[发明专利]分布式空气调节装置及方法

说明书

分布式空气调节装置及方法，装置包括制冷制热模块、供能模块和加湿模块；在运行中由燃料电池电堆提供电能，制冷制热循环过程对燃料电池电堆进行有效地冷却，电堆运行产物还能够实现除霜加湿功能；制热，循环水进入压缩机回路前先进入电池冷却回路，再进入压缩机回路进行循环，能够在制热目标实现的同时冷却电堆并预热循环水，实现降低电堆温度的同时降低压缩机的做功，提高电堆与装置整体的运行效率；制冷，循环水进入压缩机回路前先进入电池冷却回路，再进入压缩机回路进行循环，能够在制冷目标实现的同时冷却电堆，提高了电堆运行效率。

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种分布式空气调节装置及方法。

背景技术

随着人们对于生活环境的舒适度要求越来越高，空气调节设备的需求量也越来越大，进而导致秋冬季节的用电量逐年上升，这也对国家电网带来了很大的压力。在这样巨大的用电压力下，供电单位一方面增加发电量，另一方面通过停电限电来均衡用电供电之间的平衡，这在造成资源浪费的同时，严重影响着人们对于电的正常使用。因此，如何减缓用电需求对于电网的压力、降低用电设备对于电网的依赖性，越来越受到人们的关注。

目前市面上使用较多的空气调节装置主要有挂壁式、立柜式、窗式、吊顶式，这几种空调在运行过程中大都需要依赖电网提供稳定的电力，因此也需要固定安装在有电网供电的区域，这对于一些特殊区域诸如边疆荒岛、或者一些特殊用途诸如露营行军等都得不到有效的应用，另外电网的停电限电所带来的不稳定性对空气调节设备的稳定运行也带来了很大的挑战。

燃料电池技术是一种新型发电技术，该技术可以将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能，具有高效、无污染、无噪声、可靠性高、模块化、对负载变化可以快速响应等显著优点，被认为是解决能源危机的终极方案。基于上述优点，燃料电池技术在分布式能源技术中也得到了越来越多的应用。

但是，在燃料电池运行过程中，其长时间工作会产生大量热量，其生成产物未能得到有效处理，这些问题一直影响基于燃料电池的分布式能源装置的高效稳定运行。因此，一种更加节能环保高效稳定的供冷供热供电的装置亟待出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种持续稳定、高效节能、环境友好、功能丰富的分布式空气调节装置及方法。

为达到上述目的，本发明的装置包括供能模块、制冷制热模块和加湿模块；

其中制冷制热模块的循环回路与供能模块的电堆冷却回路相连，供能模块的气液分离器液相出口与加湿模块相连，供能模块的气液分离器气相出口通向制冷制热模块的室外换热器；制冷制热模块的室内换热器的出风口通向加湿模块的湿膜材料；

所述供能模块包括燃料电池电堆，在燃料电池电堆外侧缠绕有与制冷制热模块的循环回路相连的电堆冷却回路，气液分离器与燃料电池电堆阴极产物出口相连，气液分离器液相出口通向加湿模块的水分配器，气液分离器气相出口通向制冷制热模块的室外换热器；

所述制冷制热模块包括室内换热器，室内换热器通过第一分液器、膨胀阀与压缩机外回路相连，压缩机内回路通过四通换向阀与压缩机外回路相连，且在压缩机入口管路上还安装有气液分离器，室外换热器通过第二分液器与压缩机外回路相连；电堆冷却回路入口与四通换向阀相连，出口与压缩机上的气液分离器相连，

所述加湿模块包括与气液分离器的液相出口相连的水分配器，水分配器出口与湿膜材料进口相连，湿膜材料出口与储水槽相连。

所述燃料电池电堆的阴极、阳极室分别与氧化剂储存罐和燃料储存罐相连，阳极产物出口与燃料储存罐相连通，所述的氧化剂储存罐和燃料储存罐均采用压力容器。

所述燃料电池电堆的阴极室与空气循环泵或制氧设备相连。

所述燃料电池电堆的阳极室与外接燃料供给管路相连。

所述的压缩机为容积式制冷压缩机或离心式制冷压缩机。