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。
技术实现要素：
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，
在一些可选的实施例中，所述电化学空调系统，包括：氢气循环装置、控制器、第一热交换器、第二热交换器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀；
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端相连，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器相连，形成换热介质流通的第二导通方向；
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，用于在第一导通方向导通时，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，与所述第一换热端连接；在第二导通方向导通时，通过所述第一电磁阀为所述第二导通方向时形成的第二输入管路、和所述第三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，与所述第二换热端连接；在所述第二导通方向导通时，通过所述第四电磁阀为所述第二导通方向时形成的第四输入管路、和所述第二电磁阀为所述第二导通方向时形成的第四输出管路，与所述第一换热端连接。
在一些可选的实施例中，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中所述电化学空调系统的控制方法，
在一些可选的实施例中，所述控制方法包括：
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；
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。
在一些可选的实施例中，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。
在一些可选的实施例中，所述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，发送所述氢气切换信号包括：
监测到所述发生吸氢反应的氢化金属反应器的内部氢气压力大于预设氢气压力阈值，或所述吸氢反应的氢化金属反应器的温度低于预设温度阈值时，发送所述氢气切换信号。
在一些可选的实施例中，当所述第一导通方向导通时，若接收到所述管路切换信号，则：
开始计时并在达到设定时间阈值后，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；
当所述第二导通方向导通时，若接收到所述管路切换信号，则：
开始计时并在达到设定时间阈值后，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。
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；
2其结构简单、并且控制过程简单易行。
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。
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分别示出了电化学空调系统在状态i和状态ii的结构示意图；
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-第一直流泵，5-第二直流泵，6-第二电磁阀，7-第四电磁阀，8-第一电磁阀，9-第三电磁阀，10-第一热交换器、11-第二热交换器。
根据图1和图2可知，通过改变电磁阀，即图中第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8和第四电磁阀9，的导通方向，可以将电化学空调系统的运行状态在状态i和状态ii之间切换；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10恒为吸热端，第二热交换器11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，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14和第二热交换器15，与对应的第一换热端2和第二换热端3的连接；
下面，根据一些实施例来对电化学空调系统进行说明；
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、第一热交换器10、第二热交换器11、第一电磁阀8、第二电磁阀6、第三电磁阀9和第四电磁阀7；其中，所有电磁阀均为三通阀；
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10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3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10与所述第一换热端2相连，所述第二热交换器11与所述第二换热端3相连，形成换热介质流通的第一导通方向，参见图2中的状态ii中换热介质在管路中的流向；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，则所述第一热交换器10与所述第二换热端3相连，所述第二热交换器11与所述第一换热器2相连，形成换热介质流通的第二导通方向，参见图1中状态i中换热介质在管路中的流向；
所述第一电磁阀4、所述第二电磁阀5、所述第三电磁阀6和所述第四电磁阀7，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10，用于在如图1中第一导通方向导通时，通过所述第一电磁阀8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6为所述第一导通方向时形成的第一输出管路，与所述第一换热端2连接；在如图2中第二导通方向导通时，通过所述第一电磁阀8为所述第二导通方向时形成的第二输入管路、和所述第三电磁阀7在所述第二导通方向时形成的第二输出管路，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，通过所述第四电磁阀9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7为所述第一导通方向时形成的第三输出管路，与所述第二换热端3连接；在所述第二导通方向导通时，通过所述第四电磁阀9为所述第二导通方向时形成的第四输入管路、和所述第二电磁阀6为所述第二导通方向时形成的第四输出管路，与所述第一换热端2连接。
在一些说明性的实施例中，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，所述第二氢化金属反应器可理解为第二换热端；
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4和第二直流泵5；其中，第一直流泵4和第二直流泵5可选；所述第一直流泵4与所述第一换热端2相连；所述第二直流泵5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。
下面，结合图1和图2，对上述实施例中换热介质流通的第一导通方向和第二导通方向中，各电磁阀的导通和变化情况进行具体说明：
其中，第二电磁阀6的第三接口通过管路经第一直流泵4与第一氢化金属反应器换热部，即所述氢气循环装置的第一换热端2的第一端连接，第二电磁阀6的第一接口通过管路与第一热交换器10的第一接口连接，第二电磁阀6的第二接口通过管路与第二热交换器11的第一接口连接，第二电磁阀6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。
其中，第一电磁阀8的第三接口通过管路与第一热交换器10的第二接口连接，第一电磁阀8的第一接口通过管路与第一氢化金属反应器换热部的第二端连接，第一电磁阀8的第二接口通过管路与第二氢化金属反应器换热部，即所述第二换热端3的第二端连接，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。
其中，第四电磁阀7的第三接口通过管路经第二直流泵5与第二氢化金属反应器换热部的第一端连接，第四电磁阀7的第一接口通过管路与第二热交换器11的第一接口连接，第四电磁阀7的第二接口通过管路与第一热交换器10的第一接口连接，第四电磁阀7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。
第三电磁阀9的第三接口通过管路与第二热交换器11的第二接口连接，第三电磁阀9的第一接口通过管路与第二氢化金属反应器换热部的第二端连接，第三电磁阀9的第二接口通过管路与第一氢化金属反应器换热部的第二端连接，第三电磁阀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。
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，即第一换热端2与第二氢化金属反应器，即第二换热端3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10和第二热交换器11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是用于控制图1或图2中电化学空调系统的控制方法的流程示意图；通过下述实施例对电化学空调系统的控制方法进行说明：
如图3所示，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：
s301，接收所述氢气循环装置1发出的管路切换信号；
s302，当所述第一导通方向导通时，根据所述管路切换信号，控制所述第一电磁阀8、所述第二电磁阀6、所述第三电磁阀7和所述第四电磁阀9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，控制所述第一电磁阀8、所述第二电磁阀6、所述第三电磁阀7和所述第四电磁阀9切换为所述第一导通方向。
在一些说明性的实施例中，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；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；
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：
所述氢气控制器通过控制氢气控制阀的状态，如导通方向或闭合，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，可以通过控制两通阀门的闭合or三通阀的导通方向，控制氢气的气流循环方向。
在一些说明性的实施例中，所述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，发送所述氢气切换信号包括：
监测到所述发生吸氢反应的氢化金属反应器的内部氢气压力大于预设氢气压力阈值，或所述吸氢反应的氢化金属反应器的温度低于预设温度阈值时，发送所述氢气切换信号。
在一些说明性的实施例中，当所述第一导通方向导通时，若接收到所述管路切换信号，则：
开始计时并在达到设定时间阈值后，控制所述第一电磁阀8、所述第二电磁阀6、所述第三电磁阀9和所述第四电磁阀7切换为所述第二导通方向；
当所述第二导通方向导通时，若接收到所述管路切换信号，则：
开始计时并在达到设定时间阈值后，控制所述第一电磁阀8、所述第二电磁阀6、所述第三电磁阀9和所述第四电磁阀7切换为所述第一导通方向。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
1区别于传统蒸汽压缩式的全新空调系统；
2其结构简单、并且控制过程简单易行。
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。