可以对锅炉100进行操作，以加热住宅或建筑物，并且可以选择性 地操作锅炉100，以向住宅或建筑物供应热水。就此而言，由燃料电池200 产生的反应热可以用于加热和热水供应。以下将对该操作进行更详细的说 明。
可通过燃料供应装置230将燃料供应至重整器220，并且重整器220可 以精炼例如氢，并将精炼的氢供至电池堆210的阳极211。并且，可通过空 气供应装置240将空气供至重整器220，并可供至电池堆210的阴极212。 而且，供至电池堆210的阳极211的氢可与供至电池堆210的阴极212的氧 发生电化学反应，从而产生电能以及作为副产物的反应热和水。
由燃料电池200的电池堆210产生的电能可以通过电流输出装置250供 至安装在住宅或建筑物中的电器或照明设备。由燃料电池200产生的热可以 通过在入口管320、第一热交换装置310以及出口管330中循环的、贮存箱 300的流体而贮存于贮存箱300中。
在加热建筑物内部的同时，可以通过控制装置900控制流量控制装置 800，以使贮存箱300内的流体能够通过热流供应管600流至散热装置400。 在流体流过散热装置400的同时，流体向外散热。因此，当流过热流供应管 600的流体温度低于预设温度时，流入第四热交换装置610的流体可以通过 锅炉100的操作而被加热。而且，当贮存箱300内的流体的温度低于预设温 度时，由散热装置400散发的热量可以由流量控制装置800进行控制。
当流过散热装置400而向外散热的流体可以通过回收管700引入贮存箱 300中(其可以重复)。因此，不仅室内地板，而且室内空气也可以被散发 的热量加热。当将散热装置400设置在室内房间的一侧时，可通过由散热装 置400散发的热量将室内空气加热。
当住宅或建筑物的室内房间没有被加热时，停止锅炉100对第四热交换 装置610的加热，并且可以通过控制流量控制装置800而阻止贮存箱300内 的流体向热流供应管600流动。
当在例如住宅或建筑物的盥洗室或厨房中使用热水时，可将来自管道的 自来水通过热水管500供至盥洗室或厨房中。此外，自来水流过热水管500 并可以在穿过贮存箱300内的第二热交换装置510以及锅炉100内的第三热 交换装置520的同时被加热。这样，被加热的自来水可以供至例如盥洗室或 厨房。流过热水管500的自来水可以首先由第二热交换装置510加热。当被 加热的自来水的温度低于预设温度时，可以在锅炉100操作的同时由第三热 交换装置520加热所述自来水。
在供应热水的情况下，当锅炉100操作时，可以相应地通过热水管500 的第三热交换装置520将自来水加热至较高的温度。
在本发明中，由燃料电池200产生的电能可以用于操作安装在住宅或建 筑物中的电器和照明设备。而且，由燃料电池200产生的、作为副产物的反 应热和由锅炉100产生的燃烧热可以一起用于加热室内房间并供应热水。更 具体而言，当以较低的温度加热室内房间或供应温度较低的热水时，仅利用 由燃料电池200产生的反应热来加热室内房间或供应热水。然而，当以较高 的温度加热室内房间或供应温度较高的热水时，可以利用由燃料电池200产 生的反应热和由锅炉100产生的燃烧热来加热室内房间或供应热水。
由于可将由电池堆210产生的热回收至贮存箱300，随后向外散发，所 以可以对电池堆210进行主动操作。
由于在氢与氧之间发生电化学反应之后，燃料电池200产生电能、反应 热、水等，所以不会导致污染。
图3为示出了根据本发明第二实施例的采用燃料电池的加热及热水供应 系统的管路图；
对于与第一实施例的部件相同的部件，标以相同的附图标记，进而省略 对所述相同部件的详细说明。
如所示，根据本发明第二实施例的采用燃料电池的加热及热水供应系统 包括：锅炉100和燃料电池200，所述锅炉和燃料电池安装在住宅或建筑物 中；贮存箱300，其回收流体中的反应热并将其贮存，所述反应热通过供至 燃料电池200的燃料和氧之间的电化学反应而产生；散热装置400，其安装 在住宅或建筑物的地板中；热水管500，水可以从外部供入该热水管并经由 锅炉100和贮存箱300向安装处(例如住宅或建筑物的盥洗室或厨房)供应 热水；第一热供应管910，其将通过热水管500流动的水的一部分经由锅炉 100供应至散热装置400；返回管920，其将散装装置400和第一热供应管 910彼此连接，以使穿过散热装置400的流体能够经由锅炉100循环；以及 开关装置930，其构造成用于允许或切断热水管500中的水向该第一热供应 管910的供应。
锅炉100、燃料电池200、贮存箱300、以及热水管500具有与第一实施 例相同的构造。
散热装置400可以以弯折管路的形式设置在住宅或建筑物的地板内部。 优选地，所述弯折管路形成为Z字形。然而，应当理解，散热装置400可以 构造为任何合适的形状，并可以安装于室内房间的一侧。
第一热供应管910可以具有预定长度。该第一热供应管的一端可以连接 至热水管500，而其另一端可以连接至散热装置400。在第一热供应管910 的一端、锅炉100内可以设置第五热交换装置911。
返回管920可以具有预定长度。返回管920的一端可以连接至散热装置 400，而其另一端可以连接至第一热供应管910。相应地，第一热供应管910、 散热装置400和返回管920可以形成一条循环路径。
开关装置930可以安装于第一热供应管910处，以便位于一个连接部分 与另一个连接部分之间，所述一个连接部分位于第一热供应管910与热水管 500之间，而所述另一个连接部分位于第一热供应管910与返回管920之间。 优选地，开关装置930为开关阀。然而，应当理解，该开关装置可以以任何 适用的开关机构的形式进行设置。当开关装置930接通时，流经热水管500 的流体(即热水)可以容置于第一热供应管910、散热装置400以及返回管 920中。当开关装置930断开时，可以防止流经热水管500的流体流向第一 热供应管910。另外，如果容置于第一热供应管910、散热装置400以及返 回管920中的流体量低于预设温度，开关装置930就可以再次接通以便向第 一热供应管910供应热水。
如图4所示，在该第一热供应管910与该返回管920之间的所述一个连 接部分处，可以设置用于贮存由热水管500供应的热水的补给箱940。在补 给箱940中始终容置预设量的水。当容置于补给箱940中的水量低于预设量 时，就可以接通开关装置930，以便将流经热水管500的水部分供应至补给 箱940中。相反，当容置于补给箱940中的水量多于预设量时，就可以断开 开关装置930，以防止流经热水管500的水流入补给箱940中。优选地，补 给箱940设置于锅炉100中。然而，应当理解，补给箱940可以设置于该系 统内的任何适当位置处。
均设置于锅炉100中的热水管500的第三热交换装置520和第一热供应 管910的第五热交换装置911都可以由设置于锅炉100中的一个或多个燃烧 器而选择性地被加热。根据住宅或建筑物的室内预设温度，来对第一热供应 管910的第五热交换装置911进行加热。
下面将对根据第二实施例的采用燃料电池的加热和热水供应系统的操 作进行说明。
对燃料电池200进行操作，以向安装在住宅或建筑物中的电器和照明设 备供电。对锅炉100进行操作以加热住宅或建筑物，并对锅炉100进行选择 性地操作以向住宅或建筑物供应热水。由燃料电池200产生的反应热可以用 于热水供应。以下将对该操作进行更详细的说明。
燃料电池的操作、用于将由燃料电池200产生的电能供应至住宅或建筑 物的操作、用于将由燃料电池200产生的反应热贮存于贮存箱300中的操作、 以及将热水供应至建筑物的盥洗室、厨房等的操作均与第一实施例中的相应 操作相同。
在加热建筑物内部的同时，由锅炉100对第一热供应管910的第五热交 换装置911进行加热。相应地，对流经第五热交换装置911的水进行加热， 并且热水通过第一热供应管910流至散热装置400。
随后，水流过散热装置400，从而向外散热。这样，所散发的热量可以 加热住宅或建筑物的内部。流过散热装置400的水通过返回管920流至第一 热供应管910的第五热交换装置911。上述过程反复进行，从而加热住宅或 建筑物的内部。
当住宅或建筑物具有预设的室内温度时，就停止加热第五热交换装置 911。相反，当住宅或建筑物的温度低于预设的室内温度时，就由锅炉100 对第五热交换装置911进行加热。
在根据第二实施例的采用燃料电池的加热及热水供应系统中，由燃料电 池200产生的电能用于操作安装在住宅或建筑物中的电器和照明设备。而且， 由燃料电池200产生的、作为副产物的反应热和由锅炉100产生的燃烧热一 起用于加热室内房间并供应热水。
如上所述，在根据本发明的采用燃料电池的加热及热水供应系统中，由 燃料电池产生的电能用于操作安装在住宅或建筑物中的电器和照明设备。而 且，由燃料电池产生的、作为副产物的反应热和由锅炉产生的燃烧热一起用 于加热住宅或建筑物的室内房间并供应热水。相应地，可以降低锅炉的操作 时间并且可以降低石油或燃气的使用量，从而降低经济负担并防止发生可能 对人体有害的污染。
还应当指出，已经提供的前述实例仅用于说明并且决不应当理解为用于 限制本发明。尽管已经参照优选实施例对本发明进行了描述，但是应当理解， 本文中所使用的词语为描述、示例性的词语，而非限制性词语。如当前所述 的和所修改的一样，在所附权利要求书的范围内，在不脱离本发明的范围与 精神的情况下，可以对本发明的各个方面做出改变。尽管本文中已经关于特 定的装置、材料和实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不 限于本文中所公开的特例；相反，本发明可扩大至介于所附权利要求书范围 内的所有功能等同的结构、方法和用途。
本发明涉及于2005年10月5日提交的在先韩国专利申请 No.10-2005-0093588所包含的主题，其整体内容在此通过援引而合并。