用于集装箱储能的冷却保温一体式系统的制作方法

1.本发明涉及电池仓冷却系统领域，具体涉及一种用于集装箱储能的冷却保温一体式系统。


背景技术：

2.集装箱储能系统（cess）是针对移动储能市场的需求开发的集成化储能系统，其内部集成电池柜、锂电池管理系统（bms）、集装箱动环监控系统，并可根据客户需求集成储能变流器和能量管理系统。集装箱储能系统具有简化基础设施建设成本、建设周期短、模块化程度高、便于运输和安装等特点，能够适用于火力、风能、太阳能等电站或海岛、小区、学校、科研机构、工厂、大型负荷中心等应用场合。
3.锂电池储能电站集装箱，常见的是化学储能电站集装箱，通过锂电池充放电作业，起到削峰填谷、提高电能质量、充当备用电源、调节频率参与智能电网建设等作用。
4.一个个像集装箱一样的“储能电池仓”，能将用电低谷、平谷时的电能储存至用电高峰时使用。每一个“集装箱”一次储存的电能达两三千度。这两三千度电在用电高峰时放电使用后，相当于可以省钱两三千元。
5.现有的储能集装箱为了保证内部的恒温一般采用的是制冷系统和空调风机两个独立的系统，制冷系统用于给电池包降温，空调风机用于给集装箱降温，同时运用了两套系统设备。
6.采用上述的方案不仅加大了运载的功率，提高了能耗，而且不利于对集装箱内的恒温集成化的管控，因此，需要提供一种集成系统同时给电池包和集装箱降温，不仅能够降低能耗，而且方便集成化管理。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，能够将制冷系统和换热器组合起来用一套系统同时给集装箱内部环温和电池包降温，不仅能够降低能耗，而且能够为企业节约成本。
8.本发明的技术方案是：一种用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，包括：水箱；主循环回路，所述主循环水路连通于所述水箱，所述主循环回路包括制冷系统和内循环水路，所述制冷系统和内循环水路相连，并能够保证所述水箱内的供液温度；次循环回路，所述次循环回路连通于所述水箱，所述次循环回路包括第一冷却支路和第二冷却支路，所述第一冷却支路的一端连通于所述水箱，所述第一冷却支路安装有电池，以带走电池散出的热量；所述第二冷却支路的一端连通于所述水箱，所述第二冷却支路安装有换热器，所述换热器位于集装箱内，以对保证所述集装箱内的电池仓和设备仓恒温。
9.进一步的，所述制冷系统包括压缩机、冷凝器和板式换热器，所述压缩机的一端连
通于所述冷凝器，所述压缩机的另一端连通于所述板式换热器，所述冷凝器和板式换热器之间还设有储液罐、干燥过滤器、视液镜、膨胀阀。
10.进一步的，所述制冷系统设有两组，且两组所述制冷系统并联于所述内循环水路。
11.进一步的，所述内循环水路包括内循环泵、电动三通阀和经济器，且所述电动三通阀分别连通于所述内循环泵、制冷系统和经济器，所述电动三通阀和经济器之间设有第一球阀。
12.进一步的，所述水箱设有第一外循环泵和第二外循环泵，所述第一外循环泵连通于所述第一冷却支路，所述第二外循环泵连通于所述第二冷却支路。
13.进一步的，所述第一冷却支路包括过滤器和连通于所述过滤器的第二球阀，所述过滤器连通于所述第一外循环泵，所述第二球阀连通于所述电池的一端，所述电池的另一端通过第三球阀和流量传感器连通于所述水箱。
14.进一步的，所述第二冷却支路包括过滤器和连通于所述过滤器的第四球阀，所述过滤器的一端连通于所述第二外循环泵，所述第四球阀连通于所述换热器的一端，所述换热器的另一端通过第五球阀和流量传感器连通于所述水箱。
15.进一步的，所述第一冷却支路和第二冷却支路分别串联于所述水箱。
16.进一步的，所述制冷系统可单独控制。
17.进一步的，所述水箱内还设置有加热棒。
18.本发明的有益技术效果是：1、现有的冷却设备只是结合了制冷系统和空调风机，制冷系统用于给电池包降温，空调风机用于给集装箱降温，属于同时运用了两套系统设备。本设计的水冷设备将制冷系统和换热器组合起来用一套系统同时给集装箱内部环温和电池包降温，在能耗方面相对于现有的冷却设备更加的节能，为企业节约了成本。
19.另，通过一套系统同时实现集装箱内部环温和电池包降温，系统更加的智能化，集成化，方便人员监控和维护。
20.2、此水冷设备的制冷系统与经济器结合，过度季节可以利用室外的环境温度降低冷却液的温度，从而给电池包降温。因此过度季节不用开制冷系统，可以达到节能的目的。
21.3、冬季时，第二外循环泵排出的冷却液的温度大于设备仓和电池仓的表面的温度，第二外循环泵排出的冷却液通过换热器将设备仓和电池仓表面温度升到一定温度，使得电池达到工作的环境。
22.4、制冷系统可以单独控制，方便在过度季节时进行切换，并采用经济器进行降温，达到节能的目的。
23.5、电池仓和设备仓位于集装箱内，电池仓内设有多组电池，如此设置能够达到提前储能的效果，方便人员使用。
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图；附图标记为：
1、水箱；2、制冷系统；3、内循环水路；4、电动三通阀；5、板式换热器；6、经济器；7、换热器；8、电池；9、第二冷却支路；10、第二外循环泵；11、第一冷却支路；12、第一外循环泵；13、内循环泵；14、第一球阀；15、第二球阀；16、第四球阀；17、第三球阀；18、第五球阀；19、压缩机；20、冷凝器；21、储液罐；22、干燥过滤器；23、视液镜；24、流量传感器；25、膨胀阀。
具体实施方式
26.为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
27.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于实施例记载的以及附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.如图1所示，本发明具体涉及一种用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，包括：水箱1；主循环回路，所述主循环水路连通于所述水箱1，所述主循环回路包括制冷系统2和内循环水路3，所述制冷系统2和内循环水路3相连，并能够保证所述水箱1内的供液温度；次循环回路，所述次循环回路连通于所述水箱1，所述次循环回路包括第一冷却支路11和第二冷却支路9，所述第一冷却支路11的一端连通于所述水箱1，所述第一冷却支路11的安装有电池8，以带走电池8散出的热量；所述第二冷却支路9的一端连通于所述水箱1，所述第二冷却支路9安装有换热器7，所述换热器7位于集装箱内，以对保证所述集装箱内的电池8仓和设备仓恒温。
30.其中，第一冷却支路11用于给电池仓内的电池8降温，以带走电池8工作时散出的热量；第二冷却支路9用于给电池仓表面和设备仓的表面降温，以保证电池8的周围环境温度趋于恒温，保证一个稳定的温度环境。
31.需要说明的是，其中，主循环回路连通于水箱1的一端，水箱1内换热后的冷却液流入主循环回路后，通过制冷回路或内循环水路3以对水箱1内的冷却液降温，以保证冷却液的恒定温度。
32.另，其中，制冷回路可单独控制，仅通过内循环水路3利用室外的环境温度同样可以达到对水箱1内的冷却液进行降温的目的。
33.再者，次循环回路主要用于将水箱1内降温后的冷却液输送至电池8和换热器7，保证电池8工作过程中、电池8仓和设备仓的温度不会过高，保证电池8能够正常工作，同时始终处于一个恒温的环境，进而保证了安全性。
34.所述制冷系统2包括压缩机19、冷凝器20和板式换热器5，所述压缩机19的一端连通于所述冷凝器20，所述压缩机19的另一端连通于所述板式换热器5，所述冷凝器20和板式
换热器5之间还设有储液罐21、干燥过滤器22、视液镜23、膨胀阀25。
35.需要说明的是，水箱1、压缩机19、冷凝器20、储液罐21、干燥过滤器22、视液镜23、膨胀阀25和板式换热器5形成一个回路，以将水箱1内带有热量的冷却液通过板式换热器5换热后输送至水箱1内，以达到降温的目的。
36.所述制冷系统2设有两组，且两组所述制冷系统2并联于所述内循环水路3，通过设置两组制冷系统2能够提高冷却的效率。
37.所述内循环水路3包括内循环泵13、电动三通阀4和经济器6，且所述电动三通阀4分别连通于所述内循环泵13、制冷系统2和经济器6，所述电动三通阀4和经济器6之间设有第一球阀14。
38.需要说明的是，其中，内循环泵13处于常开状态，通过电动三通阀4能够将内循环水路3和制冷系统2相连通，当电动三通阀4与制冷系统2导通时，位于内循环水路3的经济器6不工作，水箱1内带有热量的冷却液通过电动三通阀4进入制冷系统2内，通过制冷系统2对冷却液降温，再将降温后的冷却液输送至水箱1内。
39.当电动三通阀4与内循环水路3导通时，制冷系统2关闭，水箱1内带有热量的冷却液通过电动三通阀4和球阀并进入经济器6内，通过经济器6对冷却液降温，并将降温后的冷却液输送至水箱1内。
40.正常情况下，电动三通阀4的输出端只会保留一个导通，输入端始终连通于内循环泵13，以便将水箱1内的冷却液输送。
41.所述水箱1设有第一外循环泵12和第二外循环泵10，所述第一外循环泵12连通于所述第一冷却支路11，所述第二外循环泵10连通于所述第二冷却支路9。
42.其中，第一冷却支路11和第二冷却支路9均是能够将水箱1内的冷却液输送至设备端，并对设备端进行降温，换热后的冷却液再分别通过第一冷却支路11和第二冷却支路9返回水箱1内换热。
43.所述第一冷却支路11包括过滤器和连通于所述过滤器的第二球阀15，所述过滤器连通于所述第一外循环泵12，所述第二球阀15连通于所述电池8的一端，所述电池8的另一端通过第三球阀17和流量传感器24连通于所述水箱1。
44.所述第二冷却支路9包括过滤器和连通于所述过滤器的第四球阀16，所述过滤器的一端连通于所述第二外循环泵10，所述第四球阀16连通于所述换热器7的一端，所述换热器7的另一端通过第五球阀18和流量传感器24连通于所述水箱1。
45.另，水箱1内还设置有温度传感器（图中未标示）和液位传感器（图中未标示），通过温度传感器监控水箱1内的温度。
46.在夏季，环境温度40-50℃高温情况下，水箱1内的冷却液温度高于设定温度，连接水箱1的内循环泵13开启，此时电动三通阀4与制冷系统2导通，压缩机19将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，随后进入冷凝器20，冷凝器20将制冷剂冷凝为低温高压液体，随后经过膨胀阀25节流为低温低压制冷剂液体，流入板式换热器5中，在板式换热器5中与内循环泵13排出的冷却液换热，制冷剂蒸发为低温低压气体被吸入压缩机19，冷却液经过降温回到水箱1中，至此完成一个循环。
47.第一外循环泵12与集装箱内的电池8连接，当电池8充电时，会散出较大热量，此时第一外循环泵12启动，将被降温后的冷却液经过管道流入电池8位置，与电池8换热，从而带
走电池8散出的热量，升温后的冷却液回到水箱1。
48.第二外循环泵10与集装箱内的换热器7连接，换热器7位于集装箱的电池8仓和设备仓，换热器7的目的在于给设备仓和电池8仓降温，使其保持稳定温度。夏季，第二外循环泵10排出的冷却液温度小于设备仓和电池8仓温度，通过换热器7将设备仓和电池8仓的温度降低到一定温度，升温后的冷却液回到水箱1。
49.在春秋季，环境温度15℃左右时，制冷系统2关闭，连接水箱1的内循环泵13开启，此时电动三通阀4与经济器6导通，经济器6的作用为：过度季节环温比较低，直接通过自然风吹向经济器6将冷却液降温，返回到水箱1中。
50.第一外循环泵12与集装箱内的电池8连接，当电池8充电时，会散出较大热量，此时第一外循环泵12启动，将被降温后的冷却液经过管道流入电池8位置，与电池8换热，从而带走电池8散出的热量，升温后的冷却液回到水箱1。
51.第二外循环泵10与集装箱内的换热器7连接，换热器7位于集装箱的电池8仓和设备仓，换热器7的目的在于让设备仓和电池8仓保持稳定温度。第二外循环泵10排出的冷却液温度高于设备仓和电池8仓温度，通过换热器7将设备仓和电池8仓的温度升到一定温度，降温后的冷却液回到水箱1。
52.在冬季，环境温度为小于等于0℃时，制冷系统2关闭，此时水箱1内冷却液的温度低于设定温度，水箱1中的冷却液由水箱1里的加热棒保持在设定温度。
53.第一外循环泵12与集装箱内的电池8连接，电池8的温度低于水箱温度，此时第一外循环泵12启动，将被升温后的冷却液经过管道流入电池8位置，与电池8换热，从而给电池8升温使其保持在水箱设定温度，被降温后的冷却液回到水箱1。
54.第二外循环泵10与集装箱内的换热器7连接，换热器7位于集装箱的电池8仓和设备仓，换热器7的目的在于给设备仓和电池8仓升温，使其保持稳定温度。冬季，第二外循环泵10排出的冷却液温度高于设备仓和电池8仓温度，通过换热器7将设备仓和电池8仓的温度升到一定温度，降温后的冷却液回到水箱1。
55.水箱1内冷却液的温度高于设定温度时，停用加热棒，内循环泵13开启，电动三通阀4与内循环水路3导通，制冷系统2关闭，水箱1内带有热量的冷却液通过电动三通阀4和第一球阀14并进入经济器6内，通过经济器6对冷却液降温，并将降温后的冷却液输送至水箱1内。
56.其中换热器7加装有风机，通过风机将冷却液的温度吹至电池仓和设备仓表面，由于冬季冷却液的温度高于电池仓和设备仓表面，因此风机吹出热风以对电池仓和设备仓升温。
57.所述第一冷却支路11和第二冷却支路9分别串联于所述水箱1。
58.以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，包括：水箱(1)；主循环回路，所述主循环水路连接于所述水箱(1)，所述主循环回路包括制冷系统(2)和内循环水路(3)，所述制冷系统(2)和内循环水路(3)连通，并能够保证所述水箱(1)内的供液温度；次循环回路，所述次循环回路与所述水箱(1)连通，所述次循环回路包括第一冷却支路(11)和第二冷却支路(9)，所述第一冷却支路(11)的一端与所述水箱(1)连通，所述第一冷却支路(11)上还安装有电池(8)，以带走电池(8)散出的热量；所述第二冷却支路(9)的一端与所述水箱(1)连通，所述第二冷却支路(9)上安装有换热器(7)，所述换热器(7)位于集装箱内，以对保证所述集装箱内的电池仓和设备仓恒温。2.根据权利要求1所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述制冷系统(2)包括压缩机(19)、冷凝器(20)和板式换热器(5)，所述压缩机(19)的一端连接于所述冷凝器(20)，所述压缩机(19)的另一端连接于所述板式换热器(5)，所述冷凝器(20)和板式换热器(5)之间还设有储液罐(21)、干燥过滤器(22)、视液镜(23)、膨胀阀(25)。3.根据权利要求2所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述制冷系统(2)设有两组，且两组所述制冷系统(2)并联于所述内循环水路(3)。4.根据权利要求3所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述内循环水路(3)包括内循环泵(13)、电动三通阀(4)和经济器(6)，且所述电动三通阀(4)分别连通所述内循环泵(13)、制冷系统(2)和经济器(6)，所述电动三通阀(4)和经济器(6)之间设有第一球阀(14)。5.根据权利要求1所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述水箱(1)设有第一外循环泵(12)和第二外循环泵(10)，所述第一外循环泵(12)连通于所述第一冷却支路(11)，所述第二外循环泵(10)连通于所述第二冷却支路(9)。6.根据权利要求5所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述第一冷却支路(11)包括过滤器和连通于所述过滤器的第二球阀(15)，所述过滤器连通于所述第一外循环泵(12)，所述第二球阀(15)连通于所述电池(8)的一端，所述电池(8)的另一端通过第三球阀(17)和流量传感器(24)连通于所述水箱(1)。7.根据权利要求 5所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述第二冷却支路(9)包括过滤器和连通于所述过滤器的第四球阀(16)，所述过滤器的一端连通于所述第二外循环泵(10)，所述第四球阀(16)连通于所述换热器(7)的一端，所述换热器(7)的另一端通过第五球阀(18)和流量传感器(24)连通于所述水箱(1)。8.根据权利要求7所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述第一冷却支路(11)和第二冷却支路(9)分别串联于所述水箱(1)。9.根据权利要求1所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述制冷系统(2)可单独控制。10.根据权利要求1所述的用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，其特征在于，所述水箱(1)内还设置有加热棒。

技术总结
本发明公开了一种用于集装箱储能的冷却保温一体式系统，包括：水箱；主循环回路，主循环水路连接于水箱，主循环回路包括制冷系统和内循环水路，制冷系统和内循环水路相连，并能够保证水箱内的供液温度；次循环回路，次循环回路连接于水箱，次循环回路包括第一冷却支路和第二冷却支路，第一冷却支路的一端连接于水箱，第一冷却支路的另一端连接于电池，以带走电池散出的热量；第二冷却支路的一端连接于水箱，第二冷却支路的另一端连接于换热器，换热器位于集装箱内，以对保证集装箱内的电池仓和设备仓恒温，能够将制冷系统和换热器组合起来用一套系统同时给集装箱内部环温和电池包降温，不仅能够降低能耗，而且能够为企业节约成本。本。本。


技术研发人员：李薇 赵泽敏 吕雯 赵泽东 朱政 蓝浩宇
受保护的技术使用者：苏州酷吉制冷技术有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/9/20