一种基于PEMFC的冷-热-电-湿联供系统及方法

一种基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统及方法
技术领域
1.本发明属于分布式能源技术领域，尤其涉及一种基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统及方法。


背景技术：

2.近20年来，我国建筑面积以每年不低于15亿平米的速度扩增。根据清华大学建筑节能中心的分析数据，2001年建筑能耗所占终端能耗27.5％，2004年建筑能耗达到全国能源消费总量的30％，到了2017年，全国建筑总能耗达到9.47亿吨标准煤，占了全国能源消费总量的21.11％，根据预测，我国最终建筑能耗将达到全国能源消费总量的35％以上。
3.分布式能源是一种临近用户的先进能源系统，分布式冷热电联产系统是其主要形式，也是前景最为明朗，最具实用性和发展活力的技术，具有节能、环保、经济、可靠和灵活智能等特点，是国家中长期科学和技术发展规划纲要中能源领域四项前沿技术之一。有研究显示，将燃料电池余热用于热电联产(chp)系统可使系统效率增加到85％，高于仅利用燃料电池供电时的情况。燃料电池余热可用于驱动冷电联供系统(ccp)或冷热电三联供系统(cchp)。结合pemfc的冷热电联供由于可提供绿色清洁的供热制冷方式，实现能量的梯级利用而成为分布式能源系统的优选，受到各个国家和地区的广泛关注。在系统集成方面，由于pemfc的余热温度较低，如何实现该集成系统中大规模低品位余热的高效稳定利用是pemfc冷热电联供系统中的关键技术。
4.我国大部分地区属于热湿气候，空调除湿消耗的冷量占总冷量的30～50％。随着新型建筑更加注重围护结构的节能，广泛采用如遮阳棚、保温材料等措施来减少建筑漏热，室内显热负荷得到有效降低，制冷负荷的热湿比减小，增强空调的除湿能力，对空调系统的节能降耗尤为重要。传统的除湿技术是将经过新风机组预处理的新风与循环机组中的回风混合后，再通过循环机组中的水盘管将空气降温至露点温度以下，以达到除湿的目的。经过除湿的空气再经过加热器加热，达到室内设定的温度湿度，这种做法会导致冷量与热量抵消造成浪费。综合国内外新风除湿系统的研究现状，固体除湿剂除湿的方法在空气除湿过程中占有很大比例。固体除湿剂对水蒸气具有良好的吸附作用，吸湿材料在饱和后失去吸湿性，因此必须对饱和后的固体吸湿材料进行脱附再生，pemfc在运行时将近一半的能量以低品位热能(70～100℃)形式耗散，将固体吸附剂引入到pemfc联供系统具有较好的前景。
5.将pemfc与新风调湿装置相结合能够有效实现能量的梯级利用，具有重要的现实意义。因此，亟需设计一种结合固体吸附剂新风除湿的pemfc联供系统，使其能够满足固体吸附剂应用的需求。
6.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的供能系统大多不能通过同一个设备实现电能和热能的供应，而常见的联供系统是利用热源驱动的制冷机组回收余热进行制冷，此类制冷机组多为吸收式制冷机组和吸附式制冷机组，存在cop低的缺点。传统的湿度控制主要针对除湿这方面，冷凝除湿一般将经过除湿的空气再经过加热器加热达到室内设定的温度湿度，这种做法会导致冷量与热量抵消造成浪费，而传统吸附除湿需要额
外的热源并对再生温度有一定的要求，同时也不能根据室内环境实现增湿的功能。
7.解决以上问题及缺陷的难度为：目前联供系统的热机普遍存在环境污染等问题，常见的联供系统利用吸收式制冷机组和吸附式制冷机组进行热机的余热回收，存在cop低的缺点，传统除湿技术存在能源浪费问题。
8.解决以上问题及缺陷的意义为：(1)此联供系统利用pemfc产电，产电的同时产生的热量可于生活热水、采暖以及固体吸附剂再生，通过同一个设备可实现电量和热量的供应，可提高系统能源利用率，减少能源浪费，除此之外，pemfc燃烧产物为水，无污染物排放，可实现环保的目的。(2)pemfc余热通过转轮再生换热器后，可流入储热水箱继续供应采暖或生活热水，实现热量的梯级利用；(3)基于pemfc的冷热电湿联供系统，一方面可同时满足夏季制冷除湿、冬季采暖调湿及过渡季调湿的要求，此外，可根据实际需求灵活调节供给方式，如产热量不够时，可选择单独供应生活热水或采暖，配合其他高性能采暖设备，满足用户侧供给。
9.此联供系统的新风调湿系统相比传统除湿系统能有效减少冷热量的抵消，且可根据室内需求灵活地对新风进行除湿/增湿，有效控制新风的湿度。


技术实现要素：

10.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统及方法，旨在解决传统除湿技术冷量与热量抵消造成浪费的问题。
11.本发明是这样实现的，一种基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统，包括pemfc燃料电池系统、生活热水及供暖系统、新风调湿系统以及空气源热泵空调系统。
12.其中，所述pemfc燃料电池系统的氢气和空气经第一热交换器预热后分别进入所述pemfc电堆的阳极和阴极进而发生反应，反应后的气体在后燃室进行二次燃烧最终通入预热器，实现余热回收的过程；为带走所述pemfc电堆内部反应产生的热量，所述pemfc电堆内部冷却水流道接入所述第二热交换器；所述pemfc的余热利用存在两种方案，方案一所述第二热交换器热水出口端接入所述第五阀门的入口端，热水在第五阀门处分为两路，第一路接入新风调湿系统，第二路接入所述储热水箱热源侧热水入口端，进入储热水箱进行换热，从所述储热水箱热源侧热水出口端流出，流经第一水泵，两条回路在第六阀门处汇合，经风冷式热交换器降温后流入第二热交换器热水入口端，方案二所述第二热交换器热水出口端接入所述新风调湿系统，所述新风调湿系统的热水出口端接入所述储热水箱热源侧热水入口端，所述储热水箱热源侧热水出口端接入第一水泵，所述第一水泵接入第七阀门，所述第七阀门接入风冷式热交换器，热水在风冷式热交换器内部进行降温后进入所述第二热交换器热水入口端，自来水由所述第八阀门流入所述生活热水及供暖系统后分为两路，第一路流入所述储热水箱冷水入口端，第二路流入所述第九阀门入口端，两条回路在所述第十阀门处汇合后接入用户端用水设备；两种方案所述储热水箱的用户侧热水出口端经第十一阀门接入所述室内末端装置，所述室内末端装置出水端接入所述第二水泵入口端，所述第二水泵出口端接入所述储热水箱的用户侧热水入口端；所述新风调湿系统的调湿机为转轮式调湿机，所述调湿机设置有圆柱箱体，箱体通过轴孔安装有轴，轴穿过绝热保温材料，一端与电机相连接；箱体由绝热保温材料分隔成上下两个部分，上下两个部分设置有翅片，翅片涂有mofs吸附材料；上侧设置有上半部进出风口，箱体下侧设置有下半部进出风口；所
述空气源热泵的换热器出水口接入用户的末端装置。
13.进一步，所述pemfc燃料电池系统，包括储氢罐、第一热交换器、pemfc电堆、功率变换器、后燃室、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门。
14.其中，所述储氢罐出口端接入所述第一阀门进口端，所述第一阀门出口端接入所述第一热交换器阳极气体入口端；空气在所述第二阀门处分两路流出，第一路接入所述第一热交换器阴极气体入口端，第二路接入所述第三阀门入口端，两条回路在第四阀门入口端处汇合；所述第一热交换器的阳极和阴极气体出口端接入所述pemfc电堆的阳极和阴极进气端，所述pemfc电堆的阳极和阴极排气端接入所述后燃室的进气端；所述pemfc电堆的电量输出端与功率变换器相连，进而向用户侧和电机输送交流电；所述后燃室排气端接入所述第一热交换器的进气端实现废气与未反应的气体的热交换。
15.进一步，所述生活热水及供暖系统包括储热水箱、第二热交换器、第一水泵、第二水泵、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门。
16.所述储热水箱含有热源侧热水进口端、热源侧热水出口端、冷水入口端、生活热水供应端、用户侧热水出口端和用户侧热水进口端六个接口；所述第二热交换器的冷却水进口端接入pemfc电堆冷却水电堆冷却水出口端，所述第二热交换器冷却水出口端接入pemfc电堆冷却水进口端相连，所述pemfc的余热利用存在两种方案，方案一所述第二热交换器热水出口端接入所述第五阀门的入口端，热水在第五阀门处分为两路，第一路接入新风调湿系统，第二路接入所述储热水箱热源侧热水入口端，进入储热水箱进行换热，从所述储热水箱热源侧热水出口端流出，流经第一水泵，两条回路在第六阀门处汇合，经风冷式热交换器降温后流入第二热交换器热水入口端，方案二所述第二热交换器热水出口端接入所述新风调湿系统，所述新风调湿系统的热水出口端接入所述储热水箱热源侧热水入口端，所述储热水箱热源侧热水出口端接入第一水泵，所述第一水泵接入第七阀门，所述第七阀门接入风冷式热交换器，热水在风冷式热交换器内部进行降温后进入所述第二热交换器热水入口端，自来水由所述第八阀门流入所述生活热水及供暖系统后分为两路，第一路流入所述储热水箱冷水入口端，第二路流入所述第九阀门入口端，两条回路在所述第十阀门处汇合后接入用户端用水设备；两种方案所述储热水箱的用户侧热水出口端经第十一阀门接入所述室内末端装置，所述室内末端装置出水端接入所述第二水泵入口端，所述第二水泵出口端接入所述储热水箱的用户侧热水入口端。
17.进一步，所述新风调湿系统包括调湿机、第三水泵和电机。
18.其中，所述电机与所述功率变换器交流电输出端相连接进而带动调湿机转轴转动，pemfc余热利用方案一中所述新风调湿系统热水回路与储热水箱热源侧热水回路并联，所述第五阀门出口端的一侧接入所述第三水泵的入口端，所述第三水泵的出口端接入所述调湿机热水入口端，完成新风调湿机的固体吸附剂加热再生过程，pemfc余热利用方案二中所述新风调湿系统热水回路与储热水箱热源侧热水回路串联，所述第二热交换器热水出口端先接入所述新风调湿系统，所述新风调湿系统的热水出口端接入所述储热水箱热源侧热水入口端，所述储热水箱热源侧热水出口端接入第一水泵，所述第一水泵经第七阀门、风冷式热交换器接入所述第二热交换器热水进口端，所述调湿机为转轮式调湿机，所述调湿机设置有圆柱箱体，箱体通过轴孔安装有轴，轴穿过绝热保温材料，一端与电机相连接；绝热保温材料上侧设置有翅片，翅片涂有mofs吸附材料；箱体由绝热保温材料分隔成上下两个
部分，上侧设置有上半部进出风口，箱体下侧设置有下半部进出风口；夏季除湿工况下，当调湿机下半部分区域吸附材料达到饱和状态时，控制所述轴转动180
°
，将所述调湿机上半部分干燥的吸附材料转到下半部分进行吸湿；冬季加湿工况下，当新风净化调湿装置下半部分区域吸附材料达到干燥状态时，控制所述轴转动180
°
，将所述调湿机上半部分区域的吸附材料转到下半部分进行解析。
19.进一步，所述空气源热泵系统包括风冷热交换器、第三热交换器、压缩机、膨胀阀、单向阀、分离器、四通阀和第四水泵。
20.其中，所述四通阀包含风冷热交换器侧、第三热交换器侧、制冷剂气体入口端和制冷剂气体出口端四个接口，所述风冷热交换器与室外空气进行换热。
21.本发明的另一目的在于提供一种所述pemfc联供系统的基于pemfc的冷-热-电-湿联供方法包括：
22.pemfc的反应气体在第一热交换器与pemfc电堆反应后的废气进行热交换，实现预热；
23.pemfc产生的热量由内部的冷却水系统带走，并通过方案一进行除湿/加湿，通过方案一进行热量的梯级利用；
24.通过方案一和方案二进行夏季制冷除湿、冬季采暖调湿及过渡季调湿。
25.进一步，pemfc产生的热量由其内部的冷却水系统带走，此处存在两种方案，对应附图的图1和图2，方案一中第二热交换器流出的热水一部分进入储热水箱热源侧进行换热，储热水箱用户侧连接采暖和生活热水回路，采暖和生活热水回路上安装有阀门，可根据室内需求对相应阀门进行开关，另一部分热水进入新风调湿系统进行固体吸附剂加热再生，通过新风调湿机内部的自动控制开关的控制可以实现除湿/加湿的目的。
26.方案二中第二热交换器流出的热水先进入新风除湿机进行固体吸附剂的再生再流入储热水箱热源侧，储热水箱用户侧连接采暖和生活热水回路，此方案pemfc余热通过转轮再生换热器后，可流入储热水箱继续供应采暖或生活热水，实现热量的梯级利用。
27.两种方案一方面可同时满足夏季制冷除湿、冬季采暖调湿及过渡季调湿的要求，此外，可根据实际需求灵活调节供给方式，如产热量不够时，可选择单独供应生活热水或采暖，配合其他高性能采暖设备，满足用户侧供给。
28.进一步，在本发明中，所述pemfc电堆内部冷却水流道接入所述第二热交换器；所述pemfc的余热利用存在两种方案，方案一所述第二热交换器热水出口端接入所述第五阀门的入口端，热水在第五阀门处分为两路，第一路接入新风调湿系统，第二路接入所述储热水箱热源侧热水入口端，进入储热水箱进行换热，从所述储热水箱热源侧热水出口端流出，流经第一水泵，两条回路在第六阀门处汇合，方案二所述第二热交换器热水出口端接入所述新风调湿系统，所述新风调湿系统的热水出口端接入所述储热水箱热源侧热水入口端，所述储热水箱热源侧热水出口端接入第一水泵，所述第一水泵经第七阀门、风冷式热交换器接入所述第二热交换器热源侧热水入口端，两种方案自来水由所述第八阀门流入所述生活热水及供暖系统后分为两路，第一路流入所述储热水箱冷水入口端，第二路流入所述第九阀门入口端，两条回路在所述第十阀门处汇合后接入用户端用水设备；两种方案所述储热水箱的用户侧热水出口端经第十一阀门接入所述室内末端装置，所述室内末端装置出水端接入所述第二水泵入口端，所述第二水泵出口端接入所述储热水箱的用户侧热水入口
端。
29.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
30.本发明创新的提出：pemfc发电效率高、环境污染小，在产电的同时会产热，通过同一个设备实现电能和热能的供应；
31.在夏季制冷方面，利用pemfc余热进行干燥除湿，降低潜热负荷，提高制冷设备的运行效率，比如提高蒸汽压缩式制冷循环的蒸发温度，或者避免余热吸附制冷或余热吸收制冷cop较低的问题；
32.在冬季采暖方面，对于低湿度地区，可利用pemfc余热进行新风或回风的增湿处理，提高房间热环境的热舒适性；对于高湿度地区，可利用pemfc余热进行新风或回风的除湿处理，避免围护结构受潮增大传热，进而导致所需热负荷的增加；
33.pemfc余热通过转轮再生换热器后，可流入储热水箱继续供应采暖或生活热水，实现热量的梯级利用；
34.基于pemfc的冷热电湿联供系统，一方面可同时满足夏季制冷除湿、冬季采暖调湿及过渡季调湿的要求，此外，可根据实际需求灵活调节供给方式，如产热量不够时，可选择单独供应生活热水或采暖，配合其他高性能采暖设备，满足用户侧供给。
35.相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：本发明提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统，相比于pemfc单独供电的系统具有更高的综合能源利用率与更低的碳排放量，相比传统除湿装置可有效避免冷热量相抵消的情况同时净化空气，达到节能环保的目的。
36.本发明是一种结合新风调湿的pemfc联供系统，与传统能源系统相比，pemfc系统在为用户侧产电的同时产生的余热运可用于新风调湿，有助于固体吸附剂脱附再生投入到下一轮除湿过程。除此之外，本发明的pemfc产生的余热可存储于水箱，用于供应用户侧生活热水和供暖。同时，本发明通过能量的梯级利用，此系统可达到节能环保，能源最大化利用的目的。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统的结构原理图(方案一)；
39.图2本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统的结构原理图(方案二)；
40.图中：1、第八阀门；2、储热水箱；2a、储热水箱热源侧热水出口端；2b、储热水箱热源侧热水入口端；2c、储热水箱用户侧热水入口端；2d、储热水箱用户侧热水出口端；2e、冷水入口端；2f、生活热水供应端；3、风冷热交换器；4、压缩机；5、分离器；6、四通阀；6a、四通阀制冷剂出口端；6b、四通阀风冷热交换器侧接口；6c、四通阀制冷剂气体入口端；6d、四通阀第三热交换器侧接口；7、第三热交换器；8、第四水泵；9、膨胀阀；10、止回阀；11、第六阀
门；12、第五阀门；13、第二水泵；14、第二热交换器；15、第三水泵；16、调湿机；17、电机；18、后燃室；19、功率变换器；20、pemfc电堆；21、第四阀门；22、第三阀门；23、第二阀门；24、第一热交换器；25、第一阀门；26、储氢罐；27、第一水泵；28、第十阀门；29、第九阀门；30、第七阀门；31、第十一阀门；32、风冷式热交换器。
41.图3是本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统的夏季运行示意图(方案一)。
42.图4是本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统的夏季运行示意图(方案二)。
43.图5是本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统的冬季运行示意图(方案一)。
44.图6是本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统的冬季运行示意图(方案二)。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的描述。
47.本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供方法包括：pemfc的反应气体首先在第一热交换器与pemfc电堆反应后的废气进行热交换，实现预热的功能。
48.pemfc产生的热量由其内部的冷却水系统带走，此处存在两种方案，对应附图的图1和图2，方案一中第二热交换器流出的热水一部分进入储热水箱热源侧进行换热，储热水箱用户侧连接采暖和生活热水回路，采暖和生活热水回路上安装有阀门，可根据室内需求对相应阀门进行开关，另一部分热水进入新风调湿系统进行固体吸附剂加热再生，通过新风调湿机内部的自动控制开关的控制可以实现除湿/加湿的目的。
49.方案二中第二热交换器流出的热水先进入新风除湿机进行固体吸附剂的再生再流入储热水箱热源侧，储热水箱用户侧连接采暖和生活热水回路，此方案pemfc余热通过转轮再生换热器后，可流入储热水箱继续供应采暖或生活热水，实现热量的梯级利用。
50.新风调湿机为转轮式调湿机，外侧设置有箱体，箱体通过轴孔安装有轴，轴穿过绝热保温材料，一端与电机相连接，箱体由绝热保温材料分隔成上下两个部分，上下两个部分设置有翅片，翅片涂有mofs吸附材料，夏季除湿工况下，当调湿机下半部分区域吸附材料达到饱和状态时，控制所述轴转动180
°
，将所述调湿机上半部分干燥的吸附材料转到下半部分进行吸湿；冬季加湿工况下，当新风净化调湿装置下半部分区域吸附材料达到干燥状态时，控制所述轴转动180
°
，将所述调湿机上半部分区域的吸附材料转到下半部分进行解析。通过此调湿机，在夏季制冷方面，利用pemfc余热进行干燥除湿，降低潜热负荷，提高制冷设备的运行效率，比如提高蒸汽压缩式制冷循环的蒸发温度，或者避免余热吸附制冷或余热吸收制冷cop较低的问题；在冬季采暖方面，对于低湿度地区，可利用pemfc余热进行新风或回风的增湿处理，提高房间热环境的热舒适性；对于高湿度地区，可利用pemfc余热进行新
风或回风的除湿处理，避免围护结构受潮增大传热，进而导致所需热负荷的增加。
51.以上方案一方面可同时满足夏季制冷除湿、冬季采暖调湿及过渡季调湿的要求，此外，可根据实际需求灵活调节供给方式，如产热量不够时，可选择单独供应生活热水或采暖，配合其他高性能采暖设备，满足用户侧供给。
52.如图1和图2所示，本发明实施例提供的基于pemfc的冷-热-电-湿联供系统，包括pemfc燃料电池系统、生活热水及供暖系统、新风调湿系统、空气源热泵空调系统，所述pemfc燃料电池系统的冷却水出口接入所述生活热水及供暖系统的储热水箱，所述pemfc燃料电池系统的功率变换器出口接入用户家用电器端，所述pemfc余热利用存在两种方案，方案一中所述第二热交换器出口端的热水分为两部分，一部分进入新风调湿机，另一部分进入储热水箱热源侧进行热量交换，方案二中所述第二热交换器出口端的热水先进入新风调湿系统进行固体吸附剂再生，再流入储热水箱热源侧，所述新风调湿系统的风管出口接入用户的新风管道入口，所述空气源热泵的换热器出水口接入用户的末端装置。
53.如图3和图4所示，夏季工况下，所述pemfc燃料电池产电分为三部分：用户侧家用电器、所述空气源热泵系统的压缩机、风冷式热交换器的风机和所述新风调湿系统的电机，所述pemfc燃料电池产热分为两部分：所述新风调湿系统的固体除湿剂再生和生活热水，所述空气源热泵为用户侧提供冷量，所述新风调湿系统对进入室内的新风进行除湿和净化。
54.如图1和图2所示，夏季工况下，所述第一阀门25出口端接入所述第一热交换器24阳极气体入口端，空气在所述第二阀门23处分两路流出，第一路接入所述第一热交换器24阴极气体入口端，第二路接入所述第三阀门22入口端，两条回路在第四阀门21入口端处汇合，所述第一热交换器24的阳极和阴极气体出口端接入所述pemfc电堆20的阳极和阴极进气端，所述pemfc电堆20的阳极和阴极排气端接入所述后燃室18的进气端，所述pemfc电堆20的电量输出端与功率变换器19相连，进而向用户侧和电机17输送交流电，所述后燃室18排气端接入所述第一热交换器24的进气端实现废气与未反应的气体的热交换。所述第二热交换器14的冷却水进口端接入pemfc电堆20冷却水电堆冷却水出口端，所述第二热交换器14冷却水出口端接入pemfc电堆20冷却水进口端相连，所述pemfc的余热利用存在两种方案，方案一所述第二热交换器14热水出口端接入所述第五阀门12的入口端，热水在第五阀门12处分为两路，第一路经第三水泵15接入所述新风调湿系统的调湿机16，第二路接入所述储热水箱热源侧热水入口端2b，进入储热水箱2进行换热，从所述储热水箱热源侧热水出口端2a流出，流经第一水泵，两条回路在第六阀门11处汇合，经风冷式热交换器32降温后流入第二热交换器14热水入口端，方案二所述第二热交换器热源侧热水出口端2a接入所述新风调湿系统的调湿机16，所述调湿机16的热水出口端接入所述储热水箱热源侧热水入口端2b，所述储热水箱热源侧热水出口端2a接入第一水泵27，所述第一水泵27经第七阀门30、风冷式热交换器32接入所述第二热交换器14热水进口端，自来水由所述第八阀门1流入所述生活热水及供暖系统后分为两路，第一路流入所述储热水箱冷水入口端2e，第二路流入所述第九阀门29入口端，两条回路在所述第十阀门28处汇合后接入用户端用水设备；所述储热水箱的用户侧热水出口端2c经第十一阀门31接入所述室内末端装置，所述室内末端装置出水端接入所述第二水泵13入口端，所述第二水泵13出口端接入所述储热水箱的用户侧热水入口端。空气源热泵系统侧制冷剂由所述压缩机进入所述四通阀制冷剂气体入口端6c，由所述四通阀风冷热交换器侧接口6b流入所述风冷热交换器3制冷剂入口端，由所述风冷
热交换器3制冷剂出口端流入所述膨胀阀9制冷剂，经所述膨胀阀9流入第三热交换器7制冷剂入口端，由所述第三热交换器7制冷剂出口端流入四通阀第三热交换器侧接口6d，经所述四通阀制冷剂出口端6a进入分离器5，进而进入压缩机4，完成一个制冷循环。
55.如图5和图6所示，冬季工况下，所述pemfc燃料电池产电分为三部分：用户侧家用电器、所述空气源热泵系统的压缩机、风冷式热交换器的风机和新风调湿系统的电机，所述pemfc燃料电池产热主要用于所述供暖系统的热水、生活热水和所述新风调湿系统的固体除湿剂再生，所述空气源热泵和热水供暖散热器为用户侧提供热量。
56.如图1和图2所示，冬季工况下，所述第一阀门25出口端接入所述第一热交换器24阳极气体入口端，空气在所述第二阀门23处分两路流出，第一路接入所述第一热交换器24阴极气体入口端，第二路接入所述第三阀门22入口端，两条回路在第四阀门21入口端处汇合，所述第一热交换器24的阳极和阴极气体出口端接入所述pemfc电堆20的阳极和阴极进气端，所述pemfc电堆20的阳极和阴极排气端接入所述后燃室18的进气端，所述pemfc电堆20的电量输出端与功率变换器19相连，进而向用户侧和电机17输送交流电，所述后燃室18排气端接入所述第一热交换器24的进气端实现废气与未反应的气体的热交换。所述第二热交换器14的冷却水进口端接入pemfc电堆20冷却水电堆冷却水出口端，所述第二热交换器14冷却水出口端接入pemfc电堆20冷却水进口端相连，所述pemfc的余热利用存在两种方案，方案一所述第二热交换器14热水出口端接入所述第五阀门12的入口端，热水在第五阀门12处分为两路，第一路经第三水泵15接入所述新风调湿系统的调湿机16，第二路接入所述储热水箱热源侧热水入口端2b，进入储热水箱2进行换热，从所述储热水箱热源侧热水出口端2a流出，流经第一水泵，两条回路在第六阀门11处汇合，经风冷式热交换器32降温后流入第二热交换器14热水入口端，方案二所述第二热交换器热源侧热水出口端2a接入所述新风调湿系统的调湿机16，所述调湿机16的热水出口端接入所述储热水箱热源侧热水入口端2b，所述储热水箱热源侧热水出口端2a接入第一水泵27，所述第一水泵27经第七阀门30、风冷式热交换器32接入所述第二热交换器14热水进口端，自来水由所述第八阀门1流入所述生活热水及供暖系统后分为两路，第一路流入所述储热水箱冷水入口端2e，第二路流入所述第九阀门29入口端，两条回路在所述第十阀门28处汇合后接入用户端用水设备；所述储热水箱的用户侧热水出口端2c经第十一阀门接入所述室内末端装置，所述室内末端装置出水端接入所述第二水泵13入口端，所述第二水泵13出口端接入所述储热水箱的用户侧热水入口端。空气源热泵系统侧制冷剂由所述压缩机4进入所述四通阀制冷剂气体入口端6c，由所述四通阀第三热交换器侧接口6d流入所述第三热交换器7制冷剂入口端，由所述第三热交换器7制冷剂出口端流入所述膨胀阀9，经所述膨胀阀9流入风冷式冷凝器制冷剂入口端，由所述风冷式冷凝器3制冷剂出口端流入四通阀风冷热交换器侧接口6b，经所述四通阀制冷剂出口端6a进入分离器5，进而进入压缩机4，完成一个制热循环。
57.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。