[发明专利]氨和氢电化学气候控制系统

权利要求书

1.一种气候控制系统，包括：

工作流体，所述工作流体包括氨(NH₃)和氢(H₂)；

蒸发器，所述蒸发器将所述工作流体中的液氨(NH₃)转变为蒸汽相；

热交换器，所述热交换器设置在所述蒸发器的下游且电化学装置的上游；

所述电化学装置，所述电化学装置接收来自所述热交换器的包括氨(NH₃)和氢(H₂)的所述工作流体，其中，当电势被施加于所述电化学装置时，当所述工作流体通过所述电化学装置时，所述电化学装置增大蒸汽相氨(NH₃)的第一分压并且减小气相氢(H₂)的第二分压；

冷凝器，所述冷凝器设置在所述电化学装置的下游，所述冷凝器冷却所述工作流体并且将所述工作流体中的氨(NH₃)从蒸汽相转变为液相；

分离器，所述分离器设置在所述冷凝器的下游且所述蒸发器和所述热交换器的上游，所述分离器被配置成将液相氨(NH₃)与气相氢(H₂)分离，使得分离出的液相氨(NH₃)被引导至所述蒸发器并转变为被馈送至所述热交换器的蒸汽相氨(NH₃)，而退出所述分离器的气相氢(H₂)被引导至所述热交换器；以及

流体导管，所述流体导管用于使所述工作流体循环并且在所述蒸发器、所述热交换器、所述电化学装置、所述冷凝器和所述分离器之间建立流体连通，并且所述工作流体循环通过所述流体导管。

2.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述分离器是第一分离器，并且所述气候控制系统还包括设置在所述电化学装置与所述冷凝器之间的第二分离器，其中，所述工作流体还包括水(H₂O)，并且所述第二分离器被配置成将所述工作流体中的水(H₂O)与氨(NH₃)和氢(H₂)在退出所述电化学装置之后分离，其中，分离出的水(H₂O)循环回到所述电化学装置。

3.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述热交换器是逆流热交换器，所述逆流热交换器的第一侧与第二侧成热传递关系，其中，所述第一侧被配置成接收退出所述分离器的气相氢(H₂)，并且所述第二侧被配置成接收待被引导至所述电化学装置的所述工作流体的馈送流，其中，所述馈送流包括退出所述蒸发器的蒸汽相氨(NH₃)，其中，所述热交换器被配置成从所述第一侧向所述第二侧传递热量以冷却所述气相氢(H₂)并且加热所述馈送流。

4.根据权利要求3所述的气候控制系统，其中，在所述气相氢(H₂)作为经冷却的气相氢(H₂)退出所述热交换器的所述第一侧之后，所述经冷却的气相氢(H₂)的至少一部分在进入所述热交换器的所述第二侧之前被引入到所述馈送流中。

5.根据权利要求1所述的气候控制系统，所述气候控制系统没有任何机械泵或移动部件。

6.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述电化学装置包括正电极、负电极以及允许铵(NH₄⁺)离子穿过其而迁移的分隔膜。

7.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，进入所述电化学装置的蒸汽相氨(NH₃)的所述第一分压小于或等于所述工作流体的总压力的约50％且气相氢(H₂)的所述第二分压大于或等于所述工作流体的总工作压力的约50％，并且退出所述电化学装置的气相氨(NH₃)的所述第一分压大于或等于所述工作流体的总压力的约50％且气相氢(H₂)的所述第二分压小于或等于所述工作流体的总工作压力的约50％。