[發明專利]基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調及制熱制冷方法

有效

• 申請號: 201610212232.2
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105716326B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 向華
• 申請（專利權）人: 廣東合即得能源科技有限公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B13/00;F25B27/02;F25B49/02;H01M8/0612
• 代理公司: 東莞眾業知識產權代理事務所(普通合伙) 44371
• 代理人: 李宇翔

1.基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調，其特征在于：包括壓縮機、四通換向閥、室內換熱器、節流閥、室外換熱器、甲醇水儲存容器、輸送泵、重整器、燃料電池、電力轉換裝置及空氣余氣混合器；所述壓縮機、四通換向閥、室內換熱器、節流閥與室外換熱器之間形成熱泵空調的工質輸送回路；所述甲醇水儲存容器儲存有液態的甲醇水原料；所述輸送泵用于將甲醇水儲存容器中的甲醇水原料通過輸送管道泵送至重整器的重整室；重整器設有重整室、氫氣純化裝置、燃燒腔及排氣囪口，所述重整室用于甲醇與水蒸汽發生重整制氫反應制得氫氣和二氧化碳的混合氣體，所述氫氣純化裝置用于分離出制得的氫氣，該氫氣輸向燃料電池，所述燃燒腔用于部分制得的氫氣與外界空氣中的氧氣燃燒，為重整器的運行提供熱量；所述氫氣純化裝置分離之后的二氧化碳、燃燒腔內氫氣氧氣燃燒產生的水汽以及外界空氣中的未燃燒氣體混合成高溫余氣，從排氣囪口排向空氣余氣混合器或外界, 所述排氣囪口與空氣余氣混合器之間設有換向閥，在制熱工況狀態下，從排氣囪口排出的高溫余氣經換向閥后排向空氣余氣混合器，使重整器的高溫余氣熱量與外界空氣熱量同時得到利用，在制冷工況狀態下，從排氣囪口排出的高溫余氣經換向閥后排向外界；所述空氣余氣混合器用于將外界空氣與高溫余氣混合成中溫混合氣體，輸向室外換熱器；所述燃料電池用于氫氣與空氣中的氧氣發生電化學反應，產生電能輸出；所述電力轉換裝置用于將燃料電池輸出的電能轉換為負載所需求的電，為壓縮機及輸送泵供電。

2.根據權利要求1所述的基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調，其特征在于：所述工質輸送回路設有用于輸送制冷工況狀態下的工質的止回閥，所述節流閥包括主毛細管和副毛細管，其中副毛細管與止回閥相并聯；所述工質輸送回路上還設有過濾器及消聲器。

3.根據權利要求1所述的基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調，其特征在于：所述空氣余氣混合器設有風扇及溫度感應器，風扇用于將外界空氣扇入空氣余氣混合器，溫度感應器用于檢測空氣余氣混合器內的混合氣體溫度，該混合氣體溫度范圍為25～70℃。

4.根據權利要求1所述的基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調，其特征在于：所述輸送泵與重整器之間的輸送管道上設有換熱器，低溫的甲醇和水原料在換熱器中，與重整室輸出的高溫氫氣進行換熱，甲醇和水原料溫度升高，氫氣溫度降低。

5.根據權利要求1所述的基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調，其特征在于：所述氫氣純化裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%-78%，銀占22%-25%。

6.權利要求1-5中任意一項所述基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調的制熱制冷方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.重整器在運行過程中，發生甲醇水重整制氫反應，制得的氫氣輸向燃料電池，在燃料電池內，氫氣與空氣中的氧氣發生電化學反應，產生電能輸出，與此同時，從重整器的排氣囪口排出高溫余氣；

b.在制熱工況下，室內換熱器成為冷凝器，室外換熱器成為蒸發器，高溫余氣排向空氣余氣混合器，并與外界空氣混合成中溫混合氣體輸向室外換熱器，在室外換熱器中，中溫混合氣體與工質換熱，轉化成低溫混合氣體后排出；燃料電池輸出的電能經電力轉換裝置轉換后，為壓縮機及輸送泵供電，余電輸出；

c.在制冷工況下，室內換熱器成為蒸發器，室外換熱器成為冷凝器，高溫余氣排向外界；燃料電池輸出的電能經電力轉換裝置轉換后，為壓縮機及輸送泵供電，余電輸出。

7.根據權利要求6所述基于甲醇水重整制氫發電系統的熱泵空調的制熱制冷方法，其特征在于：在制熱工況下，溫度傳感器實時檢測空氣余氣混合器中的混合氣體溫度，并將溫度信息反饋給控制裝置，控制裝置通過風扇調整外界空氣的送入量，以控制混合氣體的溫度范圍在25～70℃內。