[发明专利]分布式空气调节装置及方法

权利要求书

1.基于分布式空气调节装置的分布式空气调节方法，所述分布式空气调节装置包括供能模块(I)、制冷制热模块(II)和加湿模块(III)，在运行过程中，装置所需全部电能均由燃料电池提供；

其中制冷制热模块(II)的循环回路与供能模块(I)的电堆冷却回路(4)相连，供能模块(I)的气液分离器(5)液相出口与加湿模块(III)相连，供能模块(I)的气液分离器(5)气相出口通向制冷制热模块(II)的室外换热器(13)；制冷制热模块(II)的室内换热器(6)的出风口通向加湿模块(III)的湿膜材料(15)；

所述供能模块(I)包括燃料电池电堆(1)，在燃料电池电堆(1)外侧缠绕有与制冷制热模块(II)的循环回路相连的电堆冷却回路(4)，气液分离器(5)与燃料电池电堆(1)阴极产物出口相连，气液分离器(5)液相出口通向加湿模块(III)的水分配器(14)，气液分离器(5)气相出口通向制冷制热模块(II)的室外换热器(13)；

所述制冷制热模块(II)包括室内换热器(6)，室内换热器(6)通过第一分液器(7)、膨胀阀(11)与压缩机(9)外回路相连，压缩机(9)内回路通过四通换向阀(8)与压缩机(9)外回路相连，且在压缩机(9)入口管路上还安装有气液分离器(10)，室外换热器(13)通过第二分液器(12)与压缩机(9)外回路相连；电堆冷却回路(4)入口与四通换向阀(8)相连，出口与压缩机(9)上的气液分离器(10)相连；

所述加湿模块(III)包括与气液分离器(5)的液相出口相连的水分配器(14)，水分配器(14)出口与湿膜材料(15)进口相连，湿膜材料(15)出口与储水槽(16)相连；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100：电堆放电和压缩工质：将氧化剂储存罐(2)中的氧化剂、燃料储存罐(3)中的燃料分别通入燃料电池电堆(1)的阴极室、阳极室使燃料电池电堆(1)放电，阴极产物流入气液分离器(5)进行气液分离，阳极产物回流至燃料储存罐(3)；同时燃料电池电堆(1)放电压缩机(9)做功使制冷制热模块(II)中的循环工质流动换热；

步骤S200：电堆供电和冷却燃料电池电堆：燃料电池电堆(1)工作产生的电能提供给装置中各用电设备，气液分离器(5)液相出口流出的具有一定热量的水流向水分配器(14)以备加湿使用，气液分离器(5)流出的具有一定热量的气体通向室外换热器(13)以备除霜使用；同时，循环工质再次流入压缩机(9)之前先通向电堆冷却回路(4)对燃料电池电堆(1)进行冷却降温；

步骤S300：根据供冷、供热、加湿或除霜目标运行：

若目标为供冷，循环工质通过电堆冷却回路(4)冷却燃料电池电堆后通过气液分离器(10)流入压缩机(9)进行压缩做功；循环工质由四通换向阀(8)流入室外换热器(13)与室外环境进行流动换热，并通过第二分液器(12)、膨胀阀(11)、第一分液器(7)流入室内换热器(6)与室内环境进行膨胀吸热，室内环境所获得的冷空气通过风机经过湿膜材料(15)吹出；循环工质由室内换热器(6)流出通过四通换向阀(8)流入压缩机(9)内回路，并流入电堆冷却回路(4)冷却燃料电池电堆(1)；

若目标为供热，循环工质经电堆冷却回路(4)冷却燃料电池电堆(1)并预热工质后通过气液分离器(10)流入压缩机(9)进行压缩做功；循环工质由四通换向阀(8)流入室内换热器(6)与室内环境进行流动换热，室内环境所获得的热空气通过风机经过湿膜材料(15)吹出，经室内换热器(6)后的循环工质经第一分液器(7)、膨胀阀(11)、第二分液器(12)流入室外换热器(13)与室外环境进行膨胀吸热后通过四通换向阀(8)流入压缩机(9)内回路，并流入电堆冷却回路(4)冷却燃料电池电堆(1)并预热工质；

若目标为加湿，开通气液分离器(5)液相出口通过水分配器(14)使储存的水流入湿膜材料(15)，利用制冷制热模块(II)室内换热器(6)风机吹出的气流使水分吹出，对环境进行加湿；

若目标为除霜，开通气液分离器(5)气相出口，使具有一定热量的气体通向室外换热器(13)，对室外换热器(13)进行除霜。

2.根据权利要求1所述基于分布式空气调节装置的分布式空气调节方法，其特征在于，所述燃料电池电堆(1)的阴极、阳极室分别与氧化剂储存罐(2)和燃料储存罐(3)相连，阳极产物出口与燃料储存罐(3)相连通，所述的氧化剂储存罐(2)和燃料储存罐(3)均采用压力容器。