CN211476360U - 一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，所述储能电池集装箱包括多个电池柜，所述地源热泵空调装置包括多个与电池柜一一对应的风机盘管、地埋管换热器、水泵、冷凝器、压缩机、四通换向阀、热力膨胀阀和蒸发器，每一风机盘管置于对应的电池柜内，每一风机盘管均与蒸发器连接，所述蒸发器、四通换向阀、压缩机、冷凝器和热力膨胀阀依次连接构成一个回路，所述地埋管换热器与冷凝器连接，所述地埋管换热器上连接有水泵。本实用新型将风机盘管装于电池柜内，这样可以根据电池的需要进行调节，选择需要的风速、风向、甚至送风温度，可以方便地布置在电池柜内用来消除局部热负荷，从而为每台电池柜创造舒适的环境。

Description

一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置

技术领域

本实用新型涉及地源热泵技术领域，特别是涉及一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置。

背景技术

地源热泵是一种利用地球表面或浅层水源的既可制冷又可供热的高效节能空调系统。热泵技术是在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术，地源热泵系统通过在密闭的换热管里循环的循环液与地层之间进行热量交换，冬季吸热、夏季散热。冬季通过输入1kW的电能，热泵机组可吸收2.5～3kW的地能，为建筑物提供3.5～4kW的热能；夏季通过输入1kW的电能，能为建筑物提供3.5～4kW的冷能。从而达到节能的目的。它比传统空调系统运行效率要高40％，运行费用可降低10-30％，增加投资的费用回收期为4-10年。

储能电池室夏季室内设计温度不宜高于30℃，冬季室内设计温度不宜低于15℃。由于储能系统所需电池数目大，电池均紧密排列连接，当以不同倍率充放电时，电池会以不同生热速率产生大量热，加上时间及空间影响会导致不均匀热量聚集，从而导致电池组运行环境温度的复杂多变，而传统分体空调方式，在设计时并未考虑每台电池柜的局部热负荷及变化，使得传统的分体空调很难实现为每台电池柜创造舒适的环境。同时位于高寒地区的储能电站采用传统的分体空调，当气温下降时，机组蒸发压力降低，压缩机吸气比容增大，制冷剂的流量减少，压缩机有效容积得不到充分利用，使制热能力大幅度衰减，而此时集装箱内所需热量随环境温度的下降而迅速上升，将不能满足热负荷的要求，且当室外环境温度下降到一定的程度时，室外换热器表面还会结霜，进一步降低制热性能，空调器除霜时，空调转入制冷运行，将从储能集装箱内吸取热量，从而降低房间温度，严重影响电池的运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服传统空调系统无法为每只电池柜创造舒适环境及寒冷地区制热能力较差的缺陷，提供一种新型的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，能考虑每只电池柜局部热负荷及变化，且由于系统换热器埋于地下，无需除霜，机组运行稳定可靠。本实用新型将风机盘管装于电池柜内，这样可以根据电池的需要进行调节，选择需要的风速、风向、甚至送风温度，可以方便地布置在电池柜内用来消除局部热负荷，从而为每台电池柜创造舒适的环境。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特点在于，所述储能电池集装箱包括多个电池柜，所述地源热泵空调装置包括多个与电池柜一一对应的风机盘管、地埋管换热器、水泵、冷凝器、压缩机、四通换向阀、热力膨胀阀和蒸发器，每一风机盘管置于对应的电池柜内，每一风机盘管均与蒸发器连接，所述蒸发器、四通换向阀、压缩机、冷凝器和热力膨胀阀依次连接构成一个回路，所述地埋管换热器与冷凝器连接，所述地埋管换热器上连接有水泵。

较佳地，所述风机盘管置于对应的电池柜内底部。

较佳地，所述电池柜的底部设置有单层百叶，所述单层百叶与风机盘管的进风口连接。

较佳地，所述电池柜的底部隔板上设置有双层百叶，所述双层百叶通过风管与风机盘管的出风口连接。

较佳地，所述电池柜的顶部设有网格板。

较佳地，所述地埋管换热器为U型地埋管换热器。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)本储能电池柜地源热泵装置将风机盘管装于电池柜内，这样可以根据每只电池柜的实际需要进行调节，选择每只电池柜需要的风速、风向，甚至送风温度，可以方便地布置在电池柜内用来消除局部热负荷，从而为每只电池柜创造舒适的环境。

(2)电池柜内部强制通风有利于带走电池元件的散热量，与在整个集装箱内用空调降温相比，冷却空间小，耗能相对较小，同时电池柜内的产热量相比于整个集装箱很容易带出。

(3)高寒地区的储能电站采用传统的分体空调，当室外环境温度下降到一定的程度时，室外换热器表面会结霜，降低制热性能，空调器除霜时，空调转入制冷运行，将从储能集装箱内吸取热量，从而降低房间温度，严重影响电池的运行，而本系统换热器埋于地下，无需除霜，机组运行稳定可靠。

(4)春、秋过渡季节可以只开盘柜中的风机，比整体机械的效果好，且效率高节能。

(5)高效节能，稳定可靠。地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，土壤与空气温差一般为17度，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40％～60％，因此要节能和节省运行费用40％～50％左右。

(6)无环境污染。地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，真正的实现了节能减排。

(7)维护费用低。地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，所述储能电池集装箱包括多个电池柜1，所述地源热泵空调装置包括多个与电池柜1一一对应的风机盘管2、U型地埋管换热器7、水泵13、冷凝器8、压缩机10、四通换向阀11、热力膨胀阀12和蒸发器9，每一风机盘管2置于对应的电池柜1内底部，每一风机盘管2均与蒸发器9连接，所述蒸发器9、四通换向阀11、压缩机10、冷凝器8和热力膨胀阀12依次连接构成一个回路，所述U型地埋管换热器7与冷凝器8连接，所述U型地埋管换热器7上连接有水泵13。

其中，所述电池柜1的底部设置有单层百叶5，所述单层百叶5与风机盘管2的进风口连接；所述电池柜1的底部隔板上设置有双层百叶4，所述双层百叶4通过风管3与风机盘管2的出风口连接；所述电池柜1的顶部设有网格板6。

电池柜1的顶部设有利于散热的网格板6，地源热泵空调末端的风机盘管2设置在电池柜1的底部，风机盘管2的进风由设在电池柜1底部的单层百叶5提供，风机盘管2的出风通过风管3实现，将处理好的空气通过设在电池柜本体隔板上的双层百叶4送至电池柜区域。

本储能电池柜共有三种运行工况：

(1)夏季制冷时，压缩机10对冷媒做功，进行汽-液转化。通过蒸发器9内冷媒的蒸发将由风机盘管2循环携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器8内冷媒的冷凝，被冷凝的冷媒经热力膨胀阀12节流、降压，转变为低压冷媒液体。通过室外垂直安装在竖井之中的U型地埋管换热器7通过水泵13注满水后形成一个封闭的水循环，利用水的循环和地下土壤换热，将冷媒所携带的热量吸收，最终由水循环转移至土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管2，以冷风的形式为电池柜供冷。

(2)冬季制热时，地下的垂直安装在竖井之中的U型地埋管换热器7通过水泵13注满水后形成一个封闭的水循环，吸收地表水、地下水或土壤里的热量，压缩机10对冷媒做功，进行汽-液转化，并通过四通换向阀11将冷媒流动方向换向，通过冷凝器8将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过蒸发器9内冷媒的冷凝，由风机盘管2循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下热量不断转移至室内的过程中，通过风机盘管2，以热风的形式向电池柜供暖。

(3)春秋过渡季节，利用温度控制通风系统运行。当环境温度低，电池柜自然散热，当环境温度不满足要求时，投运通风系统，但U型地埋管换热器7不流冷水，即冷水装置不投运，可以节省能耗。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特征在于，所述储能电池集装箱包括多个电池柜，所述地源热泵空调装置包括多个与电池柜一一对应的风机盘管、地埋管换热器、水泵、冷凝器、压缩机、四通换向阀、热力膨胀阀和蒸发器，每一风机盘管置于对应的电池柜内，每一风机盘管均与蒸发器连接，所述蒸发器、四通换向阀、压缩机、冷凝器和热力膨胀阀依次连接构成一个回路，所述地埋管换热器与冷凝器连接，所述地埋管换热器上连接有水泵。

2.如权利要求1所述的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特征在于，所述风机盘管置于对应的电池柜内底部。

3.如权利要求2所述的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特征在于，所述电池柜的底部设置有单层百叶，所述单层百叶与风机盘管的进风口连接。

4.如权利要求2所述的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特征在于，所述电池柜的底部隔板上设置有双层百叶，所述双层百叶通过风管与风机盘管的出风口连接。

5.如权利要求2所述的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特征在于，所述电池柜的顶部设有网格板。

6.如权利要求1所述的用于储能电池集装箱的地源热泵空调装置，其特征在于，所述地埋管换热器为U型地埋管换热器。

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