CN107975969A - 金属氢化物制冷系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属氢化物制冷系统及其控制方法。其中金属氢化物制冷系统的控制方法包括：获取第一反应器和/或第二反应器内的金属氢化物的反应时间；根据反应时间调整第一反应器和第二反应器内的氢气流向；检测由进行吸热的第一反应器或第二反应器的载冷剂出口流出的载冷剂温度，并判断载冷剂温度是否小于预设温度阈值；以及若是，驱使四个三通阀切换载冷剂管路连通第一反应器、第二反应器以及第一换热器、第二换热器的状态。本发明的方案，利用四个三通阀使第一换热器保持与进行放热的第一反应器或第二反应器连通，并使第二换热器保持与进行吸热的第一反应器或第二反应器连通，充分利用反应器的工作效率。

Description

金属氢化物制冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷设备，特别是涉及一种金属氢化物制冷系统及其控制方法。

背景技术

目前，人们处于解决能源危机和环境保护的需要，越来越重视对氢能的研究和应用，氢气具有单位质量发热值高、来源广泛、清洁高效等优点。在一定温度和压力下，金属氢化物(也称贮氢合金)在一定的温度和压力下，能够可逆吸收、贮存、释放氢气。金属氢化物和氢气之间的反应特点为吸氢时放热，吸热是放出氢气，无论吸氢反应还是放氢反应，均与系统的温度、压力及合金成分相关。金属氢化物与氢气之间进行反应的热效应可以通过调节氢气的流动方向来控制反应进行的方向，实现热能的转换。

上述反应特性使得金属氢化物在能量转换与利用领域得到广泛的应用，现有技术中出现了一些金属氢化物制冷系统，这些系统作为一种新颖的热量转换系统，具有环保安全静音的优点，但是也存在着一些问题，影响了这类制冷系统的推广使用，金属氢化物需要交替吸氢和放氢，导致仅能间隙制冷，热量利用效率较低。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种实现持续制冷的金属氢化物制冷系统。

本发明一个进一步的目的是要提高金属氢化物制冷系统的热效率。

本发明另一个进一步的目的是要简化金属氢化物制冷系统的控制过程。

特别地，本发明提供了一种金属氢化物制冷系统，其包括：第一反应器和第二反应器，其内部均填充有金属氢化物，以利用金属氢化物的吸氢和脱氢反应进行放热或吸热；电化学压缩装置，设置于第一反应器和第二反应器之间，配置成根据第一反应器和/或第二反应器内的金属氢化物的反应时间调整第一反应器和第二反应器内的氢气流向，以使第一反应器和第二反应器分别交替进行放热和吸热；以及载冷剂循环装置，其具有第一换热器、第二换热器、载冷剂管路以及四个三通阀，其中四个三通阀与载冷剂管路连接，并配置成根据由进行吸热的第一反应器或第二反应器的载冷剂出口流出的载冷剂温度切换载冷剂管路连通第一反应器、第二反应器以及第一换热器、第二换热器的状态，以使第一换热器保持与进行放热的第一反应器或第二反应器连通，并使第二换热器保持与进行吸热的第一反应器或第二反应器连通。

可选地，该金属氢化物制冷系统，还包括：可调电源，配置成受控地向电化学压缩装置提供直流电，直流电的极性根据第一反应器和/或第二反应器内的金属氢化物的反应时间确定。

可选地，四个三通阀包括：第一三通阀，其入液端连接至第一反应器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至第一换热器和第二换热器的载冷剂入口，第二三通阀，其入液端连接至第二反应器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至第一换热器和第二换热器的载冷剂入口，以使第一三通阀和第二三通阀切换第一换热器和第二换热器的载冷剂流入方向；以及第三三通阀，其入液端连接至第一换热器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至第一反应器和第二反应器的载冷剂入口，第四三通阀，其入液端连接至第二换热器的载冷剂出口，其出液端分别连接至第一反应器和第二反应器的载冷剂入口，以使第三三通阀和第四三通阀切换第一换热器和第二换热器的载冷剂流出方向。

可选地，该金属氢化物制冷系统还包括：第一泵，设置于第一反应器的载冷剂出口与第一三通阀之间的载冷剂管路上，配置成为流出第一反应器的载冷剂提供动力；以及第二泵，设置于第二反应器的载冷剂出口与第二三通阀之间的载冷剂管路上，配置成为流出第二反应器的载冷剂提供动力。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种金属氢化物制冷系统的控制方法。其中金属氢化物制冷系统包括：利用金属氢化物的吸氢和脱氢反应进行放热或吸热的第一反应器和第二反应器、设置于第一反应器以及第二反应器之间的电化学压缩装置、具有第一换热器、第二换热器、载冷剂管路以及四个三通阀的载冷剂循环装置，并且该金属氢化物制冷系统的控制方法包括：获取第一反应器和/或第二反应器内的金属氢化物的反应时间；根据反应时间调整第一反应器和第二反应器内的氢气流向，以使第一反应器和第二反应器分别交替进行放热和吸热；检测由进行吸热的第一反应器或第二反应器的载冷剂出口流出的载冷剂温度，并判断载冷剂温度是否小于预设温度阈值；以及若是，驱使四个三通阀切换载冷剂管路连通第一反应器、第二反应器以及第一换热器、第二换热器的状态，以使第一换热器保持与进行放热的第一反应器或第二反应器连通，并使第二换热器保持与进行吸热的第一反应器或第二反应器连通。

可选地，在调整第一反应器和第二反应器内的氢气流向的步骤之后还包括：将第一反应器和第二反应器内的金属氢化物的反应时间清零。

可选地，金属氢化物制冷系统还包括向电化学压缩装置提供直流电的可调电源，并且调整第一反应器和第二反应器内的氢气流向的步骤包括：根据反应时间确定直流电的极性，以调整电化学压缩装置传输氢气的方向。

可选地，根据第一反应器和/或第二反应器内的金属氢化物的反应时间确定直流电的极性的步骤包括：在反应时间小于预设周期的情况下，保持直流电的电压极性方向，在反应时间达到预设周期的情况下，切换直流电的电压极性方向。

本发明的金属氢化物制冷系统，设置两台反应器和电化学压缩装置，利用该电化学压缩装置，可以调整两台反应器的氢气流向，使两台反应器一台进行吸氢反应，另一台进行脱氢反应，交替进行放热和吸热，并且通过载冷剂循环装置与反应器进行换热，实现了持续制冷，充分利用反应器的热能转换能力。此外，还设置第一换热器、第二换热器，利用四个三通阀切换第一换热器、第二换热器与第一反应器或第二反应器的连接关系，使得第一换热器始终释放热量、第二换热器始终进行制冷，从而充分利用反应器的工作效率。

进一步地，本发明的金属氢化物制冷系统，可以通过可调电源使电化学压缩装置受控地对反应器进行调节，根据两个反应器内的金属氢化物的反应时间进行实时调节，控制灵活。

另外，本发明还提供了针对上述金属氢化物制冷系统的控制方法，通过获取两个反应器内的金属氢化物的反应时间，对金属氢化物制冷系统自动进行控制，保证其运行的可靠性。

本发明的金属氢化物制冷系统可以应用于多种场合，例如建筑物或者交通工具的空调器、冰箱冷柜等冷藏冷冻设备、采暖设备等。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统的结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统的示意性结构图；

图3示出了图2所示的金属氢化物制冷系统的另一工作状态；

图4是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统的控制方法的示意图；以及

图5是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统10的示意性结构图。该金属氢化物制冷系统10一般性的可以包括：第一反应器210、第二反应器220、电化学压缩装置230、载冷剂循环装置100。

第一反应器210和第二反应器220的内部分别填充有金属氢化物，以利用金属氢化物的吸氢和脱氢反应进行放热或吸热。在本实施例中，第一反应器210和第二反应器220可以使用相同的反应器，其内填充的金属氢化物可以选择根据使用场合的制冷要求选择，例如稀土系储氢合金、钛系储氢合金、镁系储氢合金等，在选择时可以参考金属氢化物的反应热焓、吸氢量、抗中毒性能、工作寿命等。第一反应器210和第二反应器220的工作原理为：由滤网分隔出氢气流道，氢气通过滤网和金属氢化物发生热质传递，产生的热量由外部的载冷剂带走。第一反应器210和第二反应器220可以采用但不限于下列反应器：圆筒式反应器、翅片管反应器、列管式热反应器、毛细管式反应器。

电化学压缩装置(或称为电化学氢泵)230，设置于第一反应器210以及第二反应器220之间，配置成根据第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间，调整第一反应器210和第二反应器220内的氢气流向。电化学压缩装置230通过内部电场实现氢气定向传输，也就是将氢气从进行脱氢反应的反应器供向进行吸氢反应的反应器，达到调节两侧氢气压力和浓度的目的。在一些可选的实施例中，可以预先设置有预设周期T，在第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间达到该预设周期T时，可以调整第一反应器210和第二反应器220内的氢气流向，使氢气反向流动。其中预设周期T可以根据两个反应器的容积、内部金属氢化物的数量、氢气的流速进行设置。在两个反应器的容积、内部金属氢化物的数量、氢气的流速一定的情况下，发明人可以根据多次实验得到金属氢化物完全反应所需的反应时间，并将其作为预设周期T进行设置。该设置预设周期的过程在出厂之前完成，即用户在使用金属氢化物制冷系统10时，预设周期已经预先设置，金属氢化物制冷系统10可以根据预设周期自动运行。

电化学压缩装置(或称为电化学氢泵)230的工作原理为：当含有氢气的气流进入电化学压缩装置的阳极室后，氢气分子会经过气体扩散层到达催化层，在反应气体、催化剂和电解质膜的三相界面上发生氧化反应，使氢气分析氧化为质子和电子，随后质子在外加电压的作用下通过电解质膜往阴极传递，电子通过催化层和多孔扩散层以及导电的双极板传导到外电路。电化学压缩装置230的阴阳极反应效果为：氢分子从氢气含量较低的阳极气体被抽到阴极，成为含氢量较高的阴极气体。电化学压缩装置230阴极输出的氢气纯度高，而且在无需机械压缩机的情况下即可实现高压输出。从而电化学压缩装置230连接正极电压的一侧(即阳极)连接的反应器进行脱氢反应，而电化学压缩装置230连接负极电压的一侧(即阴极)连接的反应器进行吸氢反应。因此，通过调节电化学压缩装置230的供电极性可以改变氢气的输出方向，通过调节电化学压缩装置230的直流电电压值可以调节两侧压力差，并且直流电电流值也会影响输氢速度。

载冷剂循环装置100具有第一换热器111、第二换热器112、载冷剂管路120以及四个三通阀，其中载冷剂管路120分别连通第一反应器210、第二反应器220以及第一换热器111、第二换热器112，四个三通阀与载冷剂管路120连接，并配置成使第一换热器111保持与进行放热的第一反应器210或第二反应器220连通，并使第二换热器112保持与进行吸热的第一反应器210或第二反应器220连通。从而载冷剂循环装置100可以使载冷剂将反应器产生的热量携载至第一换热器111、第二换热器112处，与第一换热器111、第二换热器112的周围环境进行热交换，实现制冷或加热的目的。

本实施例的金属氢化物制冷系统10还可以设置有可调电源240，用于向电化学压缩装置230供电，该可调电源240配置成受控地向电化学压缩装置230提供直流电，直流电的极性根据第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间确定。在可调电源240的电压极性转换后，电化学压缩装置230传输氢气的方向相应变化，例如在第一反应器210脱氢的氢气供向第二反应器220进行吸氢反应的过程中，如若电化学压缩装置230的输入电压极性转换，氢气流向变更为从第二反应器220供向第一反应器210，从而使得第二反应器220进行脱氢反应，而第一反应器210进行吸氢反应。通过使第一反应器210和第二反应器220交替工作，可以保证金属氢化物制冷系统10的持续工作。

图2是根据本发明另一实施例的金属氢化物制冷系统10的示意性结构图。在该实施例中，金属氢化物制冷系统10设置有四个三通阀：第一三通阀131、第二三通阀132、第三三通阀133以及第四三通阀134，每个三通阀都具有一个入液端和两个出液端。

其中，第一三通阀131，其入液端连接至第一反应器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至第一换热器和第二换热器的载冷剂入口，第二三通阀132，其入液端连接至第二反应器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至第一换热器和第二换热器的载冷剂入口，以使第一三通阀131和第二三通阀132切换第一换热器和第二换热器的载冷剂流入方向。

第三三通阀133，其入液端连接至第一换热器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至第一反应器和第二反应器的载冷剂入口，第四三通阀134，其入液端连接至第二换热器的载冷剂出口，其出液端分别连接至第一反应器和第二反应器的载冷剂入口，以使第三三通阀133和第四三通阀134切换第一换热器和第二换热器的载冷剂流出方向。以上使用四个三通阀仅为切换第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向的一种可选实现方式，在一些其他实施例中，可以通过其他的管路与阀门的结构实现载冷剂方向的切换。

本实施例的金属氢化物制冷系统10还可以设置有第一泵141和第二泵142，其中第一泵141可以设置于第一反应器210的载冷剂出口与第一三通阀131之间的载冷剂管路上，配置成为流出第一反应器210的载冷剂提供动力。第二泵142可以设置于第二反应器220的载冷剂出口与第二三通阀132之间的载冷剂管路上，配置成为流出第二反应器220的载冷剂提供动力。其中第一泵141和第二泵142的泵送流速可以受控进行调节。第一泵141设置于第一反应器210的载冷剂出口与第一三通阀131之间的载冷剂管路上，第二泵142设置于第二反应器220的载冷剂出口与第二三通阀132之间的载冷剂管路上，不仅有利用整个金属氢化物制冷系统10的整体布局，而且便于两个泵的安装，安装于两个阀门之前，更利于载冷剂以适当的流速流入连接换热器的载冷剂管路。

图2还示出了载冷剂循环装置100中载冷剂的流向，其中实线箭头和虚线箭头分别为流经第一换热器111的载冷剂的方向和流经第二换热器112的载冷剂的方向。在图2所示的金属氢化物制冷系统10的工作状态下，第三三通阀133将第一换热器111流出的载冷剂导通至第一反应器210，进过换热后，第一三通阀131将载冷剂导回第一换热器111，实现了一组载冷剂循环。第四三通阀134将第二换热器112流出的载冷剂导通至第二反应器220，进过换热后，第二三通阀132将载冷剂导回第二换热器112，实现了另一组载冷剂循环。

在该过程中，第一反应器210可以进行吸氢反应，以释放放热，第二反应器220可以进行脱氢反应，以吸收热量。第一换热器111将第一反应器210的热量传递至其周围环境，第二换热器112将第二反应器220的冷量传递至其周围环境。

图3示出了图2所示的金属氢化物制冷系统10的另一工作状态，该图中，实线箭头和虚线箭头仍然分别表示流经第一换热器111的载冷剂的方向和流经第二换热器112的载冷剂的方向。在图3所示的金属氢化物制冷系统10的工作状态下，第三三通阀133将第一换热器111流出的载冷剂导通至第二反应器220，进过换热后，第二三通阀132将载冷剂导回第一换热器111，实现了一组载冷剂循环。第四三通阀134将第二换热器112流出的载冷剂导通至第一反应器210，进过换热后，第一三通阀131将载冷剂导回第二换热器112，实现了另一组载冷剂循环。

在该过程中，第一反应器210可以进行脱氢反应，以吸收热量，第二反应器220可以进行吸氢反应，以释放放热。第一换热器111将第二反应器220的热量传递至其周围环境，第二换热器112将第一反应器210的冷量传递至其周围环境。

通过以上结构，可以使第一换热器111保持与进行放热的反应器连通，始终进行向外释放热量，并使第二换热器112保持与进行吸热的反应器连通，始终进行对其所在环境降温。

本实施例的金属氢化物制冷系统10，可以灵活运用于空调系统、冷藏冷冻设备、采暖设备中，实现持续供应热量和冷量。

本实施例还提供了一种金属氢化物制冷系统10的控制方法。该控制方法可以对上述任一种实施例的金属氢化物制冷系统10进行控制，以保证金属氢化物制冷系统10稳定可靠运行。图4是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统10的控制方法的示意图，该金属氢化物制冷系统10的控制方法一般性地可以包括：

步骤S402，获取第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间；

步骤S404，根据反应时间调整第一反应器210和第二反应器220内的氢气流向，以使第一反应器210和第二反应器220分别交替进行放热和吸热；

步骤S406，检测由进行吸热的第一反应器210或第二反应器220的载冷剂出口流出的载冷剂温度；

步骤S408，判断载冷剂温度是否小于预设温度阈值，若是，执行步骤S410，若否，返回执行步骤S406；

步骤S410，驱使四个三通阀切换载冷剂管路连通第一反应器210、第二反应器220以及第一换热器111、第二换热器112的状态。

在以上步骤中，步骤S402中第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间，从可调电源240向电化学压缩装置230提供直流电时开始计时。

步骤S404可以通过对可调电源240进行调整来实现，具体地，步骤S404可以包括：根据第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间确定直流电的极性，以调整电化学压缩装置230传输氢气的方向。

步骤S408中的预设温度阈值可以根据多次实验的结果和具体情况进行设置。例如在两个反应器的容积、内部金属氢化物的数量、氢气的流速一定的情况下，发明人可以根据多次实验得到进行吸热的反应器内完全反应后，由其载冷剂出口流出的载冷剂温度，并将该温度作为预设温度阈值t进行设置。该设置预设温度阈值的过程在出厂之前完成，即用户在使用金属氢化物制冷系统10时，预设温度阈值已经预先设置，金属氢化物制冷系统10可以根据预设温度阈值自动运行。

步骤S410中通过四个三通阀改变第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，以切换载冷剂管路连通第一反应器210、第二反应器220以及第一换热器111、第二换热器112的状态，使第一换热器111保持与进行放热的反应器(第一反应器210或第二反应器220)连通，并使第二换热器112保持与进行吸热的的反应器(第一反应器210或第二反应器220)连通。

上述控制方法可以通过检测反应器内的金属氢化物的反应时间是否达到预设周期，对金属氢化物制冷系统10自动进行控制，保证其运行的可靠性。在上述方法中，预设周期可以根据金属氢化物制冷系统10内的氢气以及反应器内的金属氢化物含量进行预先设置，该设置预设周期的过程在出厂之前完成，即用户在使用金属氢化物制冷系统10时，预设周期已经预先设置，金属氢化物制冷系统10可以根据预设周期自动运行。

图5是根据本发明一个实施例的金属氢化物制冷系统10的控制方法的流程示意图，该流程可用于对图2所示的金属氢化物制冷系统10进行控制。该金属氢化物制冷系统10的控制方法的流程可以包括：

步骤S502，控制可调电源240向电化学压缩装置230提供直流电，以利用第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物的吸氢和脱氢反应放热或吸热；

步骤S504，获取第一反应器210和/或第二反应器220内的金属氢化物的反应时间；

步骤S506，判断反应时间是否达到预设周期，若是，执行步骤S508，若否，返回执行步骤S504；

步骤S508，切换直流电的电压极性方向，以调整第一反应器210和第二反应器220内的氢气流向；

步骤S510，将第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物的反应时间清零；

步骤S512，检测由进行吸热的第一反应器210或第二反应器220的载冷剂出口流出的载冷剂温度；

步骤S514，判断载冷剂温度是否小于预设温度阈值，若是，执行步骤S516，若否，返回执行步骤S512；

步骤S516，驱使四个三通阀切换载冷剂管路连通第一反应器210、第二反应器220以及第一换热器111、第二换热器112的状态，并返回执行步骤S504。

其中，步骤S516中通过四个三通阀切换载冷剂管路连通第一反应器210、第二反应器220以及第一换热器111、第二换热器112的状态，以切换第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，使第一换热器111保持与进行吸氢反应的反应器连通，并使第二换热器112保持与进行脱氢反应的反应器连通。

以下对一个具体实例进行介绍：

首先控制可调电源240向电化学压缩装置230提供直流电，以利用第一反应器210内的金属氢化物的吸氢反应放热，第二反应器220内的金属氢化物的脱氢反应吸热。控制第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，以使第一换热器111与进行放热的第一反应器210连通，第二换热器112与进行吸热的第二反应器220连通。并开始记录反应时间，在反应时间达到预设周期时，切换直流电的电压极性方向，以调整第一反应器210和第二反应器220内的氢气流向，然后将第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物的反应时间清零，并在由第二反应器220的载冷剂出口流出的载冷剂温度小于预设温度阈值时，确定两个反应器内的吸氢反应和脱氢反应互换，即第一反应器210内的金属氢化物进行脱氢反应吸热，第二反应器220内的金属氢化物进行吸氢反应放热，此时利用四个三通阀切换第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，以使第一换热器111与进行放热的第二反应器220连通，并使第二换热器112与进行吸热的第一反应器210连通。重新记录反应时间，在反应时间再次达到预设周期时，再次切换直流电的电压极性方向，并在进行吸热的第一反应器210载冷剂出口流出的载冷剂温度小于预设温度阈值时切换第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，如此类推，循环执行。

以下对另一个具体实例进行介绍：

首先控制可调电源240向电化学压缩装置230提供直流电，以利用第一反应器210内的金属氢化物的脱氢反应吸热，第二反应器220内的金属氢化物的吸氢反应放热。控制第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，以使第一换热器111与进行放热的第二反应器220连通，第二换热器112与进行吸热的第一反应器210连通。并开始记录反应时间，在反应时间达到预设周期时，切换直流电的电压极性方向，以调整第一反应器210和第二反应器220内的氢气流向，然后将第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物的反应时间清零，并在由第一反应器210的载冷剂出口流出的载冷剂温度小于预设温度阈值时，确定两个反应器内的吸氢反应和脱氢反应互换，即第一反应器210内的金属氢化物进行吸氢反应放热，第二反应器220内的金属氢化物进行脱氢反应吸热，此时利用四个三通阀切换第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，以使第一换热器111与进行放热的第一反应器210连通，并使第二换热器112与进行吸热的第二反应器220连通。重新记录反应时间，在反应时间再次达到预设周期时，再次切换直流电的电压极性方向，并在进行吸热的第二反应器220载冷剂出口流出的载冷剂温度小于预设温度阈值时切换第一换热器111和第二换热器112的载冷剂流向，如此类推，循环执行。

需要说明的是，在第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物的反应时间未达到预设周期时，若金属氢化物制冷系统10收到关机指令，可以在第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物的反应时间完成预设周期后自动关机，这样可以保证金属氢化物制冷系统10在下一次开机时，第一反应器210和第二反应器220内的金属氢化物处于未反应的初始状态，进一步保证了金属氢化物在预设周期内充分进行反应。

以上实施例中，第一换热器111保持与进行放热的第一反应器210或第二反应器220连通，并使第二换热器112保持与进行吸热的第一反应器210或第二反应器220连通，并非对本发明的限定，在另外一些实施例中，第一换热器111可以保持与进行吸热的第一反应器210或第二反应器220连通，并使第二换热器112保持与进行放热的第一反应器210或第二反应器220连通。

本实施例的金属氢化物制冷系统10的控制方法，通过获取两个反应器内的金属氢化物的反应时间以及检测进行吸热的反应器的载冷剂出口流出的载冷剂温度，对金属氢化物制冷系统10自动进行控制，保证其运行的可靠性，通过四个三通阀切换第一换热器111、第二换热器112与第一反应器210或第二反应器220的连接关系，以一种简便的方式实现第一换热器111始终释放热量、第二换热器112始终进行制冷，从而充分利用反应器的工作效率。利用上述方法可以保证金属氢化物制冷系统10稳定可靠地运行，并且持续的进行热量交换。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种金属氢化物制冷系统，包括：

第一反应器和第二反应器，其内部均填充有金属氢化物，以利用所述金属氢化物的吸氢和脱氢反应进行放热或吸热；

电化学压缩装置，设置于所述第一反应器和所述第二反应器之间，配置成根据所述第一反应器和/或所述第二反应器内的金属氢化物的反应时间调整所述第一反应器和所述第二反应器内的氢气流向，以使所述第一反应器和所述第二反应器分别交替进行放热和吸热；以及

载冷剂循环装置，其具有第一换热器、第二换热器、载冷剂管路以及四个三通阀，其中所述四个三通阀与所述载冷剂管路连接，并配置成根据由进行吸热的所述第一反应器或所述第二反应器的载冷剂出口流出的载冷剂温度切换所述载冷剂管路连通所述第一反应器、所述第二反应器以及所述第一换热器、所述第二换热器的状态，以使所述第一换热器保持与进行放热的所述第一反应器或所述第二反应器连通，并使所述第二换热器保持与进行吸热的所述第一反应器或所述第二反应器连通。

2.根据权利要求1所述的金属氢化物制冷系统，还包括：

可调电源，配置成受控地向所述电化学压缩装置提供直流电，所述直流电的极性根据所述第一反应器和/或所述第二反应器内的金属氢化物的反应时间确定。

3.根据权利要求1所述的金属氢化物制冷系统，其中所述四个三通阀包括：

第一三通阀，其入液端连接至所述第一反应器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至所述第一换热器和所述第二换热器的载冷剂入口，第二三通阀，其入液端连接至所述第二反应器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至所述第一换热器和所述第二换热器的载冷剂入口，以使所述第一三通阀和所述第二三通阀切换所述第一换热器和所述第二换热器的载冷剂流入方向；以及

第三三通阀，其入液端连接至所述第一换热器的载冷剂出口，其两个出液端分别连接至所述第一反应器和所述第二反应器的载冷剂入口，第四三通阀，其入液端连接至所述第二换热器的载冷剂出口，其出液端分别连接至所述第一反应器和所述第二反应器的载冷剂入口，以使所述第三三通阀和所述第四三通阀切换所述第一换热器和所述第二换热器的载冷剂流出方向。

4.根据权利要求3所述的金属氢化物制冷系统，还包括：

第一泵，设置于所述第一反应器的载冷剂出口与所述第一三通阀之间的载冷剂管路上，配置成为流出所述第一反应器的载冷剂提供动力；以及

第二泵，设置于所述第二反应器的载冷剂出口与所述第二三通阀之间的载冷剂管路上，配置成为流出所述第二反应器的载冷剂提供动力。

5.一种金属氢化物制冷系统的控制方法，其中所述金属氢化物制冷系统包括：利用金属氢化物的吸氢和脱氢反应进行放热或吸热的第一反应器和第二反应器、设置于所述第一反应器以及所述第二反应器之间的电化学压缩装置、具有第一换热器、第二换热器、载冷剂管路以及四个三通阀的载冷剂循环装置，并且所述控制方法包括：

获取所述第一反应器和/或所述第二反应器内的金属氢化物的反应时间；

根据所述反应时间调整所述第一反应器和所述第二反应器内的氢气流向，以使所述第一反应器和所述第二反应器分别交替进行放热和吸热；

检测由进行吸热的所述第一反应器或所述第二反应器的载冷剂出口流出的载冷剂温度，并判断所述载冷剂温度是否小于预设温度阈值；以及

若是，驱使所述四个三通阀切换所述载冷剂管路连通所述第一反应器、所述第二反应器以及所述第一换热器、所述第二换热器的状态，以使所述第一换热器保持与进行放热的所述第一反应器或所述第二反应器连通，并使所述第二换热器保持与进行吸热的所述第一反应器或所述第二反应器连通。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其中在调整所述第一反应器和所述第二反应器内的氢气流向的步骤之后还包括：

将所述第一反应器和所述第二反应器内的金属氢化物的反应时间清零。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其中所述金属氢化物制冷系统还包括向所述电化学压缩装置提供直流电的可调电源，并且

调整所述第一反应器和所述第二反应器内的氢气流向的步骤包括：

根据所述反应时间确定所述直流电的极性，以调整所述电化学压缩装置传输氢气的方向。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，根据所述第一反应器和/或所述第二反应器内的金属氢化物的反应时间确定所述直流电的极性的步骤包括：

在所述反应时间小于预设周期的情况下，保持所述直流电的电压极性方向，

在所述反应时间达到所述预设周期的情况下，切换所述直流电的电压极性方向。