本发明涉及一种空调系统，具体地，涉及一种再吸附储能式空调系统及其控制方法。
背景技术：
随着石油等化石能源的短缺和严重的大气污染等问题，电动汽车作为普通汽油车的替代品受到越来越多研究者的重视。但是电动汽车有着运行距离短和电池成品高的缺点。而目前在电动汽车上应用的空调一般都为汽车电池直接驱动的压缩式空调。传统的压缩式空调会消耗电动汽车30％～50％的能量，也导致了运行里程数减少40％～60％，这不仅造成了汽车电池的额外负担，而且加重了电动汽车运行距离短的问题。解决这一问题的一个方法是将消耗电量过程和空调工作过程分离开，这样就会在很大程度上解决电动汽车运行距离短的问题，也增大了其发展潜力。这一过程依靠传统的压缩式空调是无法实现的，而依靠绿色环保型再吸附技术，为其实际应用提供了可能性。再吸附式系统主要由高温吸附床、低温吸附床及连接阀门与管路构成。和吸附式系统不同的是，再吸附系统中没有流动的液氨，安全性更高，更适用于远距离运输工况。再吸附系统运行一般包括两个过程：(1)高温床的解吸过程，该过程使用电加热器加热高温吸附床，用空气冷却低温吸附床，使高温吸附床中的制冷剂解吸出来并流到低温吸附床，在其中被吸附；(2)低温床的解吸过程，用空气冷却高温吸附床，使制冷剂从低温吸附床中解吸到高温吸附床内。低温吸附床的解吸过程和高温吸附床的吸附过程分别可以产生冷量和热量，供夏季制冷与冬季供热。
李廷贤等人(atarget-orientedsolid-gasthermochemicalsorptionheattransformerforintegratedenergystorageandenergyupgrade)分析了mncl2-cacl2-nh3再吸附循环高储能密度的潜力。包华汕等人(resorptionsystemforcoldstorageandlong-distancerefrigeration)建立了一个用于储冷的长距离运行空调的再吸附系统，结果表明在不同运行工况下，性能系数(coefficientofperformance-cop)可以达到0.20到0.31。本发明的发明人以前研究了利用再吸附系统进行直接供热和同时供热制冷的性能分析，实验结果表明最大的储能密度可以达到1706kj/kg，在制冷过程中达到的最大平均制冷功率是1.07kw。
但是到目前为止，没有分析将再吸附循环应用于电动汽车空调上可行性的研究工作。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种再吸附储能式空调系统及其控制方法。
根据本发明提供的一种再吸附储能式空调系统，包括第一吸附床、第二吸附床；
所述第一吸附床、第二吸附床均具有填充部；
所述填充部的组分包括卤化盐和/或硫化膨胀石墨；
所述第一吸附床通过制冷剂阀门与第二吸附床相连接；
所述再吸附储能式空调系统，还包括电加热器；
所述电加热器位于所述第一吸附床的侧部，并能够使第一吸附床实现加热解吸过程；
所述再吸附储能式空调系统，还包括空气出口机构、空气入口以及阀门机构；
所述空气出口机构包括第一空气出口、第二空气出口；
所述第一吸附床的一端经阀门机构、第一风机与所述空气入口相连接；
所述第一吸附床的一端经阀门机构分别与所述第二风机相连接、经阀门机构与所述第二吸附床的一端相连接；
所述第一吸附床的另一端经阀门机构与所述第二吸附床的另一端相连接；
所述第一吸附床的另一端经阀门机构与所述第二空气出口相连接；
所述第二吸附床的一端通过阀门机构与所述第一风机相连接；
所述第二吸附床的另一端通过阀门机构与所述第一空气出口相连接；
所述再吸附储能式空调系统，还包括空调输出端；
所述空调输出端通过阀门机构与所述第二吸附床的另一端相连接。
优选地，阀门机构包括第一空气阀门、第二空气阀门、第三空气阀门、第四空气阀门、第五空气阀门、第六空气阀门、第七空气阀门；
所述第一吸附床的一端经第一空气阀门、第一风机与所述空气入口相连接；
所述第一吸附床的一端经第六空气阀门分别与所述第二风机相连接、经第七空气阀门与所述第二吸附床的一端相连接；
所述第一吸附床的另一端经第五空气阀门、第八空气阀门与所述第二吸附床的另一端相连接；
所述第一吸附床的另一端经第二空气阀门与所述第二空气出口相连接；
所述第二吸附床的一端通过第三空气阀门与所述第一风机相连接；
所述第二吸附床的另一端通过第四空气阀门与所述第一空气出口相连接；
所述空调输出端通过第八空气阀门与所述第二吸附床的另一端相连接；
所述制冷剂阀门，能够使第一吸附床内气体、第二吸附床内气体之间相通和隔离；
所述第一吸附床的温度高于第二吸附床的温度。
优选地，还包括第一换热模式；
在第一换热模式中，
将所述第一空气阀门和第二空气阀门打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；
此时，所述第一风机与所述第一空气阀门和第二空气阀门相通，能够使所述能够第一吸附床与环境空气换热，能够降低所述第一吸附床的温度，进而吸附制冷剂。
优选地，还包括第二换热模式；
在第二换热模式中，
将所述第一空气阀门、第二空气阀门以及第四空气阀门打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；
此时，所述第一风机与所述第一空气阀门、第二空气阀门以及第四空气阀门相通，能够使所述能够第二吸附床与环境空气换热，能够使所述第二吸附床实现等温吸附或者等温解吸。
优选地，还包括第三换热模式；
在第三换热模式中，
将所述第二空气阀门、第五空气阀门以及第六空气阀门打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；
此时，所述第二风机与第二空气阀门、第五空气阀门以及第六空气阀门相通，能够使所述能够第一吸附床与车舱内空气换热，能够降低所述第一吸附床的温度，进而吸附制冷剂，并提供热量。
优选地，还包括第四换热模式；
在第四换热模式中，
将所述第七空气阀门、第八空气阀门打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；
此时，所述第二风机与第七空气阀门、第八空气阀门相通，能够使所述能够第二吸附床与车舱内空气换热，能够使所述第二吸附床等温解吸，并提供冷量。
优选地，还包括夜晚模式；
在夜晚模式中，
所述电加热器加热所述第一吸附床，空气通过第三空气阀门、第四空气阀门以及第一风机对所述第二吸附床的填充部进行冷却，使制冷剂从第一吸附床解吸出来，通过制冷剂阀门流至第二吸附床；
所述制冷剂被所述第二吸附床吸附。
优选地，还包括白天模式；
所述白天模式包括夏天白天模式；
在夏天白天模式中，
环境空气对第二吸附床进行加热，使制冷剂从第二吸附床中解吸出来，并提供制冷量；
通过第二风机、第七空气阀门以及第八空气阀门，使所述空气与所述第二吸附床换热；
通过第一风机、第一空气阀门以及第二空气阀门，使空气降低第一吸附床的温度，进而使第一吸附床吸附第二吸附床的制冷剂。
优选地，白天模式还包括冬天白天模式；
在冬天白天模式中，
第一吸附床输出热量，通过第一风机、第二空气阀门以及第三空气阀门，使第二吸附床和环境空气换热；
通过第五空气阀门、第六空气阀门以及第二风机，使第一吸附床与车舱内空气换热，进而使第一吸附床吸附第二吸附床的制冷剂。
本发明还提供了一种上述的再吸附储能式空调系统的控制方法，包括利用上述的再吸附储能式空调系统对制冷剂进行吸附、解吸的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的再吸附储能式空调系统使得电动汽车在行驶过程中基本不会因为空调的启动而额外耗电(只有少部分电量会消耗在电磁阀切换上)。
2、本发明最有意义的创新点在于提出了一种新概念，将再吸附空调系统应用于电动车，将消耗电量过程和空调工作过程分离开，这样就会在很大程度上解决电动汽车运行距离短的问题，也增大了其发展潜力。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的再吸附储能式空调系统的整体结构示意图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种再吸附储能式空调系统，优选的为应用在电动汽车上的再吸附储能式空调系统，包括第一吸附床11、第二吸附床12；所述第一吸附床11、第二吸附床12均具有填充部；所述填充部的组分包括卤化盐和/或硫化膨胀石墨；所述卤化盐和/或硫化膨胀石墨的组分为本发明的其中一个优选方案；本发明中的填充部的组分还可以包括卤化盐和/或膨胀石墨等，也均在本发明的保护范围内；本发明之所以优选以硫化膨胀石墨作为卤化盐的基质来制备吸附剂，是因为硫化膨胀石墨相对于膨胀石墨的导热和传质性能更好。所述第一吸附床11通过制冷剂阀门13与第二吸附床12相连接；所述再吸附储能式空调系统，还包括电加热器14；所述制冷剂阀门13用于控制第一吸附床11与第二吸附床12内气体是否连通；所述电加热器14位于所述第一吸附床11的侧部，并能够使第一吸附床11实现加热解吸过程；所述再吸附储能式空调系统，还包括空气出口机构、空气入口以及阀门机构；所述空气出口机构包括第一空气出口15、第二空气出口17；所述第一吸附床11的一端经阀门机构、第一风机1与所述空气入口16相连接；所述第一吸附床11的一端经阀门机构分别与所述第二风机2相连接、经阀门机构与所述第二吸附床12的一端相连接；所述第一吸附床11的另一端经阀门机构与所述第二吸附床12的另一端相连接；所述第一吸附床11的另一端经阀门机构与所述第二空气出口17相连接；所述第二吸附床12的一端通过阀门机构与所述第一风机1相连接；所述第二吸附床12的另一端通过阀门机构与所述第一空气出口15相连接；所述再吸附储能式空调系统，还包括空调输出端18；所述空调输出端18通过阀门机构与所述第二吸附床12的另一端相连接。所述电加热器14工作所需电量由市电供给；在电动汽车行驶过程中，进行第一吸附床11吸附、第二吸附床12解吸的过程，无需额外耗费电动汽车电池电量。
所述阀门机构包括第一空气阀门3、第二空气阀门4、第三空气阀门5、第四空气阀门6、第五空气阀门7、第六空气阀门8、第七空气阀门9；所述第一吸附床11的一端经第一空气阀门3、第一风机1与所述空气入口16相连接；所述第一吸附床11的一端经第六空气阀门8分别与所述第二风机2相连接、经第七空气阀门9与所述第二吸附床12的一端相连接；所述第一吸附床11的另一端经第五空气阀门7、第八空气阀门10与所述第二吸附床12的另一端相连接；所述第一吸附床11的另一端经第二空气阀门4与所述第二空气出口17相连接；所述第二吸附床12的一端通过第三空气阀门5与所述第一风机1相连接；所述第二吸附床12的另一端通过第四空气阀门6与所述第一空气出口15相连接；所述空调输出端18通过第八空气阀门10与所述第二吸附床12的另一端相连接；所述制冷剂阀门13，能够使第一吸附床11内气体、第二吸附床12内气体之间相通和隔离；所述第一吸附床11的温度高于第二吸附床12的温度。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，还包括第一换热模式；在第一换热模式中，将所述第一空气阀门3和第二空气阀门4打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；此时，所述第一风机1与所述第一空气阀门3和第二空气阀门4相通，能够使所述能够第一吸附床11与环境空气换热，能够降低所述第一吸附床11的温度，进而吸附制冷剂。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，还包括第二换热模式；在第二换热模式中，将所述第一空气阀门3、第二空气阀门4以及第四空气阀门6打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；此时，所述第一风机1与所述第一空气阀门3、第二空气阀门4以及第四空气阀门6相通，能够使所述能够第二吸附床12与环境空气换热，能够使所述第二吸附床12实现等温吸附或者等温解吸。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，还包括第三换热模式；在第三换热模式中，将所述第二空气阀门4、第五空气阀门7以及第六空气阀门8打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；此时，所述第二风机2与第二空气阀门4、第五空气阀门7以及第六空气阀门8相通，能够使所述能够第一吸附床11与车舱内空气换热，能够降低所述第一吸附床11的温度，进而吸附制冷剂，并提供热量。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，还包括第四换热模式；在第四换热模式中，将所述第七空气阀门9、第八空气阀门10打开，其他阀门机构的空气阀门关闭；此时，所述第二风机2与第七空气阀门9、第八空气阀门10相通，能够使所述能够第二吸附床12与车舱内空气换热，能够使所述第二吸附床12等温解吸，并提供冷量。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，还包括夜晚模式；在夜晚模式中，所述电加热器14加热所述第一吸附床11，空气通过第三空气阀门5、第四空气阀门6以及第一风机1对所述第二吸附床的填充部进行冷却，使制冷剂从第一吸附床11解吸出来，通过制冷剂阀门13流至第二吸附床12；所述制冷剂被所述第二吸附床12吸附。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，还包括白天模式；所述白天模式包括夏天白天模式；在夏天白天模式中，环境空气对第二吸附床12进行加热，使制冷剂从第二吸附床12中解吸出来，并提供制冷量；通过第二风机2、第七空气阀门9以及第八空气阀门10，使所述空气与所述第二吸附床12换热；通过第一风机1、第一空气阀门3以及第二空气阀门4，使空气降低第一吸附床11的温度，进而使第一吸附床11吸附第二吸附床12的制冷剂。
本发明提供的再吸附储能式空调系统，白天模式还包括冬天白天模式；在冬天白天模式中，第一吸附床11输出热量，由第一吸附床11的吸附作用起到热泵的作用；通过第一风机1、第二空气阀门4以及第三空气阀门5，使第二吸附床12和环境空气换热；通过第五空气阀门7、第六空气阀门8以及第二风机2，使第一吸附床11与车舱内空气换热，进而使第一吸附床11吸附第二吸附床12的制冷剂。
本发明还提供了一种上述的再吸附储能式空调系统的控制方法，包括利用上述的再吸附储能式空调系统对制冷剂进行吸附、解吸的步骤。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
在夏季，环境温度常常高于30℃，所以选取冷却空气温度为35℃。电动汽车内的制冷温度选取为5度。在夜晚电动汽车不运行时，由接入市电的电加热器对高温吸附床加热，加热温度可以高达200℃，但是考虑到安全性的限制，最高的加热温度应该低于180℃。
在冬季，环境温度在10℃左右，而低温吸附床的解吸/吸附温度都选取为环境温度。当高温吸附剂达到了其在冬季的平衡吸附/解吸点时，高温吸附床内就发生吸附/解吸反应。规定高温吸附床的最高解吸温度为180℃，而其最低吸附温度应高于25℃(为电动车舱内空气的控制温度)。
故以夏季35℃以及冬季10℃为例，本实施例的工作性能如下：
(1)在夏季，夜晚时，氯化铵复合吸附剂，即，填充部的优选为氯化铵复合吸附剂，所在的第二吸附床12起始状态点有着最小的吸附量，例如，吸附量为0.32kgnh3/kgnh4cl，被35℃的空气源冷却进行等温吸附过程。同时氯化锰复合吸附剂，填充部的优选为氯化铵复合吸附剂，所在的第一吸附床11被电加热器14加热进行升温解吸过程。白天时，第二吸附床12的温度被控制在5℃的制冷温度，第一吸附床11被维持在35℃的外界空气所冷却，使得制冷剂氨从第二吸附床12解吸到第一吸附床11内。第二吸附床12的解吸热提供制冷效果。在此过程中，第二吸附床12中氯化铵复合吸附剂的循环吸附量优选的为0.63kgnh3/kgnh4cl，而在第一吸附床11中的吸附剂的循环吸附量优选的为0.21kgnh3/kgmncl2。其理论cop和储能密度分别为0.38和803kj/kg。
(2)在冬季，环境温度为10℃，电动车舱内的加热温度被控制在25℃时，有如下工作状态。夜晚时，氯化铵复合吸附剂所在的第二吸附床12被10℃的空气源冷却后，进行等温吸附过程。同时氯化锰复合吸附剂所在的第一吸附床11被电加热器14加热，进行升温解吸过程。白天时，第二吸附床12和外界空气换热，其温度仍被控制在10℃，第一吸附床11的吸附温度被维持在25℃，使得制冷剂氨从第二吸附床12解吸到第一吸附床11内。第一吸附床11的吸附热提供制热效果。在此过程中，第二吸附床12中氯化铵复合吸附剂的循环吸附量优选的为0.63kgnh3/kgnh4cl，第一吸附床11中的吸附剂的循环吸附量优选的为0.23kgnh3/kgmncl2。其理论cop和储能密度分别为0.69和1445kj/kg。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。