本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种分布式空调装置及方法。
背景技术：
伴随着人们对于生活舒适度越来越高的要求，具有良好温度湿度的生活环境成为人们生活的基本需求，这些需求也导致了居民空调设备用电的大幅增加，进而导致了我国电力的供需不平衡。为了满足电力负荷的要求，电力部门不得不根据最大负荷进行发电，这也在一定程度上导致了电力的过剩和浪费，同时又不得不在用电高峰期进行限电管理。尤其是近年来，我国的“限电”问题和世界“大停电”事故越来越频繁地出现在人们的视野中，这与我国长期提倡的可持续发展、节能降耗的理念很不相符。
现有的空调装置主要包括挂壁式、立柜式、窗式、吊顶式四种类型，这些主流的空气调节装置大都依托电网运行，这使得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，空气调节装置也都得不到稳定便捷的使用。另外，这些设备的运行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。
燃料电池比技术被认为是解决能源危机的终极方案，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，因此，燃料电池技术在分布式能源技术中得到了越来越多的应用。
但是，在燃料电池运行过程中，其生成产物未能得到有效处理，其长时间工作会产生大量热量，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空气调节装置亟待出现。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种在保证系统稳定高效运行的前提下，能够持续输出冷、热、汽的分布式空调装置及方法。
为达到以上述目的，本发明的装置包括制冷制热模块、供能模块和加湿模块；
所述的供能模块包括燃料电池电堆燃料电池电堆阴极产物出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的液相出口通向加湿模块的水分配器，气液分离器的气相出口通向制冷制热模块的室外换热器，在燃料电池电堆外侧缠绕有电堆冷却回路；
所述制冷制热模块包括室内换热器，室内换热器通过第一分液器、膨胀阀与压缩机外回路相连，压缩机内回路通过四通换向阀与压缩机外回路相连，且在压缩机入口管路上还安装有气液分离器，室外换热器)通过第二分液器与压缩机外回路相连；制热制冷模块的产物排出管路与供能模块的电池冷却回路的入口相连，电池冷却回路的出口与气液分离器的入口相连；
所述加湿模块包括与气液分离器5的液相出口相连的水分配器，水分配器出口与湿膜材料进口相连，湿膜材料出口与储水槽相连。
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，阳极产物出口与燃料储存罐相连通，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。
所述的压缩机为容积式制冷压缩机或离心式制冷压缩机。
所述的室内换热器为表面式换热器、蓄热式换热器、直接接触式换热器或复式换热器。
所述和室外换热器为表面式换热器、蓄热式换热器、直接接触式换热器或复式换热器。
所述加湿模块的湿膜材料对应位置还安装有用于蒸发湿膜材料水分的加热器或超声波发生器。
本发明的分布空调方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S100：电堆放电和压缩工质：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室、阳极室使燃料电池电堆放电，阴极室产物流入气液分离器进行气液分离，阳极产物回流至燃料储存罐；同时燃料电池电堆放电使压缩机做功制冷制热模块中的循环工质流动换热；
步骤S200：电堆供电供水和冷却燃料电池电堆：燃料电池电堆工作产生的电能提供给系统中各用电设备，气液分离器流出的具有一定热量的水流向水分配器以备加湿使用，气液分离器流出的具有一定热量的气体通向室外换热器以备除霜使用；同时，室内换热器冷凝产物或室外换热器化霜产物通过管路对电池冷却回路进行冷却降温；
步骤S300：根据制热、制冷、除霜或加湿目标运行：
若目标为制热，循环工质流入压缩机进行压缩做功，循环工质由四通换向阀流入室内换热器与室内环境进行流动换热，并由第一分液器流向膨胀阀，室内环境所获得的热空气通过风机经过湿膜材料吹出；循环工质通过第二分液器流入室外换热器与室外环境进行膨胀吸热，室外换热器的化霜产物通向电堆冷却回路冷却燃料电池电堆并流向气液分离器；循环工质由室外换热器流出通过四通换向阀流入压缩机内回路继续膨胀做功；
若目标为制冷，循环工质流入压缩机进行压缩做功，循环工质由四通换向阀流入室外换热器与室外环境进行流动换热，并通过第二分液器流向膨胀阀；循环工质通过第一分液器流入室内换热器与室内环境进行膨胀吸热，室内环境所获得的冷空气通过风机经过湿膜材料吹出，室内换热器所产生的冷凝水通向电堆冷却回路冷却燃料电池电堆并流向气液分离器；循环工质由室内换热器流出通过四通换向阀流入压缩机内回路继续膨胀做功；
若目标为除霜，开通气液分离器气路出口，使具有一定热量的气体通向室外换热器，对室外换热器进行除霜；
若目标为加湿，打开气液分离器液相出口使水通过水分配器流入湿膜材料，利用制冷制热模块风机盘管系统的气流使水分吹出，对环境进行加湿。
本发明在运行过程中，所需全部电能均由燃料电池提供；在制热过程中，装置外机的化霜产物能够对燃料电池进行有效地冷却；在制冷过程中，装置内机的冷凝产物能够对燃料电池进行有效地冷却；在除霜过程中，室外换热器所需的热量可由燃料电池产物提供；在加湿过程中，装置所需水分和热量可从电池产物中获得。整个运行过程独立稳定，具有高效节能、清洁环保、功能多样等优点。
由以上技术方案可见，本发明具有以下优点：
1、一种分布式空调装置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，输出独立清洁的电能，实现稳定制冷、制热、加湿、除霜，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。
2、利用装置冷凝水或化霜产物冷却燃料电池，充分利用废弃资源，冷却过程无需额外做功，提高电堆工作效率的同时能够有效地提升装置的运行效率。
3、充分利用燃料电池产物，利用燃料电池电堆产生的热气在无需额外加热的条件下对空调室外换热器进行除霜，利用燃料电池电堆产生的热水实现装置的加湿供热并在无需额外加热的条件下其他用水设备提供热水，整个产物利用过程节能环保。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图：I-制冷制热模块，II-供能模块，III-加湿模块，1-室内换热器，2-第一分液器，3-四通换向阀，4-压缩机，5-气液分离器，6-膨胀阀，7-第二分液器，8-室外换热器，9-燃料电池电堆，10-氧化剂储存罐，11-燃料储存罐，12-电池冷却回路，13-气液分离器，14-水分配器，15-湿膜材料，16-储水槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括制冷制热模块I、供能模块II和加湿模块III；
所述制冷制热模块I包括室内换热器1，室内换热器1通过第一分液器2、膨胀阀6与压缩机4外回路相连，压缩机4内回路通过四通换向阀3与压缩机4外回路相连，且在压缩机4入口管路上还安装有气液分离器5，室外换热器13通过第二分液器12与压缩机9外回路相连；制热制冷模块I的产物排出管路与供能模块II的电池冷却回路12的入口相连，电池冷却回路12的出口与气液分离器13的入口相连；
所述的供能模块II包括燃料电池电堆9以及与燃料电池电堆9的阴极室、阳极室相连的氧化剂储存罐10和燃料储存罐11，阳极产物出口与燃料储存罐11相连通，燃料电池电堆9阴极产物出口与气液分离器13的入口相连，气液分离器13的液相出口通向加湿模块III的水分配器14，气液分离器13的气相出口通向制冷制热模块I的室外换热器8，在燃料电池电堆9外侧缠绕有电堆冷却回路12；
所述加湿模块III包括与气液分离器5的液相出口相连的水分配器14，水分配器14出口与湿膜材料15进口相连，湿膜材料15出口与储水槽16相连。
本发明的燃料电池电堆9的阴极、阳极室分别与氧化剂储存罐10和燃料储存罐11相连，氧化剂储存罐10和燃料储存罐11均采用压力容器。燃料电池电堆9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9的阳极室还可以与外接燃料供给管路相连。压缩机4为容积式制冷压缩机或离心式制冷压缩机；室内换热器1为表面式换热器、蓄热式换热器、直接接触式换热器或复式换热器；室外换热器8为表面式换热器、蓄热式换热器、直接接触式换热器或复式换热器；加湿模块III的湿膜材料15对应位置还安装有用于蒸发湿膜材料水分的加热器或超声波发生器。
本发明的分布空调方法，包括以下步骤：
步骤S100：电堆放电和压缩工质：将氧化剂储存罐10中的氧化剂、燃料储存罐11中的燃料分别通入燃料电池电堆9的阴极室、阳极室使燃料电池电堆9放电，阴极室产物流入气液分离器13进行气液分离，阳极产物回流至燃料储存罐11；同时燃料电池电堆9放电使压缩机4做功制冷制热模块I中的循环工质流动换热；
步骤S200：电堆供电供水和冷却燃料电池电堆：燃料电池电堆9工作产生的电能提供给系统中各用电设备，气液分离器13流出的具有一定热量的水流向水分配器14以备加湿使用，气液分离器13流出的具有一定热量的气体通向室外换热器8以备除霜使用；同时，室内换热器1冷凝产物或室外换热器8化霜产物通过管路对电池冷却回路12进行冷却降温；
步骤S300：根据制热、制冷、除霜或加湿目标运行：
若目标为制热，循环工质流入压缩机4进行压缩做功，循环工质由四通换向阀3流入室内换热器1与室内环境进行流动换热，并由第一分液器2流向膨胀阀6，室内环境所获得的热空气通过风机经过湿膜材料15吹出；循环工质通过第二分液器7流入室外换热器8与室外环境进行膨胀吸热，室外换热器8的化霜产物通向电堆冷却回路12冷却燃料电池电堆9并流向气液分离器13；循环工质由室外换热器8流出通过四通换向阀3流入压缩机4内回路继续膨胀做功；
若目标为制冷，循环工质流入压缩机4进行压缩做功，循环工质由四通换向阀3流入室外换热器8与室外环境进行流动换热，并通过第二分液器7流向膨胀阀6；循环工质通过第一分液器2流入室内换热器1与室内环境进行膨胀吸热，室内环境所获得的冷空气通过风机经过湿膜材料15吹出，室内换热器1所产生的冷凝水通向电堆冷却回路12冷却燃料电池电堆9并流向气液分离器13；循环工质由室内换热器1流出通过四通换向阀3流入压缩机4内回路继续膨胀做功；
若目标为除霜，开通气液分离器13气路出口，使具有一定热量的气体通向室外换热器8，对室外换热器8进行除霜；
若目标为加湿，打开气液分离器13液相出口使水通过水分配器14流入湿膜材料15，利用制冷制热模块I风机盘管系统的气流使水分吹出，对环境进行加湿。