CN115498777B - 一种新能源电力储存机箱用换热控温组件 - Google Patents

一种新能源电力储存机箱用换热控温组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源机箱的换热技术领域，具体为一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，机箱用换热控温组件包括电力储存装置、安装架、循环冷却组件和呼吸换热装置，有益效果为：通过设置呼吸换热装置，从而通过折叠压力气囊与排气管的配合，排出后的水蒸气在压力阀的控制下持续增压并高速冲入气动伸缩杆中，驱动气动伸缩杆挤压折叠水囊，在挤压折叠水囊的过程中，加快排气，同时使得水囊被压缩，内部水流快速排出，避免后续冷水与热水的混合，功率越高、蒸汽越多，折叠压力气囊与气动伸缩杆产生的循环挤压越频繁，使得蒸汽排出效率提高，水流间隔排出大，散热效率高，形成良性的换热循环。

Description

一种新能源电力储存机箱用换热控温组件
技术领域
本发明涉及新能源机箱的换热技术领域，具体为一种新能源电力储存机箱用换热控温组件。
背景技术
新能源机箱是用于将新能源转换为电能并储存的机箱，在进行转换和使用过程中，需要进行高功率运转，从而会产生大量的热量。
现有技术中通常采用循环水冷的方式进行快速散热，通过循环的冷却水带走导热片热传递的热量，从而形成高效的散热。
传统的水冷虽然能实现高效的散热，但随着长时间的散热，存在以下的问题：
1、传统机箱功率运行不高，热量低，但新能源机箱高功率运行，在散热过程中，会产生水蒸气，而随着循环水的流动，管道口被堵塞，从而在散热的内腔中形成持续增大的气泡，进而使得循环水在内部气压的作用下流量减小，流速减弱，而水蒸气的热量难以散发，使得机箱局部过热；
2、在新能源机箱散热过程中，由于水的比热容较大，随着持续循环冷却，使得水流平缓，冷水和加热后的热水之间对冲较小，从而在循环过程中只能水流的实现混合降温散热，而无法使得冷水直接接触导热片，从而无法满足高功率运行下的快速散热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，所述机箱用换热控温组件包括：
电力储存装置，所述电力储存装置包括能源储存箱和盖板；
安装架，所述安装架包括底板、密封底座、密封外框和内管，所述底板的上端中间设置有密封底座，所述内管竖直安装在密封底座中，密封外框套接在密封底座的外缘，密封外框与内管的外壁之间留有圆环状的间隙，所述能源储存箱插接在内管中，盖板密封固定在密封外框的上端端口中；
循环冷却组件，所述循环冷却组件包括水箱、折叠水囊和排水柱，所述水箱中的冷却水通过水泵沿密封底座运输至密封外框与内管之间圆环状间隙中，密封外框的上端将水排放在侧壁上的折叠水囊中，折叠水囊通过排水柱将水循环流入水箱中；
呼吸换热装置，所述呼吸换热装置包括折叠压力气囊、气动伸缩杆和排气管，所述折叠水囊的上端通过排气管将换热产生的蒸汽排放至折叠压力气囊的内腔中，使得折叠压力气囊膨胀，折叠压力气囊的下端通过压力阀连通气动伸缩杆，当蒸汽压力达到压力阀的阀值时，气动伸缩杆横向驱动挤压折叠水囊的侧壁，使得折叠水囊被压缩，折叠压力气囊上设置有泄压阀。
优选的，所述内管的上端端口设置有向外侧延伸的圆环状的密封圆环，所述密封外框的上端内壁设置有圆环状的耳座，所述耳座上设置有阶梯密封槽，所述密封圆环压合在阶梯密封槽中，密封圆环和耳座的上端压合有盖板，密封圆环和盖板上贯穿设置有安装孔，阶梯密封槽上竖直设置有圆周阵列分布的四组贯穿安装孔的连接螺柱。
优选的，所述内管的内侧设置有圆周阵列分布的多组散热侧槽，所述能源储存箱的外壁设置有与散热侧槽配合插接的导热片，内管与密封外框之间圆环状间隙中设置有螺旋向上延伸的螺旋流道，密封底座上设置有进水口，所述进水口的下端通过进水管连通水箱，进水口的上端正对螺旋流道的下端。
优选的，所述密封外框的外侧侧壁与折叠水囊的一端密封粘接，且密封外框上设置有连通折叠水囊的通孔，所述通孔的另一端连通螺旋流道的上端，折叠水囊的另一侧密封设置有侧板，所述侧板的外壁上设置有密封框槽，所述排水柱的一侧固定密封卡接在密封框槽上，排水柱与折叠水囊的内腔连通。
优选的，所述侧板的外壁上横向设置有延伸导管，所述排水柱的内腔下端竖直设置有分隔内腔的隔板，所述延伸导管的端部法兰连接有直角连通管，所述直角连通管的下端正对隔板的左侧内腔，排水柱的下端设置有连通水箱的排水软管。
优选的，所述隔板的上端设置有倾斜防护板，所述倾斜防护板的下端设置有固定在隔板上端面的安装座，倾斜防护板的倾斜面上设置有矩阵分布的多组溢流孔，倾斜防护板的上端竖直设置有贴合直角连通管外壁的限位挡板，溢流孔连通隔板的左右两侧内腔。
优选的，所述安装座上贯穿设置有用于横向调节位置的长圆槽，隔板的上端面竖直预埋安装有预埋固定件，所述预埋固定件贯穿长圆槽并通过螺母紧固，溢流孔沿倾斜防护板倾斜向上贯穿。
优选的，所述折叠压力气囊的上下两端分别设置有第一端板和第二端板，底板上竖直设置有立柱，所述第一端板固定在立柱的上端，第一端板的上端设置有圆周阵列分布的四组导向柱，所述导向柱贯穿第二端板，导向柱的上端外壁设置有限位环，第二端板的上端设置有多组可调重量的配重块。
优选的，所述压力阀安装在第一端板的下端，压力阀的下端连通气动伸缩杆，所述气动伸缩杆的一端横向固定在立柱上，排水柱的侧壁上设置有定位压槽，气动伸缩杆的伸缩端端部压合在定位压槽中。
优选的，所述折叠水囊的内腔设置为挤压内腔，挤压内腔的中间安装有限流板，所述限流板的下端设置有波纹带，所述波纹带上设置有多组矩阵分布的贯穿孔，所述排气管位于限流板靠近排水柱的一侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置呼吸换热装置，从而通过折叠压力气囊与排气管的配合，实现对加热过程中水蒸气进行排出，排出后的水蒸气在压力阀的控制下持续增压并高速冲入气动伸缩杆中，驱动气动伸缩杆挤压折叠水囊，在挤压折叠水囊的过程中，加快排气，同时使得水囊被压缩，内部水流快速排出，避免后续冷水与热水的混合，功率越高、蒸汽越多，折叠压力气囊与气动伸缩杆产生的循环挤压越频繁，使得蒸汽排出效率提高，水流间隔排出大，散热效率高，形成良性的换热循环。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的呼吸换热装置结构示意图；
图3为本发明的限流板立体结构示意图；
图4为图1中A处结构放大图；
图5为本发明的折叠压力气囊立体结构示意图；
图6为本发明的倾斜防护板立体结构示意图；
图7为本发明的内管立体结构示意图；
图8为图3中C处结构放大图；
图9为本发明的折叠水囊立体结构示意图；
图10为本发明的折叠水囊结构示意图；
图11为图2中B处结构放大图。
图中：1、底板；2、水箱；3、密封底座；4、进水管；5、能源储存箱；6、盖板；7、密封外框；8、螺旋流道；9、散热侧槽；10、阶梯密封槽；11、耳座；12、连接螺柱；13、密封圆环；14、排气管；15、折叠水囊；16、折叠压力气囊；17、直角连通管；18、气动伸缩杆；19、排水柱；20、立柱；21、排水软管；22、第一端板；23、第二端板；24、限位环；25、配重块；26、导向柱；27、通孔；28、侧板；29、压力阀；30、定位压槽；31、隔板；32、延伸导管；33、倾斜防护板；34、溢流孔；35、限位挡板；36、预埋固定件；37、安装座；38、内管；39、进水口；40、安装孔；41、限流板；42、密封框槽；43、波纹带；44、挤压内腔；45、贯穿孔；46、长圆槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图11，本发明提供一种技术方案：
实施例1：
一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，机箱用换热控温组件包括电力储存装置、安装架、循环冷却组件和呼吸换热装置。
电力储存装置包括能源储存箱5和盖板6，安装架包括底板1、密封底座3、密封外框7和内管38，底板1的上端中间设置有密封底座3，内管38竖直安装在密封底座3中，密封外框7套接在密封底座3的外缘，密封外框7与内管38的外壁之间留有圆环状的间隙，能源储存箱5插接在内管38中，盖板6密封固定在密封外框7的上端端口中。
通过设置内管38实现电力储存装置的固定安装，通过设置密封外框7和内管38的配合，形成圆环状散热间隙。
循环冷却组件包括水箱2、折叠水囊15和排水柱19，水箱2中的冷却水通过水泵沿密封底座3运输至密封外框7与内管38之间圆环状间隙中，密封外框7的上端将水排放在侧壁上的折叠水囊15中，折叠水囊15通过排水柱19将水循环流入水箱2中。
通过设置折叠水囊15、水箱2、排水柱19与圆环状散热间隙的配合，形成循环散热供水的流通路径。
呼吸换热装置包括折叠压力气囊16、气动伸缩杆18和排气管14，折叠水囊15的上端通过排气管14将换热产生的蒸汽排放至折叠压力气囊16的内腔中，使得折叠压力气囊16膨胀，折叠压力气囊16的下端通过压力阀29连通气动伸缩杆18，当蒸汽压力达到压力阀29的阀值时，气动伸缩杆18横向驱动挤压折叠水囊15的侧壁，使得折叠水囊15被压缩，折叠压力气囊16上设置有泄压阀。
通过设置呼吸换热装置，从而通过折叠压力气囊16与排气管14的配合，实现对加热过程中水蒸气进行排出，排出后的水蒸气在压力阀29的控制下持续增压并高速冲入气动伸缩杆18中，驱动气动伸缩杆18挤压折叠水囊15，折叠水囊15被压缩，内部体积减小，加速蒸汽和水流的排出，避免后续冷水与热水的混合，折叠水囊15被挤压后，随着圆环状间隙中排水的继续，使得折叠水囊15重新膨胀，继续积累蒸汽，形成循环。
循环过程中，功率越高，热量越多，产生的蒸汽越多，折叠压力气囊16与气动伸缩杆18产生的循环挤压越频繁，挤压越多使得蒸汽排出效率提高，水流间隔排出大，散热效率高，形成良性的换热循环。
实施例2：
在实施例1的基础上，内管38的上端端口设置有向外侧延伸的圆环状的密封圆环13，密封外框7的上端内壁设置有圆环状的耳座11，耳座11上设置有阶梯密封槽10，密封圆环13压合在阶梯密封槽10中，密封圆环13和耳座11的上端压合有盖板6，密封圆环13和盖板6上贯穿设置有安装孔40，阶梯密封槽10上竖直设置有圆周阵列分布的四组贯穿安装孔40的连接螺柱12。
通过设置密封圆环13、阶梯密封槽10和盖板6的配合，形成圆环状散热间隙上端的密封，避免造成泄漏。
实施例3：
在实施例2的基础上，内管38的内侧设置有圆周阵列分布的多组散热侧槽9，能源储存箱5的外壁设置有与散热侧槽9配合插接的导热片，内管38与密封外框7之间圆环状间隙中设置有螺旋向上延伸的螺旋流道8，密封底座3上设置有进水口39，进水口39的下端通过进水管4连通水箱2，进水口39的上端正对螺旋流道8的下端。
通过设置散热侧槽9与导热片的配合，增大接触面积，提高热传递效率，增大散热速度，通过设置螺旋流道8从而使得水流循环上升，增大热传递换热过程中的接触时间，进一步提高散热效率。
实施例4：
在实施例3的基础上，
密封外框7的外侧侧壁与折叠水囊15的一端密封粘接，且密封外框7上设置有连通折叠水囊15的通孔27，通孔27的另一端连通螺旋流道8的上端，折叠水囊15的另一侧密封设置有侧板28，侧板28的外壁上设置有密封框槽42，排水柱19的一侧固定密封卡接在密封框槽42上，排水柱19与折叠水囊15的内腔连通。
通过设置密封框槽42实现排水柱19的密封安装。
侧板28的外壁上横向设置有延伸导管32，排水柱19的内腔下端竖直设置有分隔内腔的隔板31，延伸导管32的端部法兰连接有直角连通管17，直角连通管17的下端正对隔板31的左侧内腔，排水柱19的下端设置有连通水箱2的排水软管21。
通过设置隔板31实现对排水柱19进行内腔分隔。
隔板31的上端设置有倾斜防护板33，倾斜防护板33的下端设置有固定在隔板31上端面的安装座37，倾斜防护板33的倾斜面上设置有矩阵分布的多组溢流孔34，倾斜防护板33的上端竖直设置有贴合直角连通管17外壁的限位挡板35，溢流孔34连通隔板31的左右两侧内腔。
通过设置倾斜防护板33和溢流孔34的配合，形成溢流排水，从而降低回流的流速，提供循环水的沉淀内腔，达到对水流的充分散热。
实施例5：
在实施例4的基础上，安装座37上贯穿设置有用于横向调节位置的长圆槽46，隔板31的上端面竖直预埋安装有预埋固定件36，预埋固定件36贯穿长圆槽46并通过螺母紧固，溢流孔34沿倾斜防护板33倾斜向上贯穿。
通过设置向上的溢流孔34避免水流下落过程中飞溅，通过设置长圆槽46和预埋固定件36的配合，便于调节安装座37的位置，适配直角连通管17的安装。
实施例6：
在实施例1的基础上，折叠压力气囊16的上下两端分别设置有第一端板22和第二端板23，底板1上竖直设置有立柱20，第一端板22固定在立柱20的上端，第一端板22的上端设置有圆周阵列分布的四组导向柱26，导向柱26贯穿第二端板23，导向柱26的上端外壁设置有限位环24，第二端板23的上端设置有多组可调重量的配重块25。
通过设置导向柱26与限位环24的配合，达到限定折叠压力气囊16膨胀时的限位，避免内压过大造成爆炸，同时利用配重块25调节折叠压力气囊16的承压性能，使得其内部蒸汽的内压适配于能源储存箱5的运行功率，大大提高了换热装置的适用范围。
实施例7：
在实施例6的基础上，压力阀29安装在第一端板22的下端，压力阀29的下端连通气动伸缩杆18，气动伸缩杆18的一端横向固定在立柱20上，排水柱19的侧壁上设置有定位压槽30，气动伸缩杆18的伸缩端端部压合在定位压槽30中。
通过设置定位压槽30与气动伸缩杆18的配合，形成定位侧向挤压，避免造成挤压偏移。
实施例8：
在实施例7的基础上，折叠水囊15的内腔设置为挤压内腔44，挤压内腔44的中间安装有限流板41，限流板41的下端设置有波纹带43，波纹带43上设置有多组矩阵分布的贯穿孔45，排气管14位于限流板41靠近排水柱19的一侧。
在折叠水囊15挤压和膨胀的循环过程中，挤压时，内径增大，膨胀延伸时，内径减小，为了进一步提高水流的散热冲击和呼吸强度，通过设置限流板41，达到分隔限流的目的，使得挤压内腔44两侧形成压力差，在挤压时，左侧内腔水流快速排出，与右侧形成压力差，折叠压力气囊16泄压和折叠水囊15的持续进水，折叠水囊15膨胀，左侧空腔形成负压反向吸收折叠压力气囊16的气流，同时由于压力差，波纹带43被绷直，贯穿孔45内径增大，提高了水流流动性，进而提高了单次呼吸排气散热的强度和效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述机箱用换热控温组件包括：
电力储存装置，所述电力储存装置包括能源储存箱(5)和盖板(6)；
安装架，所述安装架包括底板(1)、密封底座(3)、密封外框(7)和内管(38)，所述底板(1)的上端中间设置有密封底座(3)，所述内管(38)竖直安装在密封底座(3)中，密封外框(7)套接在密封底座(3)的外缘，密封外框(7)与内管(38)的外壁之间留有圆环状的间隙，所述能源储存箱(5)插接在内管(38)中，盖板(6)密封固定在密封外框(7)的上端端口中；
循环冷却组件，所述循环冷却组件包括水箱(2)、折叠水囊(15)和排水柱(19)，所述水箱(2)中的冷却水通过水泵沿密封底座(3)运输至密封外框(7)与内管(38)之间圆环状间隙中，密封外框(7)的上端将水排放在侧壁上的折叠水囊(15)中，折叠水囊(15)通过排水柱(19)将水循环流入水箱(2)中；
呼吸换热装置，所述呼吸换热装置包括折叠压力气囊(16)、气动伸缩杆(18)和排气管(14)，所述折叠水囊(15)的上端通过排气管(14)将换热产生的蒸汽排放至折叠压力气囊(16)的内腔中，使得折叠压力气囊(16)膨胀，折叠压力气囊(16)的下端通过压力阀(29)连通气动伸缩杆(18)，当蒸汽压力达到压力阀(29)的阀值时，气动伸缩杆(18)横向驱动挤压折叠水囊(15)的侧壁，使得折叠水囊(15)被压缩，折叠压力气囊(16)上设置有泄压阀；
所述内管(38)的上端端口设置有向外侧延伸的圆环状的密封圆环(13)，所述密封外框(7)的上端内壁设置有圆环状的耳座(11)，所述耳座(11)上设置有阶梯密封槽(10)，所述密封圆环(13)压合在阶梯密封槽(10)中，密封圆环(13)和耳座(11)的上端压合有盖板(6)，密封圆环(13)和盖板(6)上贯穿设置有安装孔(40)，阶梯密封槽(10)上竖直设置有圆周阵列分布的四组贯穿安装孔(40)的连接螺柱(12)；所述内管(38)的内侧设置有圆周阵列分布的多组散热侧槽(9)，所述能源储存箱(5)的外壁设置有与散热侧槽(9)配合插接的导热片，内管(38)与密封外框(7)之间圆环状间隙中设置有螺旋向上延伸的螺旋流道(8)，密封底座(3)上设置有进水口(39)，所述进水口(39)的下端通过进水管(4)连通水箱(2)，进水口(39)的上端正对螺旋流道(8)的下端；所述密封外框(7)的外侧侧壁与折叠水囊(15)的一端密封粘接，且密封外框(7)上设置有连通折叠水囊(15)的通孔(27)，所述通孔(27)的另一端连通螺旋流道(8)的上端，折叠水囊(15)的另一侧密封设置有侧板(28)，所述侧板(28)的外壁上设置有密封框槽(42)，所述排水柱(19)的一侧固定密封卡接在密封框槽(42)上，排水柱(19)与折叠水囊(15)的内腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述侧板(28)的外壁上横向设置有延伸导管(32)，所述排水柱(19)的内腔下端竖直设置有分隔内腔的隔板(31)，所述延伸导管(32)的端部法兰连接有直角连通管(17)，所述直角连通管(17)的下端正对隔板(31)的左侧内腔，排水柱(19)的下端设置有连通水箱(2)的排水软管(21)。
3.根据权利要求2所述的一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述隔板(31)的上端设置有倾斜防护板(33)，所述倾斜防护板(33)的下端设置有固定在隔板(31)上端面的安装座(37)，倾斜防护板(33)的倾斜面上设置有矩阵分布的多组溢流孔(34)，倾斜防护板(33)的上端竖直设置有贴合直角连通管(17)外壁的限位挡板(35)，溢流孔(34)连通隔板(31)的左右两侧内腔。
4.根据权利要求3所述的一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述安装座(37)上贯穿设置有用于横向调节位置的长圆槽(46)，隔板(31)的上端面竖直预埋安装有预埋固定件(36)，所述预埋固定件(36)贯穿长圆槽(46)并通过螺母紧固，溢流孔(34)沿倾斜防护板(33)倾斜向上贯穿。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述折叠压力气囊(16)的上下两端分别设置有第一端板(22)和第二端板(23)，底板(1)上竖直设置有立柱(20)，所述第一端板(22)固定在立柱(20)的上端，第一端板(22)的上端设置有圆周阵列分布的四组导向柱(26)，所述导向柱(26)贯穿第二端板(23)，导向柱(26)的上端外壁设置有限位环(24)，第二端板(23)的上端设置有多组可调重量的配重块(25)。
6.根据权利要求5所述的一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述压力阀(29)安装在第一端板(22)的下端，压力阀(29)的下端连通气动伸缩杆(18)，所述气动伸缩杆(18)的一端横向固定在立柱(20)上，排水柱(19)的侧壁上设置有定位压槽(30)，气动伸缩杆(18)的伸缩端端部压合在定位压槽(30)中。
7.根据权利要求1所述的一种新能源电力储存机箱用换热控温组件，其特征在于：所述折叠水囊(15)的内腔设置为挤压内腔(44)，挤压内腔(44)的中间安装有限流板(41)，所述限流板(41)的下端设置有波纹带(43)，所述波纹带(43)上设置有多组矩阵分布的贯穿孔(45)，所述排气管(14)位于限流板(41)靠近排水柱(19)的一侧。
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