[發(fā)明專利]分布式空氣調(diào)節(jié)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710183793.9
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107091508B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李印實;王睿
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;H01M8/04007;H01M8/04089;H01M8/04119
• 代理公司: 61215 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 張震國

1.基于分布式空氣調(diào)節(jié)裝置的分布式空氣調(diào)節(jié)方法，所述分布式空氣調(diào)節(jié)裝置包括供能模塊(I)、制冷制熱模塊(II)和加濕模塊(III)，在運行過程中，裝置所需全部電能均由燃料電池提供；

其中制冷制熱模塊(II)的循環(huán)回路與供能模塊(I)的電堆冷卻回路(4)相連，供能模塊(I)的氣液分離器(5)液相出口與加濕模塊(III)相連，供能模塊(I)的氣液分離器(5)氣相出口通向制冷制熱模塊(II)的室外換熱器(13)；制冷制熱模塊(II)的室內(nèi)換熱器(6)的出風口通向加濕模塊(III)的濕膜材料(15)；

所述供能模塊(I)包括燃料電池電堆(1)，在燃料電池電堆(1)外側(cè)纏繞有與制冷制熱模塊(II)的循環(huán)回路相連的電堆冷卻回路(4)，氣液分離器(5)與燃料電池電堆(1)陰極產(chǎn)物出口相連，氣液分離器(5)液相出口通向加濕模塊(III)的水分配器(14)，氣液分離器(5)氣相出口通向制冷制熱模塊(II)的室外換熱器(13)；

所述制冷制熱模塊(II)包括室內(nèi)換熱器(6)，室內(nèi)換熱器(6)通過第一分液器(7)、膨脹閥(11)與壓縮機(9)外回路相連，壓縮機(9)內(nèi)回路通過四通換向閥(8)與壓縮機(9)外回路相連，且在壓縮機(9)入口管路上還安裝有氣液分離器(10)，室外換熱器(13)通過第二分液器(12)與壓縮機(9)外回路相連；電堆冷卻回路(4)入口與四通換向閥(8)相連，出口與壓縮機(9)上的氣液分離器(10)相連；

所述加濕模塊(III)包括與氣液分離器(5)的液相出口相連的水分配器(14)，水分配器(14)出口與濕膜材料(15)進口相連，濕膜材料(15)出口與儲水槽(16)相連；

其特征在于，包括以下步驟：

步驟S100：電堆放電和壓縮工質(zhì)：將氧化劑儲存罐(2)中的氧化劑、燃料儲存罐(3)中的燃料分別通入燃料電池電堆(1)的陰極室、陽極室使燃料電池電堆(1)放電，陰極產(chǎn)物流入氣液分離器(5)進行氣液分離，陽極產(chǎn)物回流至燃料儲存罐(3)；同時燃料電池電堆(1)放電壓縮機(9)做功使制冷制熱模塊(II)中的循環(huán)工質(zhì)流動換熱；

步驟S200：電堆供電和冷卻燃料電池電堆：燃料電池電堆(1)工作產(chǎn)生的電能提供給裝置中各用電設(shè)備，氣液分離器(5)液相出口流出的具有一定熱量的水流向水分配器(14)以備加濕使用，氣液分離器(5)流出的具有一定熱量的氣體通向室外換熱器(13)以備除霜使用；同時，循環(huán)工質(zhì)再次流入壓縮機(9)之前先通向電堆冷卻回路(4)對燃料電池電堆(1)進行冷卻降溫；

步驟S300：根據(jù)供冷、供熱、加濕或除霜目標運行：

若目標為供冷，循環(huán)工質(zhì)通過電堆冷卻回路(4)冷卻燃料電池電堆后通過氣液分離器(10)流入壓縮機(9)進行壓縮做功；循環(huán)工質(zhì)由四通換向閥(8)流入室外換熱器(13)與室外環(huán)境進行流動換熱，并通過第二分液器(12)、膨脹閥(11)、第一分液器(7)流入室內(nèi)換熱器(6)與室內(nèi)環(huán)境進行膨脹吸熱，室內(nèi)環(huán)境所獲得的冷空氣通過風機經(jīng)過濕膜材料(15)吹出；循環(huán)工質(zhì)由室內(nèi)換熱器(6)流出通過四通換向閥(8)流入壓縮機(9)內(nèi)回路，并流入電堆冷卻回路(4)冷卻燃料電池電堆(1)；

若目標為供熱，循環(huán)工質(zhì)經(jīng)電堆冷卻回路(4)冷卻燃料電池電堆(1)并預(yù)熱工質(zhì)后通過氣液分離器(10)流入壓縮機(9)進行壓縮做功；循環(huán)工質(zhì)由四通換向閥(8)流入室內(nèi)換熱器(6)與室內(nèi)環(huán)境進行流動換熱，室內(nèi)環(huán)境所獲得的熱空氣通過風機經(jīng)過濕膜材料(15)吹出，經(jīng)室內(nèi)換熱器(6)后的循環(huán)工質(zhì)經(jīng)第一分液器(7)、膨脹閥(11)、第二分液器(12)流入室外換熱器(13)與室外環(huán)境進行膨脹吸熱后通過四通換向閥(8)流入壓縮機(9)內(nèi)回路，并流入電堆冷卻回路(4)冷卻燃料電池電堆(1)并預(yù)熱工質(zhì)；

若目標為加濕，開通氣液分離器(5)液相出口通過水分配器(14)使儲存的水流入濕膜材料(15)，利用制冷制熱模塊(II)室內(nèi)換熱器(6)風機吹出的氣流使水分吹出，對環(huán)境進行加濕；

若目標為除霜，開通氣液分離器(5)氣相出口，使具有一定熱量的氣體通向室外換熱器(13)，對室外換熱器(13)進行除霜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于分布式空氣調(diào)節(jié)裝置的分布式空氣調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述燃料電池電堆(1)的陰極、陽極室分別與氧化劑儲存罐(2)和燃料儲存罐(3)相連，陽極產(chǎn)物出口與燃料儲存罐(3)相連通，所述的氧化劑儲存罐(2)和燃料儲存罐(3)均采用壓力容器。