CN116435645A - 一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于电池簇的浸没式液冷技术领域，具体为一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法，包括储能柜组件，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置，散热集排风扇，其设置在储能柜组件内部下端的前后两侧，储液箱，其设置在储能柜组件的内部下端，且能够对冷却液进行存放，水循环组件，其输入端连接在储液箱的外壁右端，输出端贯穿储能柜组件，至储能柜组件的内部上端左侧，本发明能够通过虹吸原理将储能柜内部的冷却液导出，对冷却液进行降温后导入储液箱的内部，并通过调平组件对储能柜内部上端的冷却液进行液位调平，使电池簇始终能够被冷却液浸透。

Description

一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法
技术领域
本发明涉及电池簇的浸没式液冷技术领域，具体为一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法。
背景技术
液冷服务器，是指液体注入服务器，通过冷热交换带走服务器的散热的一种服务器，从服务器物理形态上区分有：冷板式液冷服务器、全浸没式液冷服务器。
冷板式液冷技术，即利用工作流体作为中间热量传输的媒介，将热量由热区传递到远处再进行冷却，在该技术中，工作液体与被冷却对象分离，工作液体不与电子器件直接接触，而是通过液冷板等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中，因此冷板式液冷技术又称为间接液冷技术，该技术将冷却剂直接导向热源，同时由于液体比空气的比热大，散热速度远远大于空气，因此制冷效率远高于风冷散热，每单位体积所传输的热量即散热效率高达1000倍，可有效解决高密度服务器的散热问题，降低冷却系统能耗并降低噪声。
电池簇是由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体，还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。
现有的电池簇与服务器都有同样的散热问题，若能将电池簇使用浸没式液冷技术进行散热，则能对电池簇进行高效散热，且能够降低冷却系统能耗并降低噪声，而浸没式液冷指的是储能系统机柜全密封，内部加注冷却液的一种储能机柜，电池簇均可浸没在液体中的，但是在正常工作中可能由于密闭柜体内的压强变化(因为会产生气体)导致液面高低发生改变，为此，我们提出一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法，通过储液箱右端连接水循环组件，左端连接虹吸调平组件，再通过散热集排风扇设置在储液箱的前后两端，对水循环组件和虹吸调平组件运输的冷却液进行散热，能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其包括：
储能柜组件，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置；
散热集排风扇，其设置在储能柜组件内部下端的前后两侧；
储液箱，其设置在储能柜组件的内部下端，且能够对冷却液进行存放；
水循环组件，其输入端连接在储液箱的外壁右端，输出端贯穿储能柜组件，至储能柜组件的内部上端左侧；
虹吸调平组件，其输入端贯穿储能柜组件，至储能柜组件的内部上端右侧，且输出端连接至储液箱的外壁左端。
作为本发明所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统的一种优选方案，其中：所述储能柜组件包括：
储能柜，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置；
隔板，其设置在储能柜的内部中间，且上端能够对电池簇进行浸液放置，下端能够对储液箱进行放置；
限位板，其设置在储能柜的内壁两端，并使底部与隔板不接触，且设置为两组，能够对电池簇的放置进行限位。
作为本发明所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统的一种优选方案，其中：所述储能柜包括：
盖板，其设置在储能柜的上端，且表面设有翻转板，能够将电池簇进行放置；
散热口，其设置在储能柜的内部下端两侧，且内壁安装有散热集排风扇。
作为本发明所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统的一种优选方案，其中：所述水循环组件包括：
散热集管，其设置在储液箱的表面，其输入端连接在储液箱的外壁右端，输出端连接循环泵的输入端，且设置为O型；
循环泵，其输出端连接循环管，且能够将储液箱内部的冷却液进行导出；
循环管，其贯穿储能柜组件，至储能柜组件的内部上端左侧，且能够将冷却后的冷却液导入储液箱的内部。
作为本发明所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统的一种优选方案，其中：所述虹吸调平组件包括：
回收集管，其设置在储液箱的后端，且输出端连接储液箱的外壁左端，输入端连接辅助泵的输出端；
辅助泵，其输入端连接溢流管。
作为本发明所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统的一种优选方案，其中：所述虹吸调平组件包括：
溢流管，其贯穿储能柜的下端连接至调平组件的内部；
调平组件，其设置在储能柜的外壁右端；
虹吸管，其底部连接在调平组件的内部，并与溢流管交错放置，且顶部贯穿储能柜，至储能柜的内部右端。
作为本发明所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统的一种优选方案，其中：所述调平组件包括：
溢流箱，其设置在储能柜的外壁右端；
伸缩管，其设置在溢流管的顶部；
夹持杆，其底部两端夹持伸缩管的顶部两端，且贯穿溢流箱；
电动伸缩杆，其设置在溢流箱的表面，且输出端连接在夹持杆的内壁中间。
一种浸没式液冷储能柜内液面调平的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：通过将电池簇放入装满冷却液的储能柜的内部浸透，此时启动散热集排风扇、循环泵与辅助泵，并将虹吸管插入储能柜的内部右端，进入水循环；
S2：通过虹吸管将储能柜内部的冷却液导入溢流箱的内部，当溢流箱内部的液位到达溢流管的高度时，通过溢流管将冷却液导入回收集管的内部，通过辅助泵的辅助推动，防止冷却液停顿在回收集管的内部，并在运输过程中通过散热集排风扇对回收集管内的冷却液进行散热，并将散热后的冷却液导入储液箱的内部；
S3：通过循环泵，能够将储液箱内部的冷却液导入散热集管的内部，并通过前端散热集排风扇进行二次降温，使降温后的冷却液通过循环管进入储液箱的内部，从而完成水循环；
S4：当储能柜内部上端的冷却液低于电池簇的表面时，通过启动电动伸缩杆，使夹持杆带动伸缩管升起，从而提高溢流管的吸水高度，进而增加储能柜内部冷却液的液位高度。
与现有技术相比：
通过散热集排风扇设置在散热集管与回收集管的外侧，能够对导出和导入的冷却液进行散热，使冷却的冷却液进入储液箱与储能柜的内部上端，对电池簇进行持续冷却；
通过储液箱能够对冷却液进行存放，且能够与导入的冷却液进行温度中和，增加降温效果；
通过水循环组件能够将储液箱内的冷却液导入储能柜的内部上端，且在运输过程中，进行二次降温，从而保证冷却液的冷却温度，增加对电池簇的降温效果；
通过虹吸调平组件能够通过虹吸原理将储能柜内部的冷却液导出，对冷却液进行降温后导入储液箱的内部，并通过调平组件对储能柜内部上端的冷却液进行液位调平，使电池簇始终能够被冷却液浸透。
附图说明
图1为本发明提供的整体主视剖面结构示意图；
图2为本发明提供的储能柜组件内部结构示意图；
图3为本发明提供的储能柜组件后视结构示意图；
图4为本发明提供的储液箱连接结构示意图；
图5为本发明提供的储液箱后视结构示意图；
图6为本发明提供的水循环组件结构示意图；
图7为本发明提供的虹吸调平组件结构示意图；
图8为本发明提供的调平组件结构示意图。
图中：储能柜组件1、储能柜11、隔板12、限位板13、盖板14、散热口15、散热集排风扇2、储液箱3、水循环组件4、散热集管41、循环泵42、循环管43、虹吸调平组件5、回收集管51、溢流管52、调平组件53、溢流箱531、伸缩管532、夹持杆533、电动伸缩杆534、虹吸管54、辅助泵55。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统及方法，具有能够通过虹吸原理将储能柜11内部的冷却液导出，对冷却液进行降温后导入储液箱3的内部，并通过调平组件53对储能柜11内部上端的冷却液进行液位调平，使电池簇始终能够被冷却液浸透的优点，请参阅图1-8，包括储能柜组件1、散热集排风扇2、储液箱3、水循环组件4和虹吸调平组件5；
储能柜组件1，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置，通过储能柜组件1能够对电池簇进行浸液放置，且内部能够对储液箱3、水循环组件4和虹吸调平组件5放置，方便水循环组件4和虹吸调平组件5进行水循环操作，储能柜组件1包括：储能柜11、隔板12、限位板13、盖板14和散热口15，储能柜11，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置，隔板12，其设置在储能柜11的内部中间，且上端能够对电池簇进行浸液放置，下端能够对储液箱3进行放置，限位板13，其设置在储能柜11的内壁两端，并使底部与隔板12不接触，且设置为两组，能够对电池簇的放置进行限位，盖板14，其设置在储能柜11的上端，且表面设有翻转板，能够将电池簇进行放置，散热口15，其设置在储能柜11的内部下端两侧，且内壁安装有散热集排风扇2，能够将冷却液的热量排出。
散热集排风扇2，其设置在储能柜组件1内部下端的前后两侧，通过散热集排风扇2设置在散热集管41与回收集管51的外侧，能够对导出和导入的冷却液进行散热，使冷却的冷却液进入储液箱3与储能柜11的内部上端，对电池簇进行持续冷却。
储液箱3，其设置在储能柜组件1的内部下端，且能够对冷却液进行存放，且能够与导入的冷却液进行温度中和，增加降温效果。
水循环组件4，其输入端连接在储液箱3的外壁右端，输出端贯穿储能柜组件1，至储能柜组件1的内部上端左侧，通过水循环组件4能够将储液箱3内的冷却液导入储能柜11的内部上端，且在运输过程中，进行二次降温，从而保证冷却液的冷却温度，增加对电池簇的降温效果，水循环组件4包括：散热集管41、循环泵42和循环管43，散热集管41，其设置在储液箱3的表面，其输入端连接在储液箱3的外壁右端，输出端连接循环泵42的输入端，且设置为O型，能够增加运输距离，从而增加冷却时间，且能够增加冷却的面积，进一步进行冷却，循环泵42，其输出端连接循环管43，且能够将储液箱3内部的冷却液进行导出，循环管43，其贯穿储能柜组件1，至储能柜组件1的内部上端左侧，且能够将冷却后的冷却液导入储液箱3的内部。
虹吸调平组件5，其输入端贯穿储能柜组件1，至储能柜组件1的内部上端右侧，且输出端连接至储液箱3的外壁左端，通过虹吸调平组件5能够通过虹吸原理将储能柜11内部的冷却液导出，对冷却液进行降温后导入储液箱3的内部，并通过调平组件53对储能柜11内部上端的冷却液进行液位调平，使电池簇始终能够被冷却液浸透，虹吸调平组件5包括：回收集管51、溢流管52、调平组件53、溢流箱531、伸缩管532、夹持杆533、电动伸缩杆534、虹吸管54、辅助泵55，回收集管51，其设置在储液箱3的后端，且输出端连接储液箱3的外壁左端，输入端连接辅助泵55的输出端，同理散热集管41，辅助泵55，其输入端连接溢流管52，起到辅助运输的作用，能够将冷却液导入回收集管51的内部进行散热，溢流管52，其贯穿储能柜11的下端连接至调平组件53的内部，通过调整溢流管52的高度，能够对储能柜11内部的液位进行调整和调平，调平组件53，其设置在储能柜11的外壁右端，通过调平组件53能够对储能柜11内部上端的冷却液进行液位调平，使电池簇始终能够被冷却液浸透，溢流箱531，其设置在储能柜11的外壁右端，伸缩管532，其设置在溢流管52的顶部，夹持杆533，其底部两端夹持伸缩管532的顶部两端，且贯穿溢流箱531，电动伸缩杆534，其设置在溢流箱531的表面，且输出端连接在夹持杆533的内壁中间，虹吸管54，其底部连接在调平组件53的内部，并与溢流管52交错放置，且顶部贯穿储能柜11，至储能柜11的内部右端。
在具体使用时，本领域技术人员将电池簇放入装满冷却液的储能柜11的内部浸透，此时启动散热集排风扇2、循环泵42与辅助泵55，并将虹吸管54插入储能柜11的内部右端，进入水循环，通过虹吸管54将储能柜11内部的冷却液导入溢流箱531的内部，当溢流箱531内部的液位到达溢流管52的高度时，通过溢流管52将冷却液导入回收集管51的内部，通过辅助泵55的辅助推动，防止冷却液停顿在回收集管51的内部，并在运输过程中通过散热集排风扇2对回收集管51内的冷却液进行散热，并将散热后的冷却液导入储液箱3的内部，通过循环泵42，能够将储液箱3内部的冷却液导入散热集管41的内部，并通过前端散热集排风扇2进行二次降温，使降温后的冷却液通过循环管43进入储液箱3的内部，从而完成水循环，当储能柜11内部上端的冷却液低于电池簇的表面时，通过启动电动伸缩杆534，使夹持杆533带动伸缩管532升起，从而提高溢流管52的吸水高度，进而增加储能柜11内部冷却液的液位高度。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于：包括：
储能柜组件(1)，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置；
散热集排风扇(2)，其设置在储能柜组件(1)内部下端的前后两侧；
储液箱(3)，其设置在储能柜组件(1)的内部下端，且能够对冷却液进行存放；
水循环组件(4)，其输入端连接在储液箱(3)的外壁右端，输出端贯穿储能柜组件(1)，至储能柜组件(1)的内部上端左侧；
虹吸调平组件(5)，其输入端贯穿储能柜组件(1)，至储能柜组件(1)的内部上端右侧，且输出端连接至储液箱(3)的外壁左端。
2.根据权利要求1所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于，所述储能柜组件(1)包括：
储能柜(11)，其内部上端能够对电池簇进行浸液放置；
隔板(12)，其设置在储能柜(11)的内部中间，且上端能够对电池簇进行浸液放置，下端能够对储液箱(3)进行放置；
限位板(13)，其设置在储能柜(11)的内壁两端，并使底部与隔板(12)不接触，且设置为两组，能够对电池簇的放置进行限位。
3.根据权利要求2所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于，所述储能柜(11)包括：
盖板(14)，其设置在储能柜(11)的上端，且表面设有翻转板，能够将电池簇进行放置；
散热口(15)，其设置在储能柜(11)的内部下端两侧，且内壁安装有散热集排风扇(2)。
4.根据权利要求1所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于，所述水循环组件(4)包括：
散热集管(41)，其设置在储液箱(3)的表面，其输入端连接在储液箱(3)的外壁右端，输出端连接循环泵(42)的输入端，且设置为O型；
循环泵(42)，其输出端连接循环管(43)，且能够将储液箱(3)内部的冷却液进行导出；
循环管(43)，其贯穿储能柜组件(1)，至储能柜组件(1)的内部上端左侧，且能够将冷却后的冷却液导入储液箱(3)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于，所述虹吸调平组件(5)包括：
回收集管(51)，其设置在储液箱(3)的后端，且输出端连接储液箱(3)的外壁左端，输入端连接辅助泵(55)的输出端；
辅助泵(55)，其输入端连接溢流管(52)。
6.根据权利要求5所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于，所述虹吸调平组件(5)包括：
溢流管(52)，其贯穿储能柜(11)的下端连接至调平组件(53)的内部；
调平组件(53)，其设置在储能柜(11)的外壁右端；
虹吸管(54)，其底部连接在调平组件(53)的内部，并与溢流管(52)交错放置，且顶部贯穿储能柜(11)，至储能柜(11)的内部右端。
7.根据权利要求6所述的一种浸没式液冷储能柜内液面调平系统，其特征在于，所述调平组件(53)包括：
溢流箱(531)，其设置在储能柜(11)的外壁右端；
伸缩管(532)，其设置在溢流管(52)的顶部；
夹持杆(533)，其底部两端夹持伸缩管(532)的顶部两端，且贯穿溢流箱(531)；
电动伸缩杆(534)，其设置在溢流箱(531)的表面，且输出端连接在夹持杆(533)的内壁中间。
8.一种浸没式液冷储能柜内液面调平的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：通过将电池簇放入装满冷却液的储能柜(11)的内部浸透，此时启动散热集排风扇(2)、循环泵(42)与辅助泵(55)，并将虹吸管(54)插入储能柜(11)的内部右端，进入水循环；
S2：通过虹吸管(54)将储能柜(11)内部的冷却液导入溢流箱(531)的内部，当溢流箱(531)内部的液位到达溢流管(52)的高度时，通过溢流管(52)将冷却液导入回收集管(51)的内部，通过辅助泵(55)的辅助推动，防止冷却液停顿在回收集管(51)的内部，并在运输过程中通过散热集排风扇(2)对回收集管(51)内的冷却液进行散热，并将散热后的冷却液导入储液箱(3)的内部；
S3：通过循环泵(42)，能够将储液箱(3)内部的冷却液导入散热集管(41)的内部，并通过前端散热集排风扇(2)进行二次降温，使降温后的冷却液通过循环管(43)进入储液箱(3)的内部，从而完成水循环；
S4：当储能柜(11)内部上端的冷却液低于电池簇的表面时，通过启动电动伸缩杆(534)，使夹持杆(533)带动伸缩管(532)升起，从而提高溢流管(52)的吸水高度，进而增加储能柜(11)内部冷却液的液位高度。
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