CN116387703A - 一种集成除湿功能的储能液冷却系统 - Google Patents

一种集成除湿功能的储能液冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种集成除湿功能的储能液冷却系统，包括冷却冷凝模组和换热模组，所述换热模组用于降低电池的温度，冷却冷凝模组连接有除湿模组，所述除湿模组用于将电池舱舱体内的空气进行除湿处理，除湿模组和冷却冷凝模组组成循环回路或者除湿模组和冷却冷凝模组以及换热模组组成循环回路，本发明使用在密闭电池舱体内急需要提供低温液体对电池降温又需要进行对舱体内的空气除湿的应用场景，无需再额外配置一个独立的具有空气除湿能的机组。

Description

一种集成除湿功能的储能液冷却系统
技术领域
本发明涉及储能冷却设备技术领域，尤其涉及一种集成除湿功能的储能液冷却系统。
背景技术
液冷散热已是储能行业较为通用的散热方案，即水泵将空调中冷却过的防冻液(也称冷却液)通过散热管网输送到电池舱体内各处，以带走冷板上的电池散发出的热量。
但是在电池舱体内的空气湿度较高时，在电池包上容易发生凝露现象，对电池安全会带来较大风险，亟需一种用于控制电池舱舱体内的空气控温湿度的解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种集成除湿功能的储能液冷却系统，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种集成除湿功能的储能液冷却系统，包括冷却冷凝模组和换热模组，所述换热模组用于降低电池的温度，冷却冷凝模组连接有除湿模组，所述除湿模组用于将电池舱舱体内的空气进行除湿处理，除湿模组和冷却冷凝模组组成循环回路或者除湿模组和冷却冷凝模组以及换热模组组成循环回路。
上述方案中，换热模组用于交换电池的热量，冷却冷凝模组用于交换换热模组和或除湿模组的热量，除湿模组连接在现有的冷却冷凝模组和换热模组中，无需新增新的设备配合除湿模组对电池舱内的空气进行除湿处理。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，所述除湿模组包括壳体、循环风机以及除湿盘管，所述壳体开有供风口和回风口，循环风机设置在壳体的回风口内，除湿盘管设置在回风口和供风口之间的壳体内，除湿盘管的进口与冷却冷凝模组连通，除湿盘管的出口与冷却冷凝模组连通或者换热模组连通。
上述方案中，电池舱内的空气经循环风机作用下从回风口进入壳体内，进入壳体内的空气经过除湿盘管除湿降温，经过除湿降温的空气从壳体的供风口流入到电池舱内，从而解决电池舱体内的空气湿度较高时，在电池包上容易发生凝露现象的问题，经过除湿盘管的制冷剂可直接返回冷却冷凝模组以重新制冷或者和再经过换热模组对电池进行换热降温处理，以提高系统的换热效率。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，所述冷却冷凝模组包括压缩机、节流阀一、冷凝器以及冷凝风机，所述压缩机的出口通过管道与冷凝器的进口连通，冷凝器的出口通过管道与除湿盘管进口连通，节流阀一设置冷凝器的出口与除湿盘管进口之间的管道上，冷凝风机设置在冷凝器一侧。
上述方案中，压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，并送至冷凝器进行冷却，热量被冷凝风机循环的空气流经冷凝器而带走，制冷剂经冷却后变成中温高压的液态制冷剂，中温液态的制冷剂经节流阀一节流降压成低温低压的气液混合体，气液混合的低压制冷剂在除湿盘管内蒸发吸热或在液体换热模组内蒸发降温，对空气进行降温除湿或对液体进行降温，制冷剂被汽化，制冷剂变成气态，然后再回到压缩机继续压缩，继续循环进行制冷。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，换热模组包括换热器和水泵，换热器包括第一进口、第二进口、第一出口以及第二出口，其中水泵的进口通过管道与供液管道连通，水泵的出口通过管道和换热器的第一进口连通，换热器的第一出口通过管道与出液管道连通，换热器的第二进口与冷凝器的出口连通，换热器的第二出口与压缩机的进口连通。
上述方案中，电池舱内的电池温度通过水经过回液管、水泵、换热器的第一进口、换热器的第一出口以及供液管实现对电池舱内的电池进行水循环降温，气液混合的低压制冷剂经过换热器的第二进口，在换热器内与带走水产生的热量，制冷剂被汽化，制冷剂变成气态，然后气态制冷剂从换热器的第二出口再回到压缩机继续压缩，继续循环进行制冷。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，所述除湿盘管的进口与冷凝器的出口连通，除湿盘管的出口与换热器的第二进口或者压缩机的进口连通。
上述方案中，液态制冷剂在经过除湿盘管以对电池舱内的空气进行除湿，当电池舱内的空气温度不高时，液态制冷剂被汽化了一部分，其还具有制冷功能，那么流经除湿盘管的制冷剂可在换热器中进行换热工作，通过吸收换热器中循环水的热量以实现对电池舱内电池的温度换热降温，提升系统的制冷效果和节省系统的能量损耗；当电池舱内的空气温度高时，可将除湿盘管与压缩机的进口连接，仅对电池舱内的空气进行除湿降温处理，被汽化的制冷剂直接返回压缩机重新进行循环。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，所述节流阀一与除湿盘管之间的管道设置有电磁阀一。
上述方案中，需要考虑电池舱内空气湿度阈值，当电池舱内的空气湿度达到甚至超过阈值时，打开电磁阀一，液态制冷剂经过除湿盘管对电池舱内的空气进行除湿处理；当电池舱内的空气湿度小于阈值时，关闭电磁阀一，液态制冷剂仅通过换热器对循环水进行换热降温处理即可，这样能够节省系统的能量损耗，提高制冷效率。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，所述节流阀一的出口与换热器的第二进口之间设置有电磁阀二。
上述方案中，需要同时考虑电池舱内的空气温度和湿度，当电池舱内的空气温度低于阈值但是空气湿度高于阈值时，打开电磁阀一和关闭电磁阀二，使得液态制冷剂仅通过除湿盘管以对电池舱内的空气进行除湿处理；当电池温度高于阈值但是空气湿度低于阈值时，关闭电磁阀一和打开电磁阀二，使得液态制冷剂仅通过换热器以对循环水进行换热降温处理以降温电池的温度；当电池的温度高于阈值同时空气湿度高于阈值时，同时打开电磁阀一和打开电磁阀二，系统对电池舱内的空气进行除湿处理和对循环水进行换热降温处理。
作为本发明的一种集成除湿功能的储能液冷却系统的改进，所述节流阀的进口和换热器第二进口之间设置有节流阀二，节流阀二和换热器第二进口之间设置电磁阀二。
上述方案中，与上述方案相比，压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，并送至冷凝器进行冷却，热量被冷凝风机循环的空气流经冷凝器而带走，制冷剂经冷却后变成中温高压的液态制冷剂，中温液态的制冷剂经节流阀一或节流阀二进行节流降压成低温低压的气液混合体，可控制电磁阀一电磁阀二的开闭以控制液体制冷剂经过换热器或除湿盘管，吸收流过液体换热器中的液体的热量或流经除湿盘管的空气中的热量而汽化，制冷剂变成气态，然后再回到压缩机继续压缩，继续循环进行制冷，相比一个节流阀，两个节流阀的设置能根据需要选择使得节流阀单独或者同时工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：密闭电池舱体内急需要提供低温液体有需要进行对空气除湿的应用场景，无需再额外配置一个独立的具有空气除湿能的机组。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统结构示意图一；
图2为本发明的系统结构示意图二；
图3为实施例2的结构示意图；
图4为实施例3的结构示意图；
图5为实施例4的结构示意图；
图6为实施例5的结构示意图；
图7为实施例6的结构示意图。
其中，1、冷却冷凝模组；11、压缩机；12、节流阀一；13、冷凝器；14、冷凝风机；2、换热模组；21、换热器；22、水泵；3、除湿模组；31、壳体；32、循环风机；33、除湿盘管；4、电磁阀一；5、节流阀二；6、电磁阀二。
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。
实施例1
如图1所示，一种集成除湿功能的储能液冷却系统，包括冷却冷凝模组1和换热模组2，所述换热模组2用于降低电池的温度，冷却冷凝模组1连接有除湿模组3，所述除湿模组用于将电池舱舱体内的空气进行除湿处理，除湿模组和冷却冷凝模组1以及换热模组2组成循环回路。
换热模组2用于交换电池的热量，冷却冷凝模组1用于交换除湿模组的热量，并且冷却冷凝模组1配合除湿模组一起用于交换换热模组2的热量，除湿模组连接在现有的冷却冷凝模组1和换热模组2中，无需新增新的设备配合除湿模组对电池舱内的空气进行除湿处理。
如图2所示，与图1区别在于，一种集成除湿功能的储能液冷却系统，包括冷却冷凝模组1和换热模组2，冷却冷凝模组1和换热模组2组成循环回路；除湿模组和冷却冷凝模组1组成循环回路。
换热模组2用于交换电池的热量，冷却冷凝模组1用于交换除湿模组的热量，然后再次返回至冷却冷凝模组1中进行重新制冷，冷却冷凝模组1用于交换换热模组2的热量，然后再次返回至冷却冷凝模组1中进行重新制冷。
其中，所述除湿模组3包括壳体31、循环风机32以及除湿盘管33，所述壳体31开有供风口和回风口，循环风机32设置在壳体31的回风口内，除湿盘管33设置在回风口和供风口之间的壳体31内，除湿盘管33的进口与冷却冷凝模组1连通，除湿盘管33的出口与冷却冷凝模组1连通或者换热模组2连通。
电池舱内的空气经循环风机32作用下从回风口进入壳体31内，进入壳体31内的空气经过除湿盘管33除湿降温，经过除湿降温的空气从壳体31的供风口流入到电池舱内，从而解决电池舱体内的空气湿度较高时，在电池包上容易发生凝露现象的问题，经过除湿盘管33的制冷剂可直接返回冷却冷凝模组1以重新制冷或者和冷却冷凝模组1一起经过换热模组2对电池进行换热降温处理，以提高系统的换热效率。
所述冷却冷凝模组1包括压缩机11、节流阀一12、冷凝器13以及冷凝风机14，所述压缩机11的出口通过管道与冷凝器13的进口连通，冷凝器13的出口通过管道与除湿盘管33进口连通，节流阀一12设置冷凝器13的出口与除湿盘管33进口之间的管道上，冷凝风机14设置在冷凝器13一侧。
压缩机11将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，并送至冷凝器13进行冷却，热量被冷凝风机14循环的空气流经冷凝器13而带走，制冷剂经冷却后变成中温高压的液态制冷剂，中温液态的制冷剂经节流阀一12节流降压成低温低压的气液混合体，气液混合的低压制冷剂在除湿盘管33内蒸发吸热或在液体换热模组2内蒸发降温，对空气进行降温除湿或对液体进行降温，制冷剂被汽化，制冷剂变成气态，然后再回到压缩机11继续压缩，继续循环进行制冷。
换热模组2包括换热器21和水泵22，换热器21包括第一进口、第二进口、第一出口以及第二出口，其中水泵22的进口通过管道与供液管道连通，水泵22的出口通过管道和换热器21的第一进口连通，换热器21的第一出口通过管道与出液管道连通，换热器21的第二进口与冷凝器13的出口连通，换热器21的第二出口与压缩机11的进口连通。
电池舱内的电池温度通过水经过回液管、水泵22、换热器21的第一进口、换热器21的第一出口以及供液管实现对电池舱内的电池进行水循环降温，气液混合的低压制冷剂经过换热器21的第二进口，在换热器21内与带走水产生的热量，制冷剂被汽化，制冷剂变成气态，然后气态制冷剂从换热器21的第二出口再回到压缩机11继续压缩，继续循环进行制冷。
所述节流阀一12与除湿盘管33之间的管道设置有电磁阀一4。
需要考虑电池舱内空气湿度阈值，当电池舱内的空气湿度达到甚至超过阈值时，打开电磁阀一4，液态制冷剂经过除湿盘管33对电池舱内的空气进行除湿处理；当电池舱内的空气湿度小于阈值时，关闭电磁阀一4，液态制冷剂仅通过换热器21对循环水进行换热降温处理即可，这样能够节省系统的能量损耗，提高制冷效率。
所述节流阀一12的出口与换热器21的第二进口之间设置有电磁阀二6。
需要同时考虑电池的温度和电池舱内空气温度和湿度，当电池的温度低于阈值但是空气湿度高于阈值时，打开电磁阀一4和关闭电磁阀二6，使得液态制冷剂仅通过除湿盘管33以对电池舱内的空气进行除湿处理；当电池的温度高于阈值但是空气湿度低于阈值时，关闭电磁阀一4和打开电磁阀二6，使得液态制冷剂仅通过换热器21以对循环水进行换热降温处理以降温电池舱内的温度；当电池的温度高于阈值但是空气湿度高于阈值时，同时打开电磁阀一4和打开电磁阀二6，系统对电池舱内的空气进行除湿处理和对循环水进行换热降温处理来降低电池温度。
实施例2
如图3所示，与图2相比，该系统仅在节流阀一12和除湿盘管33之间设置电磁阀二6，而取消电磁阀一4，这样设置的目的为，系统对电池进行换热时，对电池舱内的空气湿度进行选择性进行除湿处理，当电池舱内的空气湿度达到甚至超过阈值时，打开电磁阀一4，液态制冷剂经过除湿盘管33对电池舱内的空气进行除湿处理；当电池舱内的空气湿度小于阈值时，关闭电磁阀一4，液态制冷剂仅通过换热器21对循环水进行换热降温处理即可，这样能够节省系统的能量损耗，提高制冷效率。
实施例3
如图4所示，与图3相比，该系统取消了电磁阀一4和电磁阀二6，这样设置的目的为，系统对电池进行换热降温的同时也进行换热除湿处理。
实施例4
如图5所示，与图2的区别在于，所述冷凝器的出口13和换热器21第二进口之间设置有节流阀二5，节流阀二5和换热器21第二进口之间设置电磁阀二6。
压缩机11将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，并送至冷凝器13进行冷却，热量被冷凝风机14循环的空气流经冷凝器13而带走，制冷剂经冷却后变成中温高压的液态制冷剂，中温液态的制冷剂经节流阀一12或节流阀二5进行节流降压成低温低压的气液混合体，可控制电磁阀一4电磁阀二6的开闭以控制液体制冷剂经过换热器21或除湿盘管33，吸收流过液体换热器21中的液体的热量或流经除湿盘管33的空气中的热量而汽化，制冷剂变成气态，然后再回到压缩机11继续压缩，继续循环进行制冷，相比一个节流阀，两个节流阀的设置不仅可控制各自回路内的制冷剂的蒸发压力同时也能根据需要选择使得节流阀单独或者同时工作。
实施例5
如图6所示，与图5相比，该系统取消了电磁阀一4和电磁阀二6，这样设置的目的是为了降低系统配置成本。
实施例6
如图7所示，与图6相比，该系统在新增节流阀二5的基础上，将经过节流阀12和除湿盘管33的制冷剂再与经过节流阀二5的制冷剂一起流经换热器21的第二进口进行在换热器内降温换热，最终返回到压缩机11内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种集成除湿功能的储能液冷却系统，包括冷却冷凝模组和换热模组，所述换热模组用于降低电池的温度，其特征在于，冷却冷凝模组连接有除湿模组，所述除湿模组用于将电池舱舱体内的空气进行除湿处理，除湿模组和冷却冷凝模组组成循环回路或者除湿模组和冷却冷凝模组以及换热模组组成循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，所述除湿模组包括壳体、循环风机以及除湿盘管，所述壳体开有供风口和回风口，循环风机设置在壳体的回风口内，除湿盘管设置在回风口和供风口之间的壳体内，除湿盘管的进口与冷却冷凝模组连通，除湿盘管的出口与冷却冷凝模组连通或者换热模组连通。
3.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，所述冷却冷凝模组包括压缩机、节流阀一、冷凝器以及冷凝风机，所述压缩机的出口通过管道与冷凝器的进口连通，冷凝器的出口通过管道与除湿盘管进口连通，节流阀一设置冷凝器的出口与除湿盘管进口之间的管道上，冷凝风机设置在冷凝器一侧。
4.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，换热模组包括换热器和水泵，换热器包括第一进口、第二进口、第一出口以及第二出口，其中水泵的进口通过管道与电池舱内的出液管道连通，水泵的出口通过管道和换热器的第一进口连通，换热器的第一出口通过管道与电池舱内的供液管道连通，换热器的第二进口与冷凝器的出口连通，换热器的第二出口与压缩机的进口连通。
5.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，所述除湿盘管的进口与冷凝器的出口连通，除湿盘管的出口与换热器的第二进口或者压缩机的进口连通。
6.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，所述节流阀一与除湿盘管之间的管道设置有电磁阀一。
7.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，所述节流阀一的出口与换热器的第二进口之间设置有电磁阀二。
8.根据权利要求1所述的一种集成除湿功能的储能液冷却系统，其特征在于，所述冷凝器出口和换热器第二进口之间设置有节流阀二，节流阀二和换热器第二进口之间设置电磁阀二。
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