[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

摘要

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。

主权项

1.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；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，其特征在于：所述吸热式制冷单元包括发生器、冷凝器、第一节流阀、蒸发器、吸收器、溶液热交换器及溶液泵，其中：发生器，用于使从吸收器泵送过来的溴化锂稀溶 液吸收所述甲醇水重整制氢设备排出的废气中的热量而沸腾浓缩，产生高压制冷剂蒸汽和溴化锂浓溶 液；高压制冷剂蒸汽输送给冷凝器，溴化锂浓溶 液经溶液热交换器换热后输送给吸收器；冷凝器，用于高压制冷剂蒸汽冷凝成高压制冷剂液体，释放出的冷凝热量由冷却介质带走；高压制冷剂液体经第一节流阀节流为蒸发压力下的制冷剂液体，进入蒸发器；蒸发器，用于制冷剂液体蒸发汽化吸热，产生制冷量，蒸发的低压蒸汽进入吸收器；吸收器，用于使从发生器输送过来的溴化锂浓溶液吸收从蒸发器输送过来的低压蒸汽，产生溴化锂稀溶液；溶液泵，用于将吸收器中的溴化锂稀溶液泵送至发生器；在泵送过程中，该溴化锂稀溶液经过所述溶液热交换器，与溴化锂浓溶 液换热；所述甲醇水重整制氢设备包括甲醇水储存容器、原料输送装置、重整器及膜分离装置；所述原料输送装置通过输送管道分别连接甲醇水储存容器及重整器，该原料输送装置将甲醇水储存容器中的甲醇水原料输送至重整器；所述重整器包括换热器、气化室、重整室、分离室及废气排放装置，所述膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部；所述甲醇水原料在换热器中换热后进入气化室汽化；汽化后的甲醇蒸汽及水蒸汽进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300‑420℃，所述重整室上部的温度为400‑570℃；重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；所述分离室内的温度设定为350‑570℃，从分离室内的膜分离装置的产气端得到氢气；所述重整器制得的部分氢气或/ 和余气通过燃烧维持重整器运行，燃烧后产生的废气通过废气排放装置排出至所述吸热式制冷单元；所述重整器一端安装有启动装置，该启动装置包括杯座，杯座上安装有原料输入管道、加热气化管道、点火装置及温度探测装置；所述原料输入管道可输入甲醇和水原料，原料输入管道与加热气化管道相连通，甲醇和水原料经原料输入管道进入加热气化管道后，从加热气化管道的末端输出；所述点火装置的位置与加热气化管道的末端相对应，用于对加热气化管道中输出的甲醇和水原料进行点火，甲醇和水原料经点火装置点火后燃烧，可对加热气化管道进行加热，使加热气化管道中的甲醇和水原料气化而迅速加大燃烧强度，进而为重整器加热；所述温度探测装置用于探测加热气化管道旁的温度；所述重整器启动制氢后，重整器制得的部分氢气或/ 和余气通过燃烧维持重整器运行；所述杯座包括安装部及安装部上方的液体容纳部，所述原料输入管道、加热气化管道、点火装置及温度探测装置均安装于杯座之安装部上，所述液体容纳部可容纳从加热气化管道末端输出的甲醇和水原料，所述液体容纳部上端还设有液体防溅盖；所述加热气化管道依次包括直通管段、螺旋管段及上拱形管段，所述甲醇和水原料可经直通管段上升至最高位置后，再经螺旋管段螺旋下降，再经上拱形管段后输出；所述杯座的底侧安装有进风盖板，该进风盖板设有风道，外界空气可经该风道进入至重整器内；所述原料输入管道上设有电磁阀，以便控制原料输入管道打开或关闭。