一种分布式制冷装置及方法制造方法及图纸

一种分布式制冷装置及方法，装置包括冰箱本体，在冰箱本体上安装有燃料电池堆，在燃料电池堆内还设置有与接水盘、水蒸发盘相连通的电堆冷却管路；本发明专利技术所需电能均由燃料电池电堆提供，同时其冷凝产物可以对燃料电池电堆进行有效地冷却，电堆运行产物和冷凝产物还能够对循环工质进行预冷；在工质循环过程中，循环工质由压缩机进入冷凝器，流入冷冻蒸发器和冷藏蒸发器，再经水蒸发盘流入压缩机进行循环，同时在电堆冷却过程中，冷凝水由接水盘流入电堆冷却回路，进一步与阴极产物汇合流入水蒸发盘，整体过程在通过冷凝产物冷却电堆保证其高效运行的同时通过冷凝产物和电池产物的蒸发预冷工质，这使得电堆及装置整体的运行效率更加高效。

Distributed refrigeration device and method

A distributed refrigeration device and method, device comprises a refrigerator body, a fuel cell stack installed in the refrigerator body, the fuel cell stack is arranged and communicated with the water receiving disc, water evaporation disc stack cooling pipe; the power required by the fuel cell stack is provided, and its condensation the product of the fuel cell stack effectively cooling, stack operation and product of condensation products can refrigerant for cooling; in the refrigerant cycle, refrigerant enters the condenser by compressor, evaporator and refrigerating evaporator into the freezer, and then by water evaporation disc into the compressor cycle, while the electric in the process of cooling, condensing water from the water tray into the stack cooling circuit further with the cathode product before flowing into the water vapor in the whole process of offer, ensure the stack cooling condensation products In addition, the operation efficiency of the stack and the device is more efficient by the evaporation of the condensation product and the evaporation of the battery product at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式制冷装置及方法
本专利技术涉及一种制冷装置及方法，具体涉及一种分布式制冷装置及方法。
技术介绍
在生产生活过程中，低温有助于食品的保鲜及一些物品的储存，因此一些基于这些目的的制冷装置也得到越来越多的应用。冰箱、冷柜等制冷装置作为一种整体式冷藏、冷冻装置，在生活、生产和科研等方面均有广泛的用途。这一类制冷装置主要有电动机驱动压缩式、电磁振荡压缩机式、吸收式、半导体式、磁性制冷式等。这五种装置大都需要依赖于电网提供电力，这在对电网带来很大的用电压力的同时，也会因电网“限电”“停电”等问题影响其稳定运行。另外，由于制冷装置依托于固定的电力网络，其使用范围局限于某一固定区域，这使得设备在移动过程中有很大的不便，针对一些电网未能达到的区域诸如边疆、荒岛等，制冷装置也都得不到稳定便捷的使用。燃料电池技术是一种新型发电技术，该技术可以将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能，具有高效、无污染、无噪声、可靠性高、模块化、对负载变化可以快速响应等显著优点，被认为是解决能源危机的终极方案。基于上述优点，燃料电池技术在分布式能源技术中也得到了越来越多的应用。但是，在燃料电池运行过程中，其长时间工作会产生大量热量，其生成产物未能得到有效处理，这些问题一直影响基于燃料电池的分布式能源装置的高效稳定运行。因此，一种更加节能环保高效稳定的冷冻冷藏的装置亟待出现。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种持续稳定、高效节能、环境友好、功能丰富的分布式制冷装置及方法，通过燃料电池获得稳定的电能和并通过冷凝产物对燃料电池进行有效地冷却；在运行过程中，装置所需全部电能均由燃料电池提供，同时其冷藏室内的冷凝产物可以对燃料电池进行有效地冷却。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术包括冰箱本体以及设置在冰箱本体上的冷冻蒸发器、冷冻室、冷藏蒸发器、接水盘、冷藏室、冷凝器、压缩机和水蒸发盘；其中压缩机工质出口与冷凝器相连，压缩机工质出口还与冷冻蒸发器、冷藏蒸发器相连，工质经冷藏蒸发器后通过水蒸发盘与压缩机工质入口相连；在冰箱本体上还安装有燃料电池堆，在燃料电池堆内还设置有入口与接水盘相连通的电堆冷却管路，燃料电池堆的阴极室出口及电堆冷却管路的出口与水蒸发盘相连。所述的冷冻蒸发器采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器。所述的冷冻室为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱。所述的冷藏蒸发器采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器。所述的冷藏室为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱。所述冷凝器应是空气冷却式冷凝器应是百叶窗式冷凝器、钢丝盘管式冷凝器、内藏式冷凝器和翅片式冷凝器。所述燃料电池电堆的阴极、阳极室分别与氧化剂储存罐和燃料储存罐相连，燃料电池堆的阳极室出口与燃料储存罐相连所述的氧化剂储存罐和燃料储存罐均采用压力容器。所述燃料电池电堆的阴极室与空气循环泵或制氧设备相连；所述燃料电池电堆的阳极室与外接燃料供给管路相连。所述的压缩机采用电动机驱动压缩式设备、电磁振荡压缩机式设备、吸收式设备、半导体式设备或磁性制冷式设备。本专利技术的分布式制冷方法包括以下步骤：步骤S100：电堆放电和工质压缩预冷：将氧化剂储存罐中的氧化剂、燃料储存罐中的燃料分别通入燃料电池电堆的阴极、阳极使燃料电池电堆放电，阴极产物流入水蒸发盘通过水蒸发对工质进行预冷，阳极产物回流至燃料储存罐；同时燃料电池放电使压缩机做功使装置中的循环工质流动换热；步骤S200：电堆供电和工质循环：燃料电池电堆工作产生的电能提供给压缩机；循环工质经压缩后送到冷凝器内，冷凝成液体后经毛细管节流依次进入冰箱内冷冻蒸发器和冷藏蒸发器；循环工质流入水蒸发盘通过水蒸发进行预冷，并再次流入压缩机循环做功；步骤S300：冷却燃料电池电堆：冷藏室中的冷凝水通过接水盘收集后流入电堆冷却回路与阴极排出的水汇合流入水蒸发盘，通过水的蒸发对循环工质进行预冷。本专利技术以燃料电池作为主要电力来源的独立制冷装置，通过燃料电池电堆提供稳定充足的电力供压缩机做功实现冷却功能，同时运行过程中的冷凝产物可以用来冷却燃料电池电堆以保障其高效稳定运行。燃料电池电堆输出电压可根据需要选择性输出，外部独立于电网且内部协同互补运行，使用燃料电池作为电源结构，输出独立清洁的电能，实现稳定冷冻、冷藏，另外，燃料电池所消耗的燃料和氧化剂简单易得，产物清洁无污染，使装置运行成本降低且工作产物环境友好。本专利技术利用装置内的冷凝产物冷却燃料电池、预冷循环工质，冷藏室内的冷凝水用来冷却燃料电池电堆以保证电堆的稳定高效运行，同时冷凝水流入水蒸发盘通过自身蒸发对循环工质进行预冷，进一步地提升了整个装置的性能；充分利用燃料电池产物，利用燃料电池电堆产生的热水对水蒸发盘补充水分，以促进循环工质更有效地预冷，整个产物利用过程节能环保。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种分布式制冷装置结构示意图。图中，1-冷冻蒸发器，2-冷冻室，3-冷藏蒸发器，4-接水盘，5-冷藏室，6-冷凝器，7-燃料电池电堆，8-电堆冷却管路，9-燃料储存罐，10-氧化剂储存罐，11-压缩机，12-水蒸发盘。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，本专利技术包括冰箱本体以及设置在冰箱本体上的冷冻蒸发器1、冷冻室2、冷藏蒸发器3、接水盘4、冷藏室5、冷凝器6、压缩机11和水蒸发盘12；其中压缩机11工质出口与冷凝器6相连，压缩机11工质出口还与冷冻蒸发器1、冷藏蒸发器3相连，工质经冷藏蒸发器3后通过水蒸发盘12与压缩机11工质入口相连；其中冷冻蒸发器1采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器；冷冻室2为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱；冷藏蒸发器3采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器；冷藏室5为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱；冷凝器6应是空气冷却式冷凝器应是百叶窗式冷凝器、钢丝盘管式冷凝器、内藏式冷凝器和翅片式冷凝器；压缩机11采用电动机驱动压缩式设备、电磁振荡压缩机式设备、吸收式设备、半导体式设备或磁性制冷式设备；在冰箱本体上还安装有燃料电池堆7以及与燃料电池堆7的阴极室、阳极室相连的氧化剂储存罐10、燃料储存罐9，在燃料电池堆7内还设置有入口与接水盘4相连通的电堆冷却管路8，燃料电池堆的阴极室出口及电堆冷却管路8的出口与水蒸发盘12相连，燃料电池堆的阳极室出口与燃料储存罐9相连。其中燃料电池电堆7的阴极、阳极室分别与氧化剂储存罐9和燃料储存罐10相连，氧化剂储存罐2和燃料储存罐3均采用压力容器；燃料电池电堆7的阴极室还可以与空气循环泵或制氧设备相连；燃料电池电堆7的阳极室还可以与外接燃料供给管路相连。。本专利技术的分布式制冷方法包括以下步骤：步骤S100：电堆放电和工质压缩预冷：将氧化剂储存罐10中的氧化剂、燃料储存罐9中的燃料分别通入燃料电池电堆7的阴极、阳极使燃料电池电堆7放电，阴极产物流入水蒸发盘12通过水蒸发对工质进行预冷，阳极产物回流至燃料储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式制冷装置，其特征在于，包括冰箱本体以及设置在冰箱本体上的冷冻蒸发器(1)、冷冻室(2)、冷藏蒸发器(3)、接水盘(4)、冷藏室(5)、冷凝器(6)、压缩机(11)和水蒸发盘(12)；其中压缩机(11)工质出口与冷凝器(6)相连，压缩机(11)工质出口还与冷冻蒸发器(1)、冷藏蒸发器(3)相连，工质经冷藏蒸发器(3)后通过水蒸发盘(12)与压缩机(11)工质入口相连；在冰箱本体上还安装有燃料电池堆(7)，在燃料电池堆(7)内还设置有入口与接水盘(4)相连通的电堆冷却管路(8)，燃料电池堆的阴极室出口及电堆冷却管路(8)的出口与水蒸发盘(12)相连。

【技术特征摘要】
1.一种分布式制冷装置，其特征在于，包括冰箱本体以及设置在冰箱本体上的冷冻蒸发器(1)、冷冻室(2)、冷藏蒸发器(3)、接水盘(4)、冷藏室(5)、冷凝器(6)、压缩机(11)和水蒸发盘(12)；其中压缩机(11)工质出口与冷凝器(6)相连，压缩机(11)工质出口还与冷冻蒸发器(1)、冷藏蒸发器(3)相连，工质经冷藏蒸发器(3)后通过水蒸发盘(12)与压缩机(11)工质入口相连；在冰箱本体上还安装有燃料电池堆(7)，在燃料电池堆(7)内还设置有入口与接水盘(4)相连通的电堆冷却管路(8)，燃料电池堆的阴极室出口及电堆冷却管路(8)的出口与水蒸发盘(12)相连。2.根据权利要求1所述的分布式制冷装置，其特征在于，所述的冷冻蒸发器(1)采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器。3.根据权利要求1所述的分布式制冷装置，其特征在于，所述的冷冻室(2)为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱。4.根据权利要求1所述的分布式制冷装置，其特征在于，所述的冷藏蒸发器(3)采用铝合金复合板式蒸发器、蛇形盘管式蒸发器、光管盘式蒸发器、单侧翅片式蒸发器或翅片管式蒸发器。5.根据权利要求1所述的分布式制冷装置，其特征在于，所述的冷藏室(5)为压力容器，采用不锈钢保温箱、承压保温箱或玻璃钢保温箱。6.根据权利要求1所述的分布式制冷装置，其特征在于，所述冷凝器(6)应是空气冷却式冷凝器应是百叶窗式冷凝器、钢丝盘管式冷凝器、内藏式冷凝器和翅片式冷凝器。7.根据权利要求1所述的分布式制冷装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李印实，王睿，徐荣吉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61