CN108344081A - 一种空调及安全检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调及安全检测方法，属于空调技术领域。空调包括机壳和设置于机壳内的电化学压缩机、金属氢化物换热器和氢气泄漏检测装置，氢气饱和度检测装置包括：感应器和控制器，控制器用于检测导电体的电流变化，并根据电流变化的情况确定氢气的饱和度。本发明的氢气饱和度检测装置根据金属氢化物吸氢后导电性会变化这一特性，通过利用金属氢化物制成的导电体吸收或放出进入金属氢化物换热器内的氢气，并检测该段导电体的电流变化，从而可以判断金属氢化物换热器内的氢气是否达到饱和，进而可以在达到饱和时控制电化学压缩机的电压换向，以使氢气能够在空调***中持续稳定的循环。

Description

一种空调及安全检测方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调及安全检测方法。

背景技术

目前，电化学压缩机技术已经开始逐步应用于空调技术领域，电化学压缩机的原理是：通过用泵使质子穿过位于两个气体扩散电极中间的离子交换膜来运转，这些质子会带动非氟制冷剂穿过离子交换膜；在制冷剂到达膜的另一侧后，会以高压释放，进入制冷循环***中。采用电化学压缩机的空调结构中，多是以氢气作为制冷介质，并将金属氢化物填充至换热器中，金属氢化物具有吸氢放热及放氢吸热的特性，从而在金属氢化物的吸氢或放氢过程中对流经的空气进行升温或降温。

但是由于金属氢化物自身存在吸氢饱和度的限制，例如，在金属氢化物换热器达到吸氢量的上限时，与其进行氢气交换的另一金属氢化物换热器就不能继续对流经的空气进行制冷降温，为了保证对室内环境的持续制冷，所以现有的采用电化学压缩机的空调大多设置有多组金属氢化物换热器，在其中一组金属氢化物达到饱和时，切换另一组金属氢化物换热器继续氢气交换以进行制冷循环，该切换过程大多是通过切换电化学压缩机的电压方向来实现，由于不同制冷温度条件下运行时输氢速率都不同，导致电化学压缩机的电压切换的周期也有所不同，因此如何判断电化学压缩机的电压切换时间点对维持空调的运行至关重要。

发明内容

本发明公开了一种空调及安全检测方法，旨在根据金属氢化物的氢气饱和度来控制电化学压缩机的电压切换。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。

根据本发明的第一个方面，提供了一种空调，空调包括机壳和设置于机壳内的电化学压缩机、至少两个金属氢化物换热器和氢气泄漏检测装置，电化学压缩机通过输氢管路与两个金属氢化物换热器相连接，金属氢化物换热器具有填充有金属氢化物的腔室；氢气饱和度检测装置包括：感应器，设置于腔室内，包括由金属氢化物构成的导电体和向导电体以稳定电压供电的电源部件；控制器，与感应器电连接，用于检测导电体的电流变化，并根据电流变化的情况确定氢气的饱和度。

进一步的，控制器根据电流变化的情况确定氢气的饱和度，包括：根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将导电体的电流值在关联关系中进行匹配，确定电流值所对应的氢气饱和度。

进一步的，控制器还用于根据确定的氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换。

进一步的，腔室具有用于氢气进出的端口，感应器设置于腔室的远离端口的一端。

进一步的，感应器包括一或多个导电体，多个导电体间隔排布且与端口的间距逐渐增大。

根据本发明的第二个方面，还提供了一种应用电化学压缩机的空调的安全检测方法，包括：获取由金属氢化物构成的导电体的电流值；根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将导电体的电流值在关联关系中进行匹配，确定电流值所对应的氢气饱和度；根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换。

进一步的，获取由金属氢化物构成的导电体的电流值，包括：获取处于吸氢状态的金属氢化物换热器内的感应器的导电体的电流值；根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换，过程包括：在电流值不大于预置的第一电流阈值时，控制切换电化学压缩机的电压方向。

进一步的，获取由金属氢化物构成的导电体的电流值，包括：获取处于放氢状态的金属氢化物换热器内的感应器的导电体的电流值；根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换，过程包括：在电流值大于预置的第二电流阈值时，控制切换电化学压缩机的电压方向。

本发明的氢气饱和度检测装置根据金属氢化物吸氢后导电性会变化这一特性，通过利用金属氢化物制成的导电体吸收或放出进入金属氢化物换热器内的氢气，并检测该段导电体的电流变化，从而可以判断金属氢化物换热器内的氢气是否达到饱和，进而可以在达到饱和时控制电化学压缩机的电压换向，以使氢气能够在空调***中持续稳定的循环。

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所示出的本发明空调的氢气饱和度检测装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例所示出的本发明安全检测方法的流程图。

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。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。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，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。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。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

如图1所示，本发明提供了一种应用电化学压缩机的空调，空调包括机壳和设置于机壳内的电化学压缩机3、至少两个金属氢化物换热器4以及氢气泄漏检测装置，电化学压缩机3通过输氢管路与两个金属氢化物换热器4相连接，金属氢化物换热器4具有填充有金属氢化物的腔室；检测装置可用于检测空调的金属氢化物换热器4内所填充的金属氢化物的氢气饱和度，检测装置的感应器1设置于每一金属氢化物换热器4的腔室内，感应器1的导电体能够与腔室内的氢气接触，从而与其他换热器同步吸收氢气或放出氢气，以反映金属氢化物的实时氢气含量状况。

实施例中，检测装置包括感应器1和控制两个主要部件，其中，感应器1包括由金属氢化物构成的导电体和向导电体供电的电源部件；控制器2与感应器1电连接，用于检测导电体的电流变化，并根据电流变化的情况确定氢气的饱和度。本发明检测装置通过检测导电体的实时电流，可以确定金属氢化物的实时吸氢量，进而可以判定金属氢化物的氢气饱和度，以便在氢气达到吸氢上限时，控制切换电化学压缩机3的工作电压的方向，使氢气开始反向输送，达到吸氢饱和的金属氢化物也转为放氢吸热状态。本发明根据实时氢气饱和状况控制电化学压缩机3的电压换向，可以使金属氢化物能够以最大吸氢量吸收氢气，延长了电压切换的间隔时长，减少了电压频繁换向切换的次数，提高了空调各部件的使用寿命。

本发明检测装置的工作原理是：金属型金属氢化物具有较强吸收氢气性能，并且其吸收氢气后的自身导电性能会有变化，金属氢化物吸收的氢气越多，其导电性越低；本发明的感应装置采用金属氢化物制成导电体，使其可以同时具备吸收氢气和导电的两种功能，将感应装置设置于金属氢化物换热器4中，使导电体可以与换热器内填充的金属氢化物共同吸氢放氢，金属氢化物材质的导电体吸收氢气后，其导电性随之变化，同样也会引起检测电路的电流变化，因此通过检测导电体通过的电流值，就可以判断氢气的吸收量，在导电体未达到吸氢量上限时下，控制器2所检测到的是电流值是持续下降的，而在导电体达到自身吸氢量的上限时，导电体不再吸收氢气，控制器2所检测到的电流值会逐渐趋于稳定，因此控制器2可以判断空调的金属氢化物换热器4达到吸氢饱和状态，同时，电化学压缩机3可在控制器2判定金属氢化物达到吸氢饱和时，控制切换自身的工作电压的方向，使氢气反向输送。

在本发明的一个实施例中，控制器2根据电流变化的情况确定氢气的饱和度，其具体程包括：根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将导电体的电流值在关联关系中进行匹配，确定电流值所对应的氢气饱和度。在导电体未达到吸氢量上限时，电流值是随着吸氢量的增加而逐渐降低的，因此可以预先通过实验确定导电体的不同电流值所对应的实时吸氢量，本发明的导电体采用与金属氢化物换热器4中填充的金属氢化物相同或相近材质制成，因此导电体的实际吸氢量可以作为“样本”反映出金属氢化物换热器4内的金属氢化物的整体吸氢量情况，在导电体达到吸氢量上限时，可以判定其它金属氢化物也已达到吸氢上限，此时需要切换电化学压缩机3的工作电压方向。

实施例中，控制器2还用于根据确定的氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换。例如，在确定某一处于吸氢状态的金属氢化物换热器的腔室内的金属氢化物达到设定的氢气饱和度阈值时，控制电化学压缩机的电压反向切换，氢气反向输送，从而使该金属氢化物换热器也切换为放氢状态。

在本发明的另一实施例中，在导电体达到吸氢量上限后，导电体的导线性能趋于稳定，其通过电流值也逐渐稳定，因此控制器2根据电流变化的情况确定氢气的饱和度的另一过程为：检测设定时长内导电体的电流变化情况，在导电体的电流变化量低于设定电流变化量时，判定金属氢化物达到氢气饱和状态；例如，设定时长可以为3分钟、5分钟等，所设定的电流变化量为5mA，在某一时长内，电流变化量为1mA，则可以判定金属氢化物换热器4内的金属氢化物已经达到吸氢量上限。

控制器2所检测到的电流值不仅受到导电体自身导电性的影响，同时也受到电源部件所施加的电压值的影响，为了减少电压部件所产生的电流干扰影响，本发明的电源部件是以稳定电压向导电体供电，以减少电流检测过程中的其它变量因素影响。

由于腔室内填充的金属氢化物也存在一定的导电性，为了避免其引起导电体的电流变化，本发明在导电体的外侧设置有罩壳，用于阻隔导电体与其它金属氢化物直接接触，但可以保证导电体能够与腔体内的氢气接触，以使导电体能够从腔室内吸收氢气或放出氢气。

在本发明的一个实施例中，腔室具有用于氢气进出的端口5，感应器1设置于腔室的远离端口5的一端，金属氢化物换热器4在处于吸氢状态时，氢气从端口5进入腔室后，会优先被靠近端口5的金属氢化物吸收，距离端口5越远，则氢气浓度越低，金属氢化物所能吸收的氢气越少，所以靠近端口5位置的金属氢化物会先达到吸氢量上限，远离端口5位置的金属氢化物最后达到吸氢量上限，为了能够保证金属氢化物换热器4能够以最大吸氢量吸收氢气，本发明将感应器1的导电体设置于远离端口5的腔室的一端，在导电体达到吸氢量上限时，则可以视为金属氢化物换热器4内填充的金属氢化物整体都已达到饱和状态。

由于金属氢化物在腔室的不同位置的填充密度不同，因此也会影响到氢气的吸收效率，所以本发明的感应器1包括一或多个导电体，实施例中，多个导电体的一种排布方式是间隔排布且与端口5的间距逐渐增大，通过检测多个位置的吸氢量，可以提高对氢气饱和度判断的准确性。

如图2所示，本发明还提供了一种应用电化学压缩机的空调的安全检测方法，步骤包括：

S101、获取由金属氢化物构成的导电体的电流值；

S102、根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将导电体的电流值在关联关系中进行匹配，确定电流值所对应的氢气饱和度；

S103、根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换。

在本发明的一个实施例中，以处于吸氢状态的金属氢化物内的导电体检测为例，获取由金属氢化物构成的导电体的电流值的具体过程包括：获取处于吸氢状态的金属氢化物换热器内的感应器的导电体的电流值；根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换，过程包括：在电流值不大于预置的第一电流阈值时，控制切换电化学压缩机的电压方向。该第一电流阈值即是对应导电体达到吸氢量上限时的电流值；由于金属氢化物在达到吸氢量上限时，氢气的吸收量减少，腔室内的氢压力增大，为了保证金属氢化物换热器的内部压力处于安全压力范围内，第一电流阈值可略大于导电体达到吸氢量上限时的电流值，以提前切换电化学压缩机的电压方向，避免充入腔室内的氢气过多。

由于空调包括至少两个金属氢化物换热器，在其中一个金属氢化物换热器处于吸氢状态时，另一金属氢化物换热器处于放氢状态，则以处于放氢状态的金属氢化物换热器为例，获取由金属氢化物构成的导电体的电流值的火车包括：获取处于放氢状态的金属氢化物换热器内的感应器的导电体的电流值；根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换，过程包括：在电流值大于预置的第二电流阈值时，控制切换电化学压缩机的电压方向。该第二电流阈值稍低于导电体未吸收氢气时所对应的电流值，原因在于，在导电体随金属氢化物同步放氢时，导电体的导电性逐渐提高，所检测到的电流值逐渐增大，因此在大于第二电流阈值时，可以判定金属氢化物内的氢气含量较低，为了避免另一金属氢化物换热器内充入的氢气量过多，所以需要提前切换电化学压缩机的电压方向，使氢气方向输送。

本发明还提供了一种应用电化学压缩机的空调的安全检测装置，该安全检测装置采用上述事实所公开的安全检测方法对空调进行控制，该安全检测装置包括：获取单元，用于获取由金属氢化物构成的导电体的电流值；确定单元，用于根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将导电体的电流值在关联关系中进行匹配，确定电流值所对应的氢气饱和度；切换单元，用于根据氢气饱和度，控制电化学压缩机的电压方向的切换。

实施例中，获取单元用于：获取处于吸氢状态的金属氢化物换热器内的感应器的导电体的电流值；切换单元用于：在电流值不大于预置的第一电流阈值时，控制切换电化学压缩机的电压方向。

实施例中，获取单元用于：获取处于放氢状态的金属氢化物换热器内的感应器的导电体的电流值；切换单元用于：在电流值大于预置的第二电流阈值时，控制切换电化学压缩机的电压方向。

空调的其它部件和结构由于不涉及本案的创新点，因此不作赘述。

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)

1.一种空调，其特征在于，所述空调包括机壳和设置于所述机壳内的电化学压缩机(3)、至少两个金属氢化物换热器(4)和氢气泄漏检测装置，所述电化学压缩机(3)通过输氢管路与两个所述金属氢化物换热器(4)相连接，所述金属氢化物换热器(4)具有填充有金属氢化物的腔室；所述氢气饱和度检测装置包括：

感应器(1)，设置于所述腔室内，包括由金属氢化物构成的导电体和向所述导电体供电的电源部件；

控制器(2)，与所述感应器(1)电连接，用于检测所述导电体的电流变化，并根据所述电流变化的情况确定氢气的饱和度。

2.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述控制器(2)根据所述电流变化的情况确定氢气的饱和度，包括：

根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将所述导电体的电流值在所述关联关系中进行匹配，确定所述电流值所对应的氢气饱和度。

3.根据权利要求1或2所述的空调，其特征在于，所述控制器(2)还用于根据确定的所述氢气饱和度，控制所述电化学压缩机的电压方向的切换。

4.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述腔室具有用于氢气进出的端口(5)，所述感应器(1)设置于所述腔室的远离所述端口(5)的一端。

5.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述感应器(1)包括一或多个所述导电体，多个所述导电体间隔排布且与所述端口(5)的间距逐渐增大。

6.一种电化学压缩机的空调的安全检测方法，其特征在于，包括：

获取由金属氢化物构成的导电体的电流值；

根据预置的电流值与氢气饱和度的关联关系，将所述导电体的所述电流值在所述关联关系中进行匹配，确定所述电流值所对应的氢气饱和度；

根据所述氢气饱和度，控制所述电化学压缩机的电压方向的切换。

7.根据权利要求6所述的安全检测方法，其特征在于，

获取由金属氢化物构成的导电体的电流值，包括：获取处于吸氢状态的金属氢化物换热器内的所述感应器的导电体的电流值；

根据所述氢气饱和度，控制所述电化学压缩机的电压方向的切换，过程包括：

在所述电流值不大于预置的第一电流阈值时，控制切换所述电化学压缩机的电压方向。

8.根据权利要求6所述的安全检测方法，其特征在于，

获取由金属氢化物构成的导电体的电流值，包括：获取处于放氢状态的金属氢化物换热器内的所述感应器的导电体的电流值；

根据所述氢气饱和度，控制所述电化学压缩机的电压方向的切换，过程包括：

在所述电流值大于预置的第二电流阈值时，控制切换所述电化学压缩机的电压方向。