[发明专利]基于甲醇水制氢发电系统的空调系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于甲醇水制氢发电系统的空调系统及控制方法，其中，空调系统包括甲醇水重整制氢设备、燃料电池及热电混合空调设备；甲醇水重整制氢设备，用于甲醇和水发生重整制氢反应，重整制氢反应制得的氢气输送给燃料电池，在重整制氢反应的过程中，排出的废气中的热量输送给吸热式制冷单元；燃料电池，用于氢气与氧气发生电化学反应产生电能，产生的电能为用电式空调单元供电；热电混合空调设备，包括吸热式制冷单元及用电式空调单元，吸热式制冷单元可吸收甲醇水重整制氢设备排出的废气中的热量而制冷，用电式空调单元可消耗燃料电池产生的电能而制冷。本发明环保、节能、便捷，受区域和环境影响小，并且甲醇水原料能量利用率高。

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域，特别涉及一种基于甲醇水制氢发电系统的空调系统，与此同时，本发明还涉及该空调系统的控制方法。

背景技术

空调即空气调节（air conditioning），主要是指对建筑/构筑物内环境空气的温度等参数进行调节和控制的过程，以创造适宜的生活条件或工作条件的技术。在现有技术中，空调通常需要接入市电才可以工作，而对于没有电源的地方，则无法工作。

有鉴于此，本创作者于2014年4月10日申请了一项发明申请201410141289.9（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），该发明申请公开了一种甲醇水重整发电空调系统及控制方法，包括甲醇水重整制氢设备、发电设备及空调设备，其中，甲醇水重整制氢设备制得的氢气，输送给发电设备进行发电，产生的电能为空调设备供电。采用这种技术方案能使空调在没有电源的地方，仍能正常工作，无需额外电源。

然而，上述空调系统对甲醇水能量的利用率偏低，通常只有36%-50%，具体原因如下：甲醇水重整制氢设备在运行过程中，主要发生甲醇与水的重整制氢反应，即甲醇与水蒸气在350-409℃温度下1-5M Pa的压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程式为：(1)CH₃OH→CO+2H₂；(2)H₂O+CO→CO₂+H₂；(3)CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂；甲醇水的催化反应在重整甲醇水制氢设备的重整器中完成，重整器包括重整器壳体及位于重整器壳体内的燃烧室和重整室，一般地，重整室中需要350-409℃的温度，而燃烧室中需要405-570℃的温度，重整器才能正常工作。而要维持燃烧室中的405-570℃的温度，则需要一部分制得的氢气在燃烧室中燃烧以维持重整器运行。燃烧室在氢气燃烧的过程中，产生的废气（空气中的氮气、二氧化碳、水气等）直接从重整器的烟囱中排出。由于这些废气为高温废气，因此，废气的排放造成了能量的损失，这部分损失的能量占到了甲醇水能量的25%-40%，从而使得上述空调系统对甲醇水能量的利用率偏低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种环保、节能、便捷，受区域和环境影响小，并且能量利用率高的基于甲醇水制氢发电系统的空调系统。为此，本发明还要提供一种该空调系统的控制方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于甲醇水制氢发电系统的空调系统，包括甲醇水重整制氢设备、燃料电池及热电混合空调设备，其中：

甲醇水重整制氢设备，用于甲醇和水发生重整制氢反应，重整制氢反应制得的氢气输送给燃料电池，在重整制氢反应的过程中，排出的废气中的热量输送给热电混合空调设备的吸热式制冷单元；

燃料电池，用于氢气与氧气发生电化学反应产生电能，产生的电能为热电混合空调设备的用电式空调单元供电；