CN108507073A - 电化学空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学空调系统，系统包括：第一电化学压缩装置、第二电化学压缩装置、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器、电源、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、第四热交换器、控制器和多个电磁阀。采用单电源同时控制两个电化学压缩装置，以控制第一和第二氢化金属反应器交替进行放热及吸热反应。控制器还通过控制多个电磁阀，来切换第三热交换器与第一热交换器及第二热交换器之间的热交换介质流路，并切换第四热交换器与第一热交换器及第二热交换器之间的热交换介质流路，确保第三热交换器和第四热交换器相对于目标空间始终保持吸热或放热。

Description

电化学空调系统及其控制方法

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公开一种电化学空调系统，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，对电化学空调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，包括：第一电化学压缩装置、第二电化学压缩装置、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器、电源、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、第四热交换器和控制器；控制器，用于监测切换条件；根据切换条件，控制电源交替为第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电；第一电化学压缩装置，用于在电源供电时，将第一氢化金属反应器释放的氢气氧化后再还原；第二电化学压缩装置，用于在电源供电时，将第二氢化金属反应器释放的氢气氧化后再还原；第一氢化金属反应器，用于在电源为第一电化学压缩装置供电时，进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应；在电源为第二电化学压缩装置供电时，进行将氢化金属与来自第二电化学压缩装置的氢气合成金属氢化物的放热反应；第二氢化金属反应器，用于在电源为第一电化学压缩装置供电时，进行将氢化金属与来自第一电化学压缩装置的氢气合成为金属氢化物的放热反应；在电源为第二电化学压缩装置供电时，进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应；控制器，用于接收切换信号，根据切换信号，控制导通电源为第一电化学压缩装置供电的第一通路，及控制导通电源为第二电化学压缩装置供电的第二通路；第一热交换器，用于与第一氢化金属反应器进行换热；第二热交换器，用于与第二氢化金属反应器进行换热；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，用于由控制器控制，切换第一导通方向和第二导通方向；第三热交换器，用于在第一通路导通时，通过第一电磁阀为第一导通方向时形成的第一输入管路、和第二电磁阀为第一导通方向时形成的第一输出管路，与第一热交换器连接；在第二通路导通时，通过第四电磁阀为第二导通方向时形成的第二输入管路、和第二电磁阀在第二导通方向时形成的第二输出管路，与第二热交换器连接；第四热交换器，用于在第一通路导通时，通过第四电磁阀为第一导通方向时形成的第三输入管路、和第三电磁阀为第一导通方向时形成的第三输出管路，与第二热交换器连接；在第二通路导通时，通过第一电磁阀为第二导通方向时形成的第四输入管路、和第三电磁阀为第二导通方向时形成的第四输出管路，与第一热交换器连接。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种电化学空调系统的控制方法，方法包括：监测切换条件；根据切换条件，控制电源交替为第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电；在电源开始为第一电化学压缩装置供电后经过预设时延时，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀切换为第一导通方向；在电源开始为第二电化学压缩装置供电后经过预设时延时，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀切换为第二导通方向。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、结构简单，控制过程简单；

2、避免了电化学压缩装置进行电压换向，控制过程简单且能提高电化学压缩装置的使用寿命；

3、通过分别控制各电磁阀切换第一导通方向或第二导通方向，能够实现第三热交换器的连续制冷或制热，以及第四热交换器的连续制冷或制热。

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控制方法的流程图。

附图标记说明：1、第一电化学压缩装置；2、第二电化学压缩装置；3、第二电压输出端；4、第一电压输出端；5、第一氢化金属反应器；6、第二氢化金属反应器；7、第一直流泵；8、第一电磁阀；9、第四电磁阀；10、第二电磁阀；11、第三电磁阀；12、第三热交换器；13、第四热交换器；14、第二直流泵；15、热交换介质管路；16、电源。

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。

本发明实施例中的电化学空调系统包括：第一电化学压缩装置、第二电化学压缩装置、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器、电源、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、第四热交换器和控制器；控制器，用于监测切换条件；根据切换条件，控制电源交替为第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电；第一电化学压缩装置，用于在电源供电时，将第一氢化金属反应器释放的氢气氧化后再还原；第二电化学压缩装置，用于在电源供电时，将第二氢化金属反应器释放的氢气氧化后再还原；第一氢化金属反应器，用于在电源为第一电化学压缩装置供电时，进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应；在电源为第二电化学压缩装置供电时，进行将氢化金属与来自第二电化学压缩装置的氢气合成金属氢化物的放热反应；第二氢化金属反应器，用于在电源为第一电化学压缩装置供电时，进行将氢化金属与来自第一电化学压缩装置的氢气合成为金属氢化物的放热反应；在电源为第二电化学压缩装置供电时，进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应；控制器，用于接收切换信号，根据切换信号，控制导通电源为第一电化学压缩装置供电的第一通路，及控制导通电源为第二电化学压缩装置供电的第二通路；第一热交换器，用于与第一氢化金属反应器进行换热；第二热交换器，用于与第二氢化金属反应器进行换热；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，用于由控制器控制，切换第一导通方向和第二导通方向；第三热交换器，用于在第一通路导通时，通过第一电磁阀为第一导通方向时形成的第一输入管路、和第二电磁阀为第一导通方向时形成的第一输出管路，与第一热交换器连接；在第二通路导通时，通过第四电磁阀为第二导通方向时形成的第二输入管路、和第二电磁阀在第二导通方向时形成的第二输出管路，与第二热交换器连接；第四热交换器，用于在第一通路导通时，通过第四电磁阀为第一导通方向时形成的第三输入管路、和第三电磁阀为第一导通方向时形成的第三输出管路，与第二热交换器连接；在第二通路导通时，通过第一电磁阀为第二导通方向时形成的第四输入管路、和第三电磁阀为第二导通方向时形成的第四输出管路，与第一热交换器连接。

本发明实施例提供的电化学空调系统，利用一个电源交替为两个电化学压缩装置供电，结构简单，成本低，控制过程简单，且能够避免电化学压缩装置进行电压换向，通过分别控制各电磁阀切换第一导通方向或第二导通方向，能够实现第三热交换器的连续制冷或制热，以及第四热交换器的连续制冷或制热。

下面结合图1和图2对本发明实施例中的电化学空调系统进行详细介绍：如图1和图2所示，本发明实施例中的电化学空调系统包括：第一电化学压缩装置1，第二电化学压缩装置2，第一氢化金属反应器5，第二氢化金属反应器6，电源16，第一电压输出端4，第二电压输出端3，第一直流泵7，第二直流泵14，第四电磁阀9，第三电磁阀11，第一电磁阀8，第二电磁阀10，第三热交换器12，第四热交换器13，热交换介质管路15。

第一热交换器和第二热交换器在图1和图2中未示出，第一热交换器可以为第一氢化金属反应器5的换热部，也可以为缠绕在第一氢化金属反应器5外部的换热管路，在此不做限定，只要第一热交换器能够和第一氢化金属反应器5之间实现换热，并且第一热交换器和第三热交换器12及第四热交换器13连接实现热交换介质的流通即可。同样的，第二热交换器在图1和图2中未示出，第二热交换器可以为第二氢化金属反应器6的换热部，也可以为缠绕在第二氢化金属反应器6外部的换热管路，在此不做限定，只要第二热交换器能够和第二氢化金属反应器6之间实现换热，并且第二热交换器和第四热交换器13及第三热交换器12连接实现热交换介质的流通即可。

在本实施例中，第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2有阴极和阳极，电源16有一个电压输入端和两个电压输出端：第一电压输出端4和第二电压输出端3。电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电。第一电化学压缩装置1的阳极连接电源16的第一电压输出端4，第二电化学压缩装置2的阳极连接电源16的第二电压输出端3，第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2的阴极同时连接电源16的电压输入端。

第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2采用电解模式，可以在阳极氧化氢气生成氢离子，氢离子传输至阴极后还原氢气。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组装的约束。在本实施例中，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。

本实施例提供的电化学空调系统还包括控制器(图1和图2中未示出)。控制器控制电源16的各电压输出端的输出电压，从而实现为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电。如图1所示系统运行状态，控制器控制电源16第一电压输出端4输出电压为0，第二电压输出端3输出电压为设定值，第一电化学压缩装置1停止运行，第二电化学压缩装置2运行。如图2所示系统运行状态，控制器控制电源16第一电压输出端4输出电压为设定值，第二电压输出端3输出电压为0，第一电化学压缩装置1运行，第二电化学压缩装置2停止运行。

第一氢化金属反应器5和第二氢化金属反应器6内存储有氢化金属，氢化金属可与氢气发生反应，反应过程如下：

该反应正向氢化金属与氢气合成，为放热反应，引起氢化金属反应器升温，逆向分解金属氢化物释放氢气，为吸热反应，引起氢化金属反应器降温。

在本实施例中，当系统处于如图1所示运行状态时，第一氢化金属反应器5内进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应，第二氢化金属反应器6内进行氢化金属与氢气合成的放热反应。当系统处于如图2所示运行状态时，第一氢化金属反应器5内进行氢化金属与氢气合成的放热反应，第二氢化金属反应器6内进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应。图1中第一氢化金属反应器5与第二电化学压缩装置2之间的实线箭头，及第二氢化金属反应器6与第二电化学压缩装置2之间的实线箭头，代表此状态下的氢气流路。图2中第一氢化金属反应器5与第一电化学压缩装置1之间的实线箭头，及第二氢化金属反应器6与第一电化学压缩装置1之间的实线箭头，代表此状态下的氢气流路。图1与图2中的虚线箭头仅用于完整示出不同状态下的氢气流路，并不代表其对应状态下的实际氢气流路。

如图1、图2所示，第一热交换器分别经过第一电磁阀8和第二电磁阀10与第三热交换器12进行管路连接，并且，分别经过第一电磁阀8和第三电磁阀11与第四热交换器13进行管路连接；第二热交换器也分别经过第四电磁阀9和第二电磁阀10与第三热交换器12进行管路连接，并且，也分别经过第四电磁阀9和第三电磁阀11与第四热交换器13进行管路连接。

其中，在第一热交换器和第一电磁阀8之间的管路上设置有第一直流泵7，在第二热交换器和第四电磁阀9之间的管路上设置有第二直流泵14。

在一些可选的实施例中，第一直流泵7和第二直流泵14可以被省略。

其中，第一电磁阀8的第三接口通过管路经第一直流泵7与第一热交换器的第一端连接，第一电磁阀8的第一接口通过管路与第三热交换器12的第一接口连接，第一电磁阀8的第二接口通过管路与第四热交换器13的第一接口连接，第一电磁阀8可受控改变导通方向，或者将第三接口与第一接口导通，或者将第三接口与第二接口导通，当第一电磁阀8第三接口与第一接口导通时为第一导通方向，当第一电磁阀8第三接口与第二接口导通时为第二导通方向。

其中，第二电磁阀10的第三接口通过管路与第三热交换器12的第二接口连接，第二电磁阀10的第一接口通过管路与第一热交换器的第二端连接，第二电磁阀10的第二接口通过管路与第二热交换器的第二端连接，第二电磁阀10可受控改变导通方向，或者将第三接口与第一接口导通，或者将第三接口与第二接口导通，当第二电磁阀10的第三接口与第一接口导通时为第一导通方向，当第二电磁阀10第三接口与第二接口导通时为第二导通方向。

其中，第四电磁阀9的第三接口通过管路经第二直流泵14与第二热交换器的第一端连接，第四电磁阀9的第一接口通过管路与第四热交换器13的第一接口连接，第四电磁阀9的第二接口通过管路与第三热交换器12的第一接口连接，第四电磁阀9可受控改变导通方向，或者将第三接口与第一接口导通，或者将第三接口与第二接口导通，当第四电磁阀9第三接口与第一接口导通时为第一导通方向，当第四电磁阀9第三接口与第二接口导通时为第二导通方向。

第三电磁阀11的第三接口通过管路与第四热交换器13的第二接口连接，第三电磁阀11的第一接口通过管路与第二热交换器的第二端连接，第三电磁阀11的第二接口通过管路与第一热交换器的第二端连接，第三电磁阀11可受控改变导通方向，或者将第三接口与第一接口导通，或者将第三接口与第二接口导通，当第三电磁阀11第三接口与第一接口导通时为第一导通方向，当第三电磁阀11第三接口与第二接口导通时为第二导通方向。

连接在第一热交换器、第一直流泵7、第一电磁阀8、第三热交换器12、第二电磁阀10之间的第一循环流通管路，连接在第二热交换器、第二直流泵14、第四电磁阀9、第四热交换器13、第三电磁阀11之间的第二循环流通管路，以及，连接在第一热交换器、第一直流泵7、第一电磁阀8、第四热交换器13、第三电磁阀11之间的第三循环流通管路，连接在第二热交换器、第二直流泵14、第四电磁阀9、第三热交换器12、第二电磁阀10之间的第四循环流通管路，这些管路都是供热交换介质循环流通的管路，统称为热交换介质管路15。

其中，热交换介质在第一热交换器和第三热交换器12之间流动的方向，即热交换介质在第一循环流通管路中流动的方向，称为第一热交换介质流路方向；热交换介质在第二热交换器和第四热交换器13之间流动的方向，即热交换介质在第二循环流通管路中流动的方向，称为第二热交换介质流路方向；热交换介质在第一热交换器和第四热交换器13之间流动的方向，即热交换介质在第三循环流通管路中流动的方向，称为第三热交换介质流路方向；热交换介质在第二热交换器和第三热交换器12之间流动的方向，即热交换介质在第四循环流通管路中流动的方向，称为第四热交换介质流路方向。

当第一氢化金属反应器5从吸热反应变为放热反应、第二氢化金属反应器6从放热反应变为吸热反应时时，通过控制各三通阀的导通方向可改变不同的热交换介质流路方向，从而使第三热交换器12始终处于制冷状态，使第四热交换器13始终处于制热状态。

在图1所示的可选实施例中，导通第一电磁阀8的第三接口、第一接口并导通第二电磁阀10的第三接口、第一接口可使热交换介质在第一热交换器和第三热交换器12之间流动，形成第一热交换介质流路方向；同时，导通第四电磁阀9的第三接口、第一接口并导通第三电磁阀11的第三接口、第一接口可使热交换介质在第二热交换器和第四热交换器13之间流动，形成第二热交换介质流路方向。

在图2所示的可选实施例中，导通第一电磁阀8的第三接口、第二接口并导通第三电磁阀11的第三接口、第二接口可使热交换介质在第一热交换器和第四热交换器13之间流动，形成第三热交换介质流路方向；同时，导通第四电磁阀9的第三接口、第二接口并导通第二电磁阀10的第三接口、第二接口可使热交换介质在第二热交换器和第三热交换器12之间流动，形成第四热交换介质流路方向。

本实施例提供的电化学空调系统还包括计时器(在图1和图2中未示出)。系统预设电源单向工作时间设定值10分钟(可以通过实验等方法确定合适的电源单向工作时间，从而保证电化学空调系统的运行效率)，计时器在电化学空调系统开始运行时或计时器计时到设定值即每次电源交替供电时，从零开始计时。若电化学空调系统开始运行时第二电压输出端3输出电压值为0、且第一电压输出端4输出电压值为设定值，当计时器计时到10分钟时，控制器控制第一电压输出端4输出电压值为0、且第二电压输出端3输出电压值为设定值。若电化学空调系统开始运行时，第一电压输出端4输出电压值为0、且第二电压输出端3输出电压值为设定值，当计时器计时到10分钟时，控制器控制第二电压输出端3输出电压值为0、且第一电压输出端4输出电压值为设定值。即通过电源16交替为第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2供电实现第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2交替工作。在每次电源输出端的输出电压发生变化时，即电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电时，计时器从零开始计时，计时到设定值输出端的输出电压再次变化。

在另一些实施例中，计时器不清零，自电化学空调系统开始运行时开始计时，当计时到设定值或设定值的整数倍时(如10分钟、20分钟、30分钟…)，电源16输出端的输出电压发生变化，为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电。

在另一些实施例中，电源16可以包括：电源本体和换向装置。其中，电源本体有一个电压输入端和一个电压输出端。该电压输出端，分别连接第一电化学压缩装置1的阳极和第二电化学压缩装置2的阳极。控制器控制换向装置接通电压输出端与第一电化学压缩装置1的阳极连接，此时，第一电化学压缩装置1运行，第二电化学压缩装置2停止运行。控制器控制换向装置接通电压输出端与第二电化学压缩装置2的阳极连接，此时，第一电化学压缩装置1停止运行，第二电化学压缩装置2运行。系统预设换向装置换向间隔时间设定值10分钟(可以通过实验等方法确定合适的换向装置换向间隔时间，从而保证电化学空调系统的运行效率)，计时器在电化学空调系统开始运行时或计时器计时到设定值即每次电源交替供电时，从零开始计时。若电化学空调系统开始运行时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1的连接，计时器计时到10分钟时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第二电化学压缩装置2的连接。若电化学空调系统开始运行时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1的连接，计时器计时到10分钟时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第二电化学压缩装置2的连接。即通过电源16交替接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2的连接。实现第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2交替工作。在每次换向装置换向时，即电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电时，计时器从零开始计时，计时到设定值换向装置换向。

在另一些实施例中，计时器不清零，自电化学空调系统开始运行开始计时，当计时到设定值或设定值的整数倍时(如10分钟、20分钟、30分钟…)，换向装置换向。

本实施例提供的电化学空调系统工作原理为金属氢化物与氢气的反应吸热或放热，电化学压缩装置需要外加电势且较少的能耗便可实现氢气的传输和压缩，节能环保，结构简单，控制过程简单，两个电化学压缩装置交替工作，避免电化学压缩装置进行电压换向，控制过程简单。

本实施例提供的电化学空调系统还包括计时器(在图1和图2中未示出)。系统预设电源单向工作时间设定值10分钟(可以通过实验等方法确定合适的电源单向工作时间，从而保证电化学空调系统的运行效率)，计时器在电化学空调系统开始运行时或计时器计时到设定值即每次电源交替供电时，从零开始计时。若电化学空调系统开始运行时第二电压输出端3输出电压值为0、且第一电压输出端4输出电压值为设定值，当计时器计时到10分钟时，控制器控制第一电压输出端4输出电压值为0、且第二电压输出端3输出电压值为设定值。若电化学空调系统开始运行时，第一电压输出端4输出电压值为0、且第二电压输出端3输出电压值为设定值，当计时器计时到10分钟时，控制器控制第二电压输出端3输出电压值为0、且第一电压输出端4输出电压值为设定值。即通过电源16交替为第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2供电实现第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2交替工作。在每次电源输出端的输出电压发生变化时，即电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电时，计时器从零开始计时，计时到设定值输出端的输出电压再次变化。

在另一些实施例中，计时器不清零，自电化学空调系统开始运行时开始计时，当计时到设定值或设定值的整数倍时(如10分钟、20分钟、30分钟…)，电源16输出端的输出电压发生变化，为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电。

在另一些实施例中，电源16可以包括：电源本体和换向装置。其中，电源本体有一个电压输入端和一个电压输出端。该电压输出端，分别连接第一电化学压缩装置1的阳极和第二电化学压缩装置2的阳极。控制器控制换向装置接通电压输出端与第一电化学压缩装置1的阳极连接，此时，第一电化学压缩装置1运行，第二电化学压缩装置2停止运行。控制器控制换向装置接通电压输出端与第二电化学压缩装置2的阳极连接，此时，第一电化学压缩装置1停止运行，第二电化学压缩装置2运行。系统预设换向装置换向间隔时间设定值10分钟(可以通过实验等方法确定合适的换向装置换向间隔时间，从而保证电化学空调系统的运行效率)，计时器在电化学空调系统开始运行时或计时器计时到设定值即每次电源交替供电时，从零开始计时。若电化学空调系统开始运行时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1的连接，计时器计时到10分钟时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第二电化学压缩装置2的连接。若电化学空调系统开始运行时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1的连接，计时器计时到10分钟时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第二电化学压缩装置2的连接。即通过电源16交替接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2的连接。实现第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2交替工作。在每次换向装置换向时，即电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电时，计时器从零开始计时，计时到设定值换向装置换向。

在另一些实施例中，计时器不清零，自电化学空调系统开始运行开始计时，当计时到设定值或设定值的整数倍时(如10分钟、20分钟、30分钟…)，换向装置换向。

图3是根据本实施例示出的一种用于所述电化学空调系统的控制方法的流程示意图。该方法包括如下步骤：S301，监测切换条件；S302，根据切换条件，控制电源交替为第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电；步骤S303，当电源开始为第二电化学压缩装置供电后经过预设时延时，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀切换为第一导通方向；步骤S304：当电源开始为第一化学压缩装置供电后经过预设时延时，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀切换为第二导通方向。

本发明实施例提供的电化学空调系统控制方法，利用一个电源交替为两个电化学压缩装置供电，结构简单，成本低，控制过程简单，且能够避免电化学压缩装置进行电压换向，通过分别控制各电磁阀切换第一导通方向或第二导通方向，能够实现第三热交换器的连续制冷或制热，以及第四热交换器的连续制冷或制热。

在本实施例中，步骤S301中，切换条件包括：当电源16为第一电化学压缩装置1供电时，如果计时达到设定值，切换为电源16为第二电化学压缩装置2供电；当电源16为第二电化学压缩装置2供电时，如果计时达到设定值，切换为电源16为第一电化学压缩装置1供电。上述计时可以通过计时器实现。

在本实施例中，电源16具有第一电压输出端4和第二电压输出端3，其中所述第一电压输出端4连接所述第一电化学压缩装置1的阳极，所述第二电压输出端3连接所述第二电化学压缩装置2的阳极。

可选的切换过程如下：系统预设电源单向工作时间设定值10分钟(可以通过实验等方法确定合适的电源单向工作时间，从而保证电化学空调系统的运行效率)，计时器在电化学空调系统开始运行时或计时器计时到设定值即每次电源交替供电时，从零开始计时。若电化学空调系统开始运行时第二电压输出端3输出电压值为0、且第一电压输出端4输出电压值为设定值，即电源16为第一电化学压缩装置1供电，当计时器计时到10分钟时，控制器控制第一电压输出端4输出电压值为0、且第二电压输出端3输出电压值为设定值，即电源16为第二电化学压缩装置2供电。若电化学空调系统开始运行时，第一电压输出端4输出电压值为0、且第二电压输出端3输出电压值为设定值，即电源16为第二电化学压缩装置2供电，当计时器计时到10分钟时，控制器控制第二电压输出端输出电压值为0、且第一电压输出端输出电压值为设定值，即电源16为第一电化学压缩装置1供电。在每次电源输出端的输出电压发生变化时，即电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电时，计时器从零开始计时，计时到设定值输出端的输出电压再次变化。

在另一些可选的切换过程中，计时器不清零，自电化学空调系统开始运行时开始计时，当计时到设定值或设定值的整数倍时(如10分钟、20分钟、30分钟…)，电源16输出端的输出电压发生变化。

在另一些实施例中，电源包括：电源本体和换向装置；其中，电源本体的电压输出端，分别连接第一电化学压缩装置1的阳极和第二电化学压缩装置2的阳极；控制电源交替为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2供电。

可选的切换过程如下：系统预设换向装置换向间隔时间设定值10分钟(可以通过实验等方法确定合适的换向装置换向间隔时间，从而保证电化学空调系统的运行效率)，计时器在电化学空调系统开始运行时或计时器计时到设定值即每次电源交替供电时，从零开始计时。若电化学空调系统开始运行时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1的连接，计时器计时到10分钟时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第二电化学压缩装置2的连接。若电化学空调系统开始运行时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1的连接，计时器计时到10分钟时，控制器控制换向装置接通电源本体的电压输出端与第二电化学压缩装置2的连接。即通过电源16交替接通电源本体的电压输出端与第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2的连接。实现第一电化学压缩装置1与第二电化学压缩装置2交替工作。在每次换向装置换向时，即电源16为第一电化学压缩装置1和第二电化学压缩装置2交替供电时，计时器从零开始计时，计时到设定值换向装置换向。

在另一些可选的切换过程中，计时器不清零，自电化学空调系统开始运行开始计时，当计时到设定值或设定值的整数倍时(如10分钟、20分钟、30分钟…)，换向装置换向。

在步骤S303中，当第一通路导通时，控制器控制第一电磁阀8、第二电磁阀10、第三电磁阀11和第四电磁阀9切换第一导通方向，当第一通路导通时，第一氢化金属反应器5进行吸热放氢反应，第二氢化金属反应器6进行放热吸氢反应，此时第一氢化金属反应器5制冷，第二氢化金属反应器6制热，因此控制第一电磁阀8、第二电磁阀10切换为第一导通方向，令热交换介质在第一热交换器换热并在第三热交换器12吸收热量，令第三热交换器12制冷，控制第三电磁阀11和第四电磁阀9切换第一导通方向，令热交换介质在第二热交换器换热并在第四热交换器13释放热量，令第四热交换器13制热。

在步骤S304中，当第二通路导通时，控制器控制第一电磁阀8、第二电磁阀10、第三电磁阀11和第四电磁阀9切换为第二导通方向。当第二通路导通时，第一氢化金属反应器5进行放热吸氢反应，第二氢化金属反应器6进行吸热放氢反应，此时第一氢化金属反应器5制热，第二氢化金属反应器6制冷，因此控制第一电磁阀8、第二电磁阀10、第三电磁阀11和第四电磁阀9切换第二导通方向，令第二热交换器和第三热交换器12通过管路连接，令热交换介质在第二热交换器换热并在第三热交换器12吸收热量，令第三热交换器12制冷，第一热交换器和第四热交换器13连接，令热交换介质在第二热交换器换热并在第四热交换器13释放热量，令第四热交换器13制热，因此通过控制各电磁阀，能够令第三热交换器12始终处于制冷状态，第四热交换器13始终处于制热状态，从而实现电化学空调系统的连续制冷和连续制热。

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 (8)

1.一种电化学空调系统，其特征在于，所述系统包括：第一电化学压缩装置、第二电化学压缩装置、第一氢化金属反应器、第二氢化金属反应器、电源、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、第四热交换器和控制器；

所述控制器，用于监测切换条件；根据所述切换条件，控制所述电源交替为所述第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电；

所述第一电化学压缩装置，用于在所述电源供电时，将所述第一氢化金属反应器释放的氢气氧化后再还原；

所述第二电化学压缩装置，用于在所述电源供电时，将所述第二氢化金属反应器释放的氢气氧化后再还原；

所述第一氢化金属反应器，用于在所述电源为所述第一电化学压缩装置供电时，进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应；在所述电源为所述第二电化学压缩装置供电时，进行将氢化金属与来自所述第二电化学压缩装置的氢气合成金属氢化物的放热反应；

所述第二氢化金属反应器，用于在所述电源为所述第一电化学压缩装置供电时，进行将氢化金属与来自所述第一电化学压缩装置的氢气合成为金属氢化物的放热反应；在所述电源为所述第二电化学压缩装置供电时，进行分解金属氢化物释放氢气的吸热反应；

所述控制器，用于接收切换信号，根据所述切换信号，控制导通所述电源为所述第一电化学压缩装置供电的第一通路，及控制导通所述电源为所述第二电化学压缩装置供电的第二通路；

所述第一热交换器，用于与所述第一氢化金属反应器进行换热；

所述第二热交换器，用于与所述第二氢化金属反应器进行换热；

所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀，用于由所述控制器控制，切换第一导通方向和第二导通方向；

所述第三热交换器，用于在所述第一通路导通时，通过所述第一电磁阀为所述第一导通方向时形成的第一输入管路、和所述第二电磁阀为所述第一导通方向时形成的第一输出管路，与所述第一热交换器连接；在所述第二通路导通时，通过所述第四电磁阀为所述第二导通方向时形成的第二输入管路、和所述第二电磁阀在所述第二导通方向时形成的第二输出管路，与所述第二热交换器连接；

所述第四热交换器，用于在所述第一通路导通时，通过所述第四电磁阀为所述第一导通方向时形成的第三输入管路、和所述第三电磁阀为所述第一导通方向时形成的第三输出管路，与所述第二热交换器连接；在所述第二通路导通时，通过所述第一电磁阀为所述第二导通方向时形成的第四输入管路、和所述第三电磁阀为所述第二导通方向时形成的第四输出管路，与所述第一热交换器连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：计时器，用于所述电源为所述第一电化学压缩装置和所述第二电化学压缩装置交替供电时开始计时；

所述切换条件，包括：当所述电源为所述第一电化学压缩装置供电时，如果所述计时器达到设定值，切换为所述电源为所述第二电化学压缩装置供电；

当所述电源为所述第二电化学压缩装置供电时，如果所述计时器达到设定值，切换为所述电源为所述第一电化学压缩装置供电。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电源具有第一电压输出端和第二电压输出端；

所述第一电压输出端连接所述第一电化学压缩装置的阳极；

所述第二电压输出端连接所述第二电化学压缩装置的阳极。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电源包括：电源本体和换向装置；

所述电源本体的电压输出端，分别连接所述第一电化学压缩装置的阳极和所述第二电化学压缩装置的阳极；

所述换向装置，由所述控制器控制，交替接通所述电源本体的电压输出端与所述第一电化学压缩装置和所述第二电化学压缩装置的连接。

5.一种如权利要求1所述系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

监测切换条件；

根据所述切换条件，控制所述电源交替为所述第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电；

在所述电源开始为所述第一电化学压缩装置供电后经过预设时延时，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀切换为所述第一导通方向；

在所述电源开始为所述第二电化学压缩装置供电后经过所述预设时延时，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀切换为所述第二导通方向。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切换条件，包括：

当所述电源为所述第一电化学压缩装置供电时，如果计时达到设定值，切换为所述电源为所述第二电化学压缩装置供电；

当所述电源为所述第二电化学压缩装置供电时，如果计时达到设定值，切换为所述电源为所述第一电化学压缩装置供电。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述电源具有第一电压输出端和第二电压输出端，其中所述第一电压输出端连接所述第一电化学压缩装置的阳极，所述第二电压输出端连接所述第二电化学压缩装置的阳极；

所述控制所述电源交替为所述第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电，包括：

控制所述第一电压输出端输出电压值为0、且所述第二电压输出端输出电压值为设定值；或者，

控制所述第二电压输出端输出电压值为0、且所述第一电压输出端输出电压值为设定值。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述电源包括：电源本体和换向装置；其中，所述电源本体的电压输出端，分别连接所述第一电化学压缩装置的阳极和所述第二电化学压缩装置的阳极；

所述控制所述电源交替为所述第一电化学压缩装置和第二电化学压缩装置供电，包括：

控制所述换向装置交替接通所述电源本体的电压输出端与所述第一电化学压缩装置和所述第二电化学压缩装置的连接。