[發(fā)明專(zhuān)利]電化學(xué)制冷系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610765991.1
• 申請(qǐng)日: 2016-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107782012A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振富;朱百發(fā)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島海爾空調(diào)器有限總公司
• 主分類(lèi)號(hào): F25B23/00
• 分類(lèi)號(hào): F25B23/00;F25B49/00
• 代理公司: 北京康盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11331
• 代理人: 張宇峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電化學(xué)制冷系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

目前為止，大多數(shù)空調(diào)特別是家用空調(diào)采用的都是蒸汽壓縮式制冷，通過(guò)對(duì)制冷劑的壓縮，使得制冷劑狀態(tài)不斷發(fā)生變化，配合高效換熱器實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制冷制熱。這種制冷系統(tǒng)一是耗能多，二是系統(tǒng)中的冷媒多是氟化物，釋放或泄露冷媒會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，當(dāng)今社會(huì)，節(jié)能環(huán)保成為時(shí)代主題，因此一種新型空調(diào)系統(tǒng)已是勢(shì)在必行。

現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種新型電化學(xué)制冷技術(shù)，通過(guò)氫氣與某些合金發(fā)生可逆反應(yīng)并放出大量的熱，并經(jīng)過(guò)高效換熱設(shè)備實(shí)現(xiàn)制冷或制熱。工作原理如圖1所示。

當(dāng)對(duì)電化學(xué)氫泵施加正向電壓電壓時(shí)，金屬氫化物換熱器2’側(cè)氫氣濃度增大，隨著金屬氫化物換熱器2’側(cè)氫氣濃度增大，金屬氫化物內(nèi)部壓力增大，從而導(dǎo)致氫氣在金屬氫化物換熱器2’發(fā)生吸氫反應(yīng)，從而放出熱量，金屬氫化物換熱器2’作為冷凝器使用。同時(shí)由于氫氣被電化學(xué)氫泵從金屬氫化物換熱器1’泵到金屬氫化物換熱器2’，導(dǎo)致金屬氫化物換熱器1’內(nèi)部氫濃度及壓力降低，從而導(dǎo)致金屬氫化物在金屬氫化物換熱器1’內(nèi)發(fā)生放氫反應(yīng)，從而吸收熱量，金屬氫化物換熱器1’作為蒸發(fā)器使用。

同樣當(dāng)對(duì)電化學(xué)氫泵施加負(fù)向電壓電壓時(shí)，金屬氫化物換熱器1’側(cè)氫氣濃度增大，隨著金屬氫化物換熱器1’側(cè)氫氣濃度增大，金屬氫化物內(nèi)部壓力增大，從而導(dǎo)致氫氣在金屬氫化物換熱器1’發(fā)生吸氫反應(yīng)，從而放出熱量，金屬氫化物換熱器1’作為冷凝器使用。同時(shí)由于氫氣被電化學(xué)氫泵從金屬氫化物換熱器2’泵到金屬氫化物換熱器1’，導(dǎo)致金屬氫化物換熱器2’內(nèi)部氫濃度及壓力降低，從而導(dǎo)致金屬氫化物在金屬氫化物換熱器2’內(nèi)發(fā)生放氫反應(yīng)，從而吸收熱量，金屬氫化物換熱器2’作為蒸發(fā)器使用。

但該電化學(xué)制冷系統(tǒng)存在著溫度調(diào)節(jié)不便的問(wèn)題，在電化學(xué)壓縮機(jī)工作時(shí)，吸氫或者放氫的量是恒定的，無(wú)法對(duì)金屬氫化物的吸熱或者放熱進(jìn)行調(diào)節(jié)，只能通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，因此導(dǎo)致對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)很不方便，且溫度調(diào)節(jié)范圍受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種電化學(xué)制冷系統(tǒng)及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電化學(xué)制冷溫度調(diào)節(jié)不便且調(diào)節(jié)范圍小的問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電化學(xué)制冷系統(tǒng)，包括電化學(xué)壓縮機(jī)、第一金屬氫化物換熱器和第二金屬氫化物換熱器，第一金屬氫化物換熱器通過(guò)第一管路連接至電化學(xué)壓縮機(jī)的第一接口端，第二金屬氫化物換熱器通過(guò)第二管路連接至電化學(xué)壓縮機(jī)的第二接口端，第一管路和第二管路至少之一上設(shè)置有控制管路流量的流量調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，電化學(xué)制冷系統(tǒng)還包括檢測(cè)室內(nèi)溫度的感溫包以及控制流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度的控制器，感溫包和流量調(diào)節(jié)閥均連接至控制器，控制器接收感溫包的數(shù)據(jù)，并根據(jù)感溫包的數(shù)據(jù)對(duì)流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，第一管路和第二管路上分別設(shè)置有一個(gè)流量調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，感溫包為兩個(gè)，分別設(shè)置在第一金屬氫化物換熱器和第二金屬氫化物換熱器上。

優(yōu)選地，流量調(diào)節(jié)閥為熱力膨脹閥，熱力膨脹閥的溫度感測(cè)端連接至感溫包。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電化學(xué)制冷系統(tǒng)的控制方法，包括：檢測(cè)室內(nèi)溫度；根據(jù)檢測(cè)到的室內(nèi)溫度與設(shè)定的目標(biāo)溫度進(jìn)行對(duì)比；根據(jù)比較結(jié)果對(duì)第一管路和/或第二管路上的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)第一管路和/或第二管路上的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)的步驟包括：根據(jù)檢測(cè)到的室內(nèi)溫度與設(shè)定的目標(biāo)溫度的差值調(diào)節(jié)第一管路上的流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度；根據(jù)第一管路上的流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度調(diào)節(jié)第二管路上的流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使第一管路上的氫氣流量與第二管路上的氫氣流量平衡。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種電化學(xué)制冷系統(tǒng)的控制方法，包括：檢測(cè)室內(nèi)溫度；根據(jù)檢測(cè)到的室內(nèi)溫度與設(shè)定的目標(biāo)溫度進(jìn)行對(duì)比；根據(jù)比較結(jié)果對(duì)電化學(xué)壓縮機(jī)的工作電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)電化學(xué)壓縮機(jī)的工作電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的步驟包括：在電化學(xué)制冷系統(tǒng)處于制冷狀態(tài)時(shí)，設(shè)定下限目標(biāo)溫度；當(dāng)室內(nèi)溫度與下限目標(biāo)溫度的差值達(dá)到第一預(yù)設(shè)范圍時(shí)，調(diào)節(jié)電化學(xué)壓縮機(jī)的工作電壓以減少氫氣的釋放量；當(dāng)室內(nèi)溫度與下限目標(biāo)溫度的差值達(dá)到第二預(yù)設(shè)范圍時(shí)，調(diào)節(jié)電化學(xué)壓縮機(jī)的工作電壓以加大氫氣的釋放量，其中第一預(yù)設(shè)范圍的上限值小于第二預(yù)設(shè)范圍的下限值。