CN108507061B - 空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学控制系统及其控制方法，属于空调技术领域。该系统包括：氢气循环装置、控制器、第一四通阀、第二四通阀、第一热交换器和第二热交换器；所述氢气循环装置，用于通过金属氢化物与氢气反应的热效应为热泵空调提供工质条件，包括：第一换热端和第二换热端；所述第一四通阀、所述第二四通阀，用于由所述控制器控制所述氢气循环装置，与所述第一热交换器和所述第二热交换器之间的第一通路和第二通路的切换。本发明提供的所述电化学空调系统是区别于传统蒸汽压缩式的全新空调系统，其结构简单，控制过程简单易行。

Description

空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种电化学空调系统及其控制方法。

背景技术

电化学压缩机是氢气(H2)被提供给阳极的氢气压缩机，压缩氢气被收集在压力高达10,000磅/平方英寸的70％至80％效率的阴极。电化学压缩机无噪音可扩展，易于模块化，目前已被尝试应用于新型制冷系统。中国专利申请文件CN105910314A公开一种电化学制冷系统，CN106288071A和CN106288072A分别公开不同的电化学空调系统，CN106196368A公开一种电化学空调系统的转动控制方法。可以预见，对电化学制冷系统的研究将日益受到重视。

发明内容

本发明实施例提供了一种电化学空调系统及其控制方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种电化学空调系统；

在一些示例性的实施例中，所述电化学空调系统，包括：

氢气循环装置、控制器、第一四通阀、第二四通阀、第一热交换器和第二热交换器；氢气循环装置，用于通过金属氢化物与氢气反应的热效应为热泵空调提供工质条件，包括：第一换热端和第二换热端电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器和第二氢化金属反应器，所述电化学压缩装置还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气换向信号，若所述电化学压缩装置未发送所述氢气切换信号，则：根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜电压；

当环境温度与目标温度的温度差小于或等于第一设定值Δt1，则将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第一电压V1；和/或，当环境温度与目标温度的温度差大于或等于第二设定值Δt2，将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第三电压V3；和/或，当环境温度与目标温度的温度差大于所述第一设定值Δt1且小于所述第二设定值Δt2时，将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第二电压V2；

其中，V1<V2<V3，Δt1<Δt2；所述V1为电化学压缩装置效率最高电压、所述V2为电化学压缩装置稳定电压、所述V3为电化学压缩装置最大制冷量对应的电压；

所述第一热交换器通过多条换热介质流通管路吸收所述氢气循环装置中释放的热量；所述第二热交换器通过多条换热介质流通管路将环境中的热量提供给所述氢气循环装置；若所述第一换热端为放热端，所述第二换热端为吸热端，则所述第一热交换器与所述第一换热端相连，所述第二热交换器与所述第二换热器相连，形成换热介质流通的第一导通方向；若所述第二换热端为放热端，所述第一换热端为吸热端，则所述第一热交换器与所述第二换热端相连，所述第二热交换器与所述第一换热端相连，形成换热介质流通的第二导通方向；

所述第一四通阀、所述第二四通阀，用于由所述控制器控制，切换所述第一导通方向和所述第二导通方向；

所述第一热交换器，用于在所述第一导通方向导通时，通过设置有所述第一四通阀的第一输入管路和设置有所述第二四通阀的第一输出管路，与所述第一换热端连接；在所述第二导通方向导通时，通过设置有所述第二四通阀的第二输入管路和设置有所述第一四通阀的第二输出管路，与所述第二换热端连接；

所述第二热交换器，用于在所述第一导通方向导通时，通过设置有所述第一四通阀的第三输入管路和设置有所述第二四通阀的第三输出管路，与所述第二换热端连接；在所述第二导通方向导通时，通过设置有所述第二四通阀的第四输入管路和设置有所述第一四通阀的第四输出管路，与所述第一换热端连接；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器用于切换所述氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；所述第一氢化金属反应器可理解为所述第一换热端，所述第二氢化金属反应器可理解为第二换热端。

在一些说明性的实施例中，所述氢气循环装置包括：电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置，位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器，用于切换所述氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

在一些说明性的实施例中，所述电化学压缩装置还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气换向信号；

所述氢气控制器，用于在所述电化学压缩装置发送所述氢气换向信号后，切换氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

在一些说明性的实施例中，所系统还包括：第一直流泵和第二直流泵；所述第一直流泵与所述第一换热端相连；所述第二直流泵与所述第二换热端相连。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于控制上述实施例所述的电化学空调系统的控制方法，

在一些示例性的实施例中，所述电化学空调系统的控制方法，包括：接收所述氢气循环装置发出的管路切换信号；

当所述第一导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一四通阀和所述第二四通阀切换为所述第二导通方向；

当所述第二导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一四通阀和所述第二四通阀切换为所述第一导通方向。

所述电化学压缩装置，还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气切换信号。

在一些说明性的实施例中，在所述电化学压缩装置发送所述氢气切换信号后，还包括：

所述氢气控制器控制氢气控制阀的状态，以切换氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

在一些说明性的实施例中，若所述电化学压缩装置未发送所述氢气切换信号，则：

根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜电压。

在一些说明性的实施例中，若所述系统还包括：转速可调的第一直流泵和第二直流泵；其中，所述第一直流泵与所述第一换热端相连；所述第二直流泵与所述第二换热端相连；则：在所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的电压进行调整后，还包括：

对所述第一直流泵和所述第二直流泵进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜转速。

在一些说明性的实施例中，在所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整前，还包括：

监测是否收到用于保护所述电化学压缩机的压缩机保护信号；若收到，并且所述电源的输入电压大于零，则调低所述输入电压的值；若未收到，则执行所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压的操作。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1区别于传统蒸汽压缩式的全新空调系统；其结构简单、并且控制过程简单易行。

2提供一种控制电化学空调系统的方法，可以根据其工作状态，对其供电电压和直流泵转速进行调整，使其处于较佳运行状态。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电化学空调系统在调节状态I的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电化学空调系统在调节状态II的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种电化学空调系统的控制方法的流程示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种电化学空调系统的控制方法的具体流程示意图；

图1和图2中，附图标记说明：1-氢气循环装置，2-第一换热端，3-第二换热端，4-第一四通阀、5-第二四通阀，6-第一直流泵，7-第二直流泵，8-第一热交换器，9-第二热交换器，10-换热介质管路。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

图1、图2分别示出了本发明实施所述的一种电化学空调系统的在不同状态下的结构示意图；

图1对应状态I，图2对应状态II；在状态I时，第一热交换器8通过换热介质管路为所述系统的第一换热端2换热，第二热交换器9通过换热介质管路为所述系统的第二换热端3换热；在状态II时，第一热交换器8通过换热介质管路为所述系统的第二换热端3换热，第二热交换器9通过换热介质管路为所述系统的第一换热端3换热；

在本系统的不同状态下，各热交换器恒为吸热端或放热端，如：第一热交换器8恒为吸热端，第二热交换器9恒为放热端，通过这样的管路结构设置可以使得当第一换热端2和第二换热端3的吸热或放热状态切换时，仅需通过控制换热管路的导通方向，其中状态I对应第一导通方向，状态II对应第二导通方向，即可完成第一热交换器8和第二热交换器9，与，对应的第一换热端2和第二换热端3的连接；

下面，针对图1和图2对所述电化学空调系统进行详细说明：

在一些示例性的实施例中，所述电化学空调系统，包括：

氢气循环装置1、控制器、第一四通阀4、第二四通阀5、第一热交换器8和第二热交换器9；

所述氢气循环装置1，用于通过金属氢化物与氢气反应的热效应为热泵空调提供工质条件，包括：第一换热端2和第二换热端3；

所述第一热交换器9通过多条换热介质流通管路吸收所述氢气循环装置1中释放的热量；所述第二热交换器9通过多条换热介质流通管路将环境中的热量提供给所述氢气循环装置1；

若所述第一换热端2为放热端，所述第二换热端3为吸热端，则所述第一热交换器8与所述第一换热端2相连，所述第二热交换器9与所述第二换热器3相连，形成换热介质流通的第一导通方向，如图1所示的状态I对应的换热介质流向；

当换热介质流通方向为第一导通方向时，第一热交换器8与所述第一换热端2的换热介质流向如图1中黑色实线箭头所示，第二热交换器9与所述第二换热端3的换热介质流向如图1中黑色虚线箭头所示；当换热介质流通方向为第二导通方向时，第一热交换器8与所述第二换热端3的换热介质流向如图1中黑色实线箭头所示，第二热交换器9与所述第一换热端2的换热介质流向如图1中黑色虚线箭头所示；

若所述第二换热端3为放热端，所述第一换热端2为吸热端，则所述第一20热交换器9与所述第二换热端3相连，所述第二热交换器9与所述第一换热端2相连，形成换热介质流通的第二导通方向，如图2所示的状态II对应的换热介质流向；

所述第一四通阀4、所述第二四通阀5，用于由所述控制器控制其导通方向，切换所述第一导通方向和所述第二导通方向；

所述第一热交换器8，用于在所述第一导通方向导通时，通过设置有所述第一四通阀4的第一输入管路和设置有所述第二四通阀5的第一输出管路，与所述第一换热端2连接；在所述第二导通方向导通时，通过设置有所述第二四通阀5的第二输入管路和设置有所述第一四通阀4的第二输出管路，与所述第二换热端3连接；

所述第二热交换器9，用于在所述第一导通方向导通时，通过设置有所述第一四通阀4的第三输入管路和设置有所述第二四通阀5的第三输出管路，与所述第二换热端3连接；在所述第二导通方向导通时，通过设置有所述第二四通阀5的第四输入管路和设置有所述第一四通阀4的第四输出管路，与所述第一换热端2连接。在一些可选的实施例中，所述氢气循环装置1包括：电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置，位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；

所述氢气控制器，用于切换所述氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；

在本实施中，所述第一氢化金属反应器可理解为所述第一换热端2，所述第二氢化金属反应器可理解为第二换热端3；

所述电化学压缩装置可以通过输氢管路，与所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器连接；所述氢气控制器可以设置于所述输氢管路上，以控制氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；在本实施例中，不对氢气控制器如何控制氢气的气流循环方向进行限定；这里需要注意的是，在具体的实施过程中，可以通过多种方式，如控制电化学压缩装置的电源的方向、或输氢管路的导通方式等，实现对氢气的气流循环方向的控制。

在一些可选的实施例中，所述电化学压缩装置还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气换向信号；

所述氢气控制器，用于在所述电化学压缩装置发送所述氢气换向信号后，切换氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

在一些可选的实施例中，所系统还包括：第一直流泵6和第二直流泵7；所述第一直流泵6与所述第一换热端相连2；所述第二直流泵7与所述第二换热端3相连；

所述第一直流泵4和所述第二直流泵5，均用于驱动换热介质在换热介质流通管路中的流通；

其中，所述换热介质是液体冷却介质，可以是水、乙二醇等；

在上述实施例中第一四通阀4和第二四通阀5通过切换导通方向，从而切换换热介质的流通方向，具体的四通阀导通方向的切换属于现有技术，在此不再进行赘述。

在前述的实施例中，已经对氢气循环装置1的具体组成进行了描述，氢气循环装置1包括电化学压缩装置、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器；

下面，对上述实施例中氢气循环装置1的工作原理进行阐述：

公式1：

公式1是氢化金属与氢气反应式；根据氢化金属与氢气反应的热效应，该反应正向吸氢放热，逆向放氢吸热；第一氢化金属反应器与第二氢化金属反应器为一对氢化金属反应器，该氢化金属反应器内存储有氢化金属可与H2发生反应，引起氢化金属反应器发生升温或降温。第一氢化金属反应器与第二氢化金属反应器周期性交替进行吸氢反应和放氢反应，相应的氢化金属反应器发生周期性升温或降温现象，通过该种方式可以为热泵空调提供工质条件；

电化学压缩装置采用电解模式，可以在阳极氧化氢气再在阴极还原氢气；只需要外加电势且较少的能耗便可实现氢气的传输和压缩。电化学反应过程中阳极反应、阴极反应以及电子传导、离子传导都在电化学压缩装置核心部件“膜电极”上发生，膜电极由多层不同结构组成，受膜电极结构及电化学压缩装置装置组装的约束，电化学压缩装置输入电源极性是固定的，因此只能实现氢气单向传输和压缩。

通过给电化学压缩装置提供工作电压，控制电化学压缩装置实现对氢气的传输与压缩。

在上述过程中，金属氢化物与氢的反应过程由其所处环境的压力、温度及含氢浓度决定，电化学空调系统通过控制电化学压缩装置实现第一氢化金属反应器和第二氢化金属反应器的氢气浓度、压力及氢气流动方向的调节；在电化学空调系统中，通过控制换热介质管路上各电磁阀的导通方向，在保证第一热交换器14和第二热交换器15相对应外部环境始终为吸热端或放热端的情况下，实现对第一氢化金属反应器和第二氢化金属反应器的温度调节。

图3给出了一种用于控制上述实施例所述的电化学空调系统的控制方法的实施例的流程示意图；如图3所示，

在一些可选的实施例中，所述电化学空调系统的控制方法，包括：

步骤S301，接收所述氢气循环装置发出的管路切换信号；

步骤S302，当所述第一导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一四通阀4和所述第二四通阀5切换为所述第二导通方向；当所述第二导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一四通阀4和所述第二四通阀5切换为所述第一导通方向；

所述第一导通方向和所述第二导通方向，为换热介质的流通方向，具体请参见前述实施例中对电化学空调系统的描述；

在一些可选的实施例中，所述氢气循环装置1包括：电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置，位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器，用于控制氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；

所述电化学压缩装置，还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气切换信号。

在一些可选的实施例中，在所述电化学压缩装置发送所述氢气切换信号后，还包括：

所述氢气控制器通过控制氢气控制阀的状态，如导通方向或闭合状态，以

切换氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；

在本实施例中，包括控制阀组的控制，如多个控制阀设于输氢管路上，可以通过控制的两通阀的闭合或三通阀、四通阀的导通方向，控制氢气的气流循环方向。

在一些可选的实施例中，若所述电化学压缩装置未发送所述氢气切换信号则：

根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜电压。

在一些可选的实施例中，所述系统还包括：转速可调的第一直流泵6和第二直流泵7；其中，所述第一直流泵6与所述第一换热端2相连；所述第二直流泵7与所述第二换热端3相连；则：在所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的电压进行调整后，还包括：

对所述第一直流泵6和所述第二直流泵7进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜转速。

在一些可选的实施例中，在所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整前，还包括：

监测是否收到用于保护所述电化学压缩机的压缩机保护信号；若收到，并且所述电源的输入电压大于零，则调低所述输入电压的值；若未收到，则执行所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压的操作。

为了更好的对图3中所述实施例进行说明，图4给出了所述电化学空调系统的控制方法的实施例的具体流程示意图；如图4所示，具体控制流程如下：

图4给出了所述一种电化学空调系统的控制方法的具体流程示意图：

如图4所示，所述控制方法，具体操作如下：

电化学空调系统上电(步骤S401)后，判断是否监测到氢气换向信号STRh2＝1(步骤S402)，若系统监测到氢气换向信号，则切换氢气的气流循环方向，并延时切换换热介质的流通方向，即第一流通方向和第二流通方向之间的切换(步骤S403-S405)；若系统未监测到氢气换向信号，则先判断系统是否报警(步骤S406)，若未报警则说明所述电化学空调系统处于稳定运行状态，此时需要持续对电化学空调系统进行监测，并根据监测情况调节供电电压和直流泵的转速(步骤S407-S416)；若系统发出报警，则调整供电电压以解除报警(步骤S417-S418)；

在步骤S403-S405中，当系统监测到氢气换向信号STRh2＝1，则可以如图1、2中所示通过控制氢气流通管路上的氢气的气流循环；如图4所示，在步骤S403中系统监测到氢气换向信号后，进入步骤S403，发出换热介质换向信号STRsys＝1；可选的，在S402和S403之间，还包括：通过监测发生放氢反应的氢化金属反应器的换热介质的温度Tmhx，若该温度小于外部环境温度Tamb，则发出换热介质换向信号改变所述电化学空调系统中换热介质流通方向(步骤S403)；这里需要注意的是，在切换氢气的气流循环方向后，第一氢化金属反应器和第二氢化金属反应器的反应过程不会立刻切换，需要一段缓冲阶段，因此在本控制方案中需要延时切换换热介质流通方向；如步骤S404，应是先切换氢气流通方向，再切换换热介质流通方向；步骤S405，在换热介质流通方向切换完成后，将所述氢气换向信号和所述换热介质换向信号重置，即设置STRh2＝0、STRsys＝0；当所述氢气换向信号被重置后，则系统监测不到STRh2＝1这个信号，则系统如前述进入监测报警(步骤S406、S417-S418)，和，调节供电电压和直流泵转速的步骤(步骤S407-S416)；

在步骤S406中，如监测到压缩机保护信号为预警，则触发系统报警；

其中，所述压缩机保护信号包括：电化学压缩装置内部压强阈值信号SP或电化学压缩装置膜片电压阈值信号SV；

Vclmac:电化学压缩装置膜片最大电势差

SV:电化学压缩装置膜片电压阈值信号

电化学压缩装置是由多层膜片结构组叠而成，每层结构有最大电势差限制。电化学压缩装置工作时需实时监测各层结构电势差不得超过Vclmac，当各层结构电势差均不超过Vclmac,则电化学压缩装置输出SV＝0信号，否则输出SV＝1；

Pinmax:电化学压缩装置内部最大压强

SP：电化学压缩装置内部压强阈值信号

MHx因受到设计及制作工艺限制，并考虑内部氢化金属与氢气反应压力范围，因此MHx有最大可承受压强Pinmax。当MHx内部压强低于Pinmax时，则电化学压缩装置输出SP＝0信号，否则输出SP＝1；

当所述SV＝1或SP＝1时，则表示压缩机的保护信号为预警，即提示系统发出警报；

在步骤S407-S416中，通过判定环境温度与目标温度的温度差，调整供电电压和直流泵的转速；其策略是，环境温度与目标温度的温度差越小，所述电化学压缩装置的供电电压越小；

当环境温度与目标温度的温度差小于或等于第一设定值Δt1，如0.5℃时，则判断当前供电电压Vin是否大于第一电压V1；若是，则将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第一电压V1并调整直流泵转速为最大；反之，则维持当前供电电压并降低直流泵转速；和/或，

当环境温度与目标温度的温度差大于或等于第二设定值Δt2，是一设定值，如图4所示Δt时，将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第三电压V3并调整直流泵转速为最大；和/或，

当环境温度与目标温度的温度差大于所述第一设定值Δt1且小于所述第二设定值Δt2时，将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第二电压V2并调整直流泵转速为最大；

其中，V1<V2<V3，Δt1<Δt2；

可选的，所述V1为电化学压缩装置效率最高电压、所述V2为电化学压缩装置稳定电压、所述V3为电化学压缩装置最大制冷量对应的电压；

步骤S417和S418，描述了系统报警后如何解除警报的控制方法，若系统报警，即检测到SV＝1或SP＝1信号后，根据当前的供电电压Vin，逐渐调低其档位，直至系统停止报警；

可选的，在步骤S417和S418过程中，每次报警后都进入步骤S418检测供电电压Vin是否大于0，并根据Vin值确定目标档位，所述目标档位是低于所述Vin值所在档位一级的档位；若Vin为0，则不再为电化学压缩装置供电；一般情况下，最低档位不会是将Vin设为0，而是将其置于最低并维持系统性能的档位；在此过程中，每降低一个档位，则返回步骤S406，若系统依然报警，则再执行所述步骤S417和S418中降低档位的操作。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1提供一种区别于传统蒸汽压缩式的全新空调系统；其结构简单、并且控制过程简单易行。

2提供一种控制电化学空调系统的方法，可以根据其工作状态，对其供电电压和直流泵转速进行调整，使其处于较佳运行状态。

要强调指出的是，目前对电化学空调的研究尚处于起步阶段，这方面公开的资料极其有限。本文提供的所有技术实施例、技术实施方式和技术细节内容，没有公知常识、惯用技术手段或常规技术手段可供使用或借鉴，其它可供借鉴或参考的技术也基本为零。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电化学空调系统，其特征在于，所述系统包括：氢气循环装置、控制器、第一四通阀、第二四通阀、第一热交换器和第二热交换器；

所述氢气循环装置，用于通过金属氢化物与氢气反应的热效应为热泵空调提供工质条件，包括：第一换热端、第二换热端、电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器和第二氢化金属反应器，所述电化学压缩装置还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气换向信号，若所述电化学压缩装置未发送所述氢气切换信号，则：根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对电源的输入电压进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜电压；

当环境温度与目标温度的温度差小于或等于第一设定值Δt1，则将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第一电压V1；和/或，当环境温度与目标温度的温度差大于或等于第二设定值Δt2，将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第三电压V3；和/或，当环境温度与目标温度的温度差大于所述第一设定值Δt1且小于所述第二设定值Δt2时，将所述电化学压缩装置的供电电压设置为第二电压V2；

其中，V1<V2<V3，Δt1<Δt2；所述V1为电化学压缩装置效率最高电压、所述V2为电化学压缩装置稳定电压、所述V3为电化学压缩装置最大制冷量对应的电压；

所述第一热交换器通过多条换热介质流通管路吸收所述氢气循环装置中释放的热量；所述第二热交换器通过多条换热介质流通管路将环境中的热量提供给所述氢气循环装置；若所述第一换热端为放热端，所述第二换热端为吸热端，则所述第一热交换器与所述第一换热端相连，所述第二热交换器与所述第二换热器相连，形成换热介质流通的第一导通方向；若所述第二换热端为放热端，所述第一换热端为吸热端，则所述第一热交换器与所述第二换热端相连，所述第二热交换器与所述第一换热端相连，形成换热介质流通的第二导通方向；

所述第一四通阀、所述第二四通阀，用于由所述控制器控制，切换所述第一导通方向和所述第二导通方向；

所述第一热交换器，用于在所述第一导通方向导通时，通过设置有所述第一四通阀的第一输入管路和设置有所述第二四通阀的第一输出管路，与所述第一换热端连接；在所述第二导通方向导通时，通过设置有所述第二四通阀的第二输入管路和设置有所述第一四通阀的第二输出管路，与所述第二换热端连接；

所述第二热交换器，用于在所述第一导通方向导通时，通过设置有所述第一四通阀的第三输入管路和设置有所述第二四通阀的第三输出管路，与所述第二换热端连接；在所述第二导通方向导通时，通过设置有所述第二四通阀的第四输入管路和设置有所述第一四通阀的第四输出管路，与所述第一换热端连接；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器用于切换所述氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；所述第一氢化金属反应器可理解为所述第一换热端，所述第二氢化金属反应器可理解为第二换热端。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氢气循环装置包括：电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置，位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器，用于切换所述氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电化学压缩装置还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气换向信号；

所述氢气控制器，用于在所述电化学压缩装置发送所述氢气换向信号后，切换氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所系统还包括：第一直流泵和第二直流泵；所述第一直流泵与所述第一换热端相连；所述第二直流泵与所述第二换热端相连。

5.一种用于如权利要求1所述电化学空调系统的控制方法，所述氢气循环装置，包括：电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器和第二氢化金属反应器，所述电化学压缩装置还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气换向信号，其特征在于，所述方法包括：

接收所述氢气循环装置发出的管路切换信号；

当所述第一导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一四通阀和所述第二四通阀切换为所述第二导通方向；

当所述第二导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一四通阀和所述第二四通阀切换为所述第一导通方向；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器用于切换所述氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；所述第一氢化金属反应器可理解为所述第一换热端，所述第二氢化金属反应器可理解为第二换热端。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氢气循环装置包括：电化学压缩装置、氢气控制器、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器；

其中，所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器均用于进行吸热反应释放氢气或放热反应吸收氢气；所述电化学压缩装置，位于所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间，用于进行氢气的压缩和传输；所述氢气控制器，用于控制氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向；

所述电化学压缩装置，还用于根据对所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器中发生吸氢反应的氢化金属反应器的至少一个的状态监测结果，发送氢气切换信号。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述电化学压缩装置发送所述氢气切换信号后，还包括：

所述氢气控制器控制氢气控制阀的状态，以切换氢气在所述第一氢化金属反应器和所述第二氢化金属反应器之间的气流循环方向。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述电化学压缩装置未发送所述氢气切换信号，则：

根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜电压。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述系统还包括：转速可调的第一直流泵和第二直流泵；其中，所述第一直流泵与所述第一换热端相连；所述第二直流泵与所述第二换热端相连；则：在所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的电压进行调整后，还包括：

对所述第一直流泵和所述第二直流泵进行调整，以根据当前所述系统的运行状态提供适宜转速。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压进行调整前，还包括：

监测是否收到用于保护所述电化学压缩机的压缩机保护信号；若收到，并且所述电源的输入电压大于零，则调低所述输入电压的值；若未收到，则执行所述根据目标空间实际温度与目标空间设定温度的差值，对所述电源的输入电压的操作。

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