CN220604792U - 一种储能设备热管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种储能设备热管理系统，包括冰蓄冷外循环系统、内循环供冷系统、换热器和储能设备；内循环供冷系统包括冷却水循环泵、集水器、分水器和压差控制组件；冰蓄冷外循环系统包括双工况主机、乙二醇循环泵组和蓄冰装置，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。本实用新型的系统可以灵活采用不同的工作模式，兼具安全性与经济性，属于热平衡管理系统技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及热平衡管理系统，具体涉及一种储能设备热管理系统。
背景技术
从电力系统角度看，储能系统的应用场景可分为发电侧、输配电侧和用户侧三大场景，发电侧主要用于平滑新能源发电，平滑新能源输出，联合调频等；输配电侧主要用于缓解线路阻塞、为配电设备提供支持和省级；用户侧主要用于削峰填谷电价套利、光伏+储能、通信基站备用电源、数据中心备用电源，以及构建微电网等。电化学电池储能技术也因为在技术性能和寿命等因素上的综合相对优越性而获得普遍应用，成为主流趋势，在风能、光伏发电等新能源消纳、电网辅助服务调峰调频、供电可靠性运行等方面，电化学电池储能系统都发挥着不可替代的作用。
然而，电化学电池储能系统在热安全性和温度调节控制方面的要求较高，因此为了保证电力系统的安全可靠运行，储能系统首先要解决自身的安全技术问题和提高热控制水平，不管哪种应用领域都需要对储能系统进行热管理，防止储能系统热失控而导致的燃烧或爆炸事故的发生。另外，随着储能系统的发展，其输出功率不断增加，散热需求越来越大，为散热所耗能的能源也越来越多，热管理的经济性也成为制约储能技术发展的重要影响因素。
因此，需要对已有的热管理系统进行改进，从而保证电化学储能系统的热管理能力，提升系统运行的经济性和安全性。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种运行经济安全的储能设备热管理系统。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种储能设备热管理系统，包括冰蓄冷外循环系统、内循环供冷系统、换热器和储能设备；
内循环供冷系统包括冷却水循环泵、集水器、分水器和压差控制组件，分水器、储能设备、集水器和换热器依次连接形成内循环供冷回路，冷却水循环泵设置于内循环供冷回路中以驱动内循环供冷回路中的冷却水流动，分水器的出口端和集水器的入口端分别连接储能设备，压差控制组件设置于分水器的入口端和集水器的出口端之间；
冰蓄冷外循环系统包括双工况主机、乙二醇循环泵组和蓄冰装置，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。
采用这种结构后，主机单独供冷循环回路中，双工况主机给内循环供冷系统散热；融冰供冷循环回路中，蓄冷装置给内循环供冷系统散热；单独制冰循环回路中，双工况主机供给蓄冷装置制冷。通过调节系统中的各阀门，可以使上述三个循环回路流通或者断开，这样可以使系统中一个循环回路单独工作或者两个循环回路叠加工作，使系统在不同使用工况选择合适的工作模式，以提高系统的经济性和安全性。
作为一种优选，压差控制组件包括压差控制支管、内循环压差传感器和压差控制阀门，压差控制支管的两端分别连通分水器的入口端和集水器的出口端，压差控制阀门设置于压差控制支管上，内循环压差传感器用于检测压差控制支管两端的压差。
作为一种优选，冰蓄冷外循环系统还包括第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第一支路和第二支路的一端，第一支路的另一端连接第三支路和第四支路的一端，第三支路的另一端连接第五支路和第六支路的一端，第五支路和第六支路的另一端均连接第七支路的一端，第七支路的另一端连接第八支路和第九支路的一端，第九支路的另一端连接第十支路的一端，第十支路的另一端连接双工况机组的输入端管路；第二支路的另一端连接第十支路的一端；第四支路的另一端连接第十一支路的一端，第十一支路的另一端连接双工况机组的输入端管路；第四支路的另一端还连接第八管路的另一端；
第十支路流经换热器，第六支路流经蓄冷装置，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第九支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第一阀门，第一支路上设有第六阀门，第二支路上设有第七阀门，第四支路上设有第八阀门，第五支路上设有第三阀门，第六支路上设有第二阀门，第八支路上设有第五阀门，第九支路上设有第四阀门；第三支路上设有第一温度传感器，第七支路上设有第二温度传感器，第十支路上设有第三温度传感器，双工况主机的输入端管路上设有第四温度传感器。
作为一种优选，冰蓄冷外循环系统还包括第十二支路、第十三支路、第十四支路、第十五支路和第十六支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
第十二支路的两端分别连接双工况主机的输出端管路和输入端管路，第十三支路的一端连接双工况主机的输出端管路，第十三支路的另一端连接第十四支路的一端和第十五支路的一端，第十四支路的另一端和第十五支路的另一端均连接第十六支路的一端，第十六支路的另一端连接双工况主机的输入端管路；
第十二支路流经蓄冰装置，第十五支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第十五支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第九阀门，第十二支路上设有第十阀门，第十三支路上设有第十二阀门，第十四支路上设有第十一阀门；第十二支路上还设有第五温度传感器、第六温度传感器和第一压力传感器，第五温度传感器和第六温度传感器分别用于检测蓄冰装置两侧的温度。
作为一种优选，冰蓄冷外循环系统还包括第十七支路、第十八支路、第十九支路、第二十支路、第二十一支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第十七支路和第十八支路的一端，第十七支路和第十八支路的另一端均连接第十九支路的一端，第十九支路的另一端分别连接第二十支路和第二十一支路的一端，第二十支路和第二十一支路的另一端均连接双工况主机的输入端管路；
第二十一支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上；
双工况主机的输出端管路上设有第十三阀门，第十七支路上设有第十五阀门，第十八支路上设有第十四阀门，第二十支路上设有第十七阀门，第二十一支路上设有第十六阀门；双工况主机的输出端管路上还设有第七温度传感器，第十九支路上还设有第八温度传感器，双工况主机的输入端管路上设有第九温度传感器。
作为一种优选，冰蓄冷外循环系统还包括第二十二支路、第二十三支路、第二十四支路、第二十五支路、第二十六支路、第二十七支路、第二十八支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第二十二支路和第二十三支路的一端，第二十二支路和第二十三支路的另一端均连接第二十四支路的一端，第二十四支路的另一端连接第二十五支路和第二十六支路的一端，第二十五支路的另一端连接第二十七支路和第二十八支路的一端，第二十七支路和第二十八支路均连接双工况主机的输入端管路；第二十六支路的另一端连接双工况主机的输入端管路；
第二十七支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第二十七支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第十八阀门，第二十二支路上设有第十九阀门，第二十三支路上设有第二十阀门，第二十五支路上设有第二十一阀门，第二十六支路上设有第二十二阀门；双工况主机的输出端管路上还设有第十温度传感器，第二十四支路上设有第十一温度传感器，第二十七支路上设有第十二温度传感器。
作为一种优选，内循环供冷系统还包括基载冷冻水泵和基载冷水机组，基载冷冻水泵的输出端连接基载冷水机组的输入端，基载冷冻水泵的输入端连接集水器，基载冷水机组的输出端连接分水器。
作为一种优选，冰蓄冷外循环系统还包括膨胀水箱，膨胀水箱连接在双工况主机的输入端管路上。
作为一种优选，蓄冰装置包括蓄冰盘管和盘管压差传感器，盘管压差传感器用于检测蓄冰盘管的两端的压差。
作为一种优选，储能设备包括多个并联设置的电化学储能方舱。
本系统可以根据电力电网实际负荷情况和储能设备的实际换热需求，通过调节冰蓄冷外循环系统中各阀门的状态来切换不同的工作模式，以满足不同的使用工况。
本系统主要有5种工作模式：
1、双工况主机制冰模式：在设计日低谷电时段开启双工况主机制冰，双工况主机全日负荷用于供给蓄冰系统制冰，内循环供冷系统中，内循环供冷回路的冷却水自然循环散热可以满足储能方舱的制冷需求。
2、双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式：双工况主机与蓄冰装置联合给内循环供冷系统供冷，根据电力电网实际负荷情况，通过调节各循环回路中的乙二醇流量，分配供冷比例。
3、融冰单独供冷模式：在设计日非低谷电时段不需开启主机制冷，内循环供冷系统散热需求由蓄冰装置来满足。
4、主机单独供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷用于供给内循环供冷系统。
5、主机制冰兼供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷同时供给内循环供冷系统散热及蓄冰装置制冰。
总的说来，本实用新型具有如下优点：
1）本实用新型采用了冰蓄冷外循环系统和内循环供冷系统，热负荷较小时，内循环供冷系统可以通过自然循环为储能设备散热，可以降低能耗。
2）本实用新型的冰蓄冷外循环系统，利用谷电进行蓄冰装置的蓄冰，将冷量储存在蓄冰装置中，当峰电时，将蓄冰装置储存的冷量通过乙二醇的循环输送至换热器，通过内循环供冷系统，将冷却液输送进入储能方舱内，为各个温控装置供应冷量，或是直接对储能方舱的内部空间整体降温，能极大的降低电费成本，大幅提高系统的经济性。
3）本实用新型的冰蓄冷外循环系统可以根据使用工况采用不同的工作模式，并根据散热需求来调节各循环回路中乙二醇的流量，为内循环供冷系统提供合适的供冷量，保证储能系统的安全性。
4）本实用新型可以平衡电网峰谷荷，合理利用电网峰谷电力差价，减缓电厂和输配电设施的建设和投资。
附图说明
图1为实施例一的一种储能设备热管理系统的结构示意图。
图2为实施例二的一种储能设备热管理系统的结构示意图。
图3为实施例三的一种储能设备热管理系统的结构示意图。
图4为实施例四的一种储能设备热管理系统的结构示意图。
图5为实施例一的系统在双工况主机制冰模式的循环示意图。
图6为实施例一的系统在双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式下的循环示意图。
图7为实施例一的系统在融冰单独供冷模式下的循环示意图。
图8为实施例一的系统在主机单独供冷模式下的循环示意图。
图9为实施例一的系统在主机制冰兼供冷模式下的循环示意图。
其中，1为冰蓄冷外循环系统，2为内循环供冷系统，3为换热器，4为储能设备。
201为冷却水循环泵，202为集水器，203为分水器，204为基载冷水机组，205为基载冷冻水泵。
101为双工况主机，102为蓄冰装置，103为初级乙二醇泵，104为次级乙二醇泵，105为膨胀水箱。
P0为内循环压差传感器，P1为盘管压差传感器，V0为压差控制阀门。V1~V22分别为第一阀门到第二十二阀门，T1~T16第一温度传感器~第十六温度传感器，F1为第一压力传感器，F2为第二压力传感器。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，一种储能设备热管理系统，包括冰蓄冷外循环系统1、内循环供冷系统2、换热器3和储能设备4；
内循环供冷系统包括冷却水循环泵201、集水器202、分水器203和压差控制组件，分水器、储能设备、集水器和换热器依次连接形成内循环供冷回路，冷却水循环泵设置于内循环供冷回路中以驱动内循环供冷回路中的冷却水流动，分水器的出口端和集水器的入口端分别连接储能设备，压差控制组件设置于分水器的入口端和集水器的出口端之间；
冰蓄冷外循环系统包括双工况主机101、乙二醇循环泵组和蓄冰装置102，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。
压差控制组件包括压差控制支管、内循环压差传感器和压差控制阀门，压差控制支管的两端分别连通分水器的入口端和集水器的出口端，压差控制阀门设置于压差控制支管上，内循环压差传感器用于检测压差控制支管两端的压差。
采用这种结构后，根据内循环压差传感器测出的压差值，再由压差控制器根据计算出的差值与预先设定值进行比较决定输出方式，以确定压差控制阀门是增加开度或减少开度，从而来调节水量，以平衡主机系统的水压力。具体工作原理为：在系统处于设计状态下，即分水器与集水器之间的压差在设计范围内时，压差控制阀门处于关闭状态，这时压差控制器两端接口处的压力差（又称用户侧供，回水压差）即是控制器的设定压差值。当用户端负荷变小后，供回水压差将会提高而超过设定值，在压差控制器的作用下，压差控制阀门将自动打开，由于压差控制阀门与用户端水系统并联，它的开度加大将使供回水压差减小直至达到预先设定值时才停止，集水器中部分水从压差控制阀门流过而直接进入分水器中，与用户侧回水混合后进入水泵和冷水机组，这样可以对通过储能设备端管路的水量进行控制。
冰蓄冷外循环系统还包括第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵103和次级乙二醇泵104；
双工况主机的输出端管路连接第一支路和第二支路的一端，第一支路的另一端连接第三支路和第四支路的一端，第三支路的另一端连接第五支路和第六支路的一端，第五支路和第六支路的另一端均连接第七支路的一端，第七支路的另一端连接第八支路和第九支路的一端，第九支路的另一端连接第十支路的一端，第十支路的另一端连接双工况机组的输入端管路；第二支路的另一端连接第十支路的一端；第四支路的另一端连接第十一支路的一端，第十一支路的另一端连接双工况机组的输入端管路；第四支路的另一端还连接第八管路的另一端；
第十支路流经换热器，第六支路流经蓄冷装置，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第九支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第一阀门V1，第一支路上设有第六阀门V6，第二支路上设有第七阀门V7，第四支路上设有第八阀门V8，第五支路上设有第三阀门V3，第六支路上设有第二阀门V2，第八支路上设有第五阀门V5，第九支路上设有第四阀门V4；第三支路上设有第一温度传感器T1，第七支路上设有第二温度传感器T2，第十支路上设有第三温度传感器T3，双工况主机的输入端管路上设有第四温度传感器T4。
冰蓄冷外循环系统还包括膨胀水箱105，膨胀水箱连接在双工况主机的输入端管路上。膨胀水箱可以在系统中的乙二醇容量减少时能够及时补液，保持系统稳定性。
蓄冰装置包括蓄冰盘管和盘管压差传感器P1，盘管压差传感器用于检测蓄冰盘管的两端的压差。
储能设备包括多个并联设置的电化学储能方舱。分水器直接将低温冷却水输送入储能方舱散热管路内，低温冷却水吸收储能方舱内的装置的热量后返回集水器。通过这种设置，能对整个储能方舱整体降温，提高降温的效率，更大程度地降低能耗。
双工况主机可以采用现有的制冷机组，数量可以为两组或两组以上，各个双工况主机的输入端均可以设有输入控制阀，各个双工况主机的输出端均设有输出控制阀，各个双工况主机的都与换热器连接，各个双工况主机能够同时进行制冷或是其中部分双工况主机制冷，其他双工况主机备用，提高制冷系统的制冷效率，同时便于双工况主机的检修。
换热器为板式换热器，板式换热器的数量为两组或两组以上，各个板式换热器的输入端管路都与初级乙二醇泵连接。通过设置两组或多组板式换热器，能加快冷量的输出效率，同时两个板式换热器液也可以一个工作，另一个备用，以便于板式换热器的检修。
冷却水循环泵设置于集水器的出口端与换热器之间，集水器的出口端与冷却水循环泵之间的管路上设有第十四温度传感器T14和第二压力传感器F2，分水器的出口端与换热器之间的管路上设有第十五温度传感器T15。
乙二醇循环泵组可以设置为两组或两组以上，能提高乙二醇的循环速度，也便于检修。
本系统主要有5种工作模式：
1、双工况主机制冰模式：在设计日低谷电时段开启双工况主机制冰，双工况主机全日负荷用于供给蓄冰系统制冰，内循环供冷系统中，内循环供冷回路的冷却水自然循环散热可以满足储能方舱的制冷需求。
2、双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式：双工况主机与蓄冰装置联合给内循环供冷系统供冷，根据电力电网实际负荷情况，通过调节各循环回路中的乙二醇流量，分配供冷比例。
3、融冰单独供冷模式：在设计日非低谷电时段不需开启主机制冷，内循环供冷系统散热需求由蓄冰装置来满足。
4、主机单独供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷用于供给内循环供冷系统。
5、主机制冰兼供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷同时供给内循环供冷系统散热及蓄冰装置制冰。
如图5所示，在双工况主机制冰模式下，双工况主机、第一支路、第三支路、第六支路、第七支路、第八支路、第十一支路依次连接形成单独制冰循环回路，双工况主机输出的冷量全负荷供给第六支路上的蓄冰装置制冰。
如图6所示，在双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式下，双工况主机、第二支路、第十支路依次连接形成主机单独供冷循环回路，双工况主机输出的冷量全负荷供给第十支路上的换热器；同时，第三支路、第六支路、第七支路、第九支路、第十支路依次连接形成融冰供冷循环回路，第六支路上的蓄冰装置将冷量输送给第十支路上的换热器，而第五支路、第八支路和第十一支路用于调节流量。
如图7所示，在融冰单独供冷模式下，双工况主机不启动，主机单独供冷循环回路上的阀门关闭，融冰供冷循环回路工作，内循环供冷系统散热需求完全由蓄冰装置来满足。
如图8所示，在主机单独供冷模式下，主机单独供冷循环回路工作，融冰供冷循环回路上的各阀门关闭，双工况主机全日负荷用于供给内循环供冷系统，内循环供冷系统散热需求完全由双工况主机来满足。
如图9所示，在主机制冰兼供冷模式下，单独制冰循环回路和主机单独供冷循环回路同时工作，双工况主机全日负荷同时供给内循环供冷系统散热及蓄冰装置制冰。
通过控制一部分阀门开启（全开），一部分阀门关闭，另一部分阀门处在开启和关闭之间的可调节状态，使系统可以在不同工作模式之间切换。
上述5个工作模式下各阀门的状态如下表1。
表1 实施例1的各工作模式下阀门状态
实施例二
一种储能设备热管理系统，包括冰蓄冷外循环系统、内循环供冷系统、换热器和储能设备；
内循环供冷系统包括冷却水循环泵、集水器、分水器和压差控制组件，分水器、储能设备、集水器和换热器依次连接形成内循环供冷回路，冷却水循环泵设置于内循环供冷回路中以驱动内循环供冷回路中的冷却水流动，分水器的出口端和集水器的入口端分别连接储能设备，压差控制组件设置于分水器的入口端和集水器的出口端之间；
冰蓄冷外循环系统包括双工况主机、乙二醇循环泵组和蓄冰装置，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。
压差控制组件包括压差控制支管、内循环压差传感器P0和压差控制阀门V0，压差控制支管的两端分别连通分水器的入口端和集水器的出口端，压差控制阀门设置于压差控制支管上，内循环压差传感器用于检测压差控制支管两端的压差。
如图2所示，冰蓄冷外循环系统还包括第十二支路、第十三支路、第十四支路、第十五支路和第十六支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
第十二支路的两端分别连接双工况主机的输出端管路和输入端管路，第十三支路的一端连接双工况主机的输出端管路，第十三支路的另一端连接第十四支路的一端和第十五支路的一端，第十四支路的另一端和第十五支路的另一端均连接第十六支路的一端，第十六支路的另一端连接双工况主机的输入端管路；
第十二支路流经蓄冰装置，第十五支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第十五支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第九阀门V9，第十二支路上设有第十阀门V10，第十三支路上设有第十二阀门V12，第十四支路上设有第十一阀门V11；第十二支路上还设有第五温度传感器T5、第六温度传感器T6和第一压力传感器F1，第五温度传感器和第六温度传感器分别用于检测蓄冰装置两侧的温度。
第十五支路上还设有第十三温度传感器T13和第十六温度传感器T16。
内循环供冷系统还包括基载冷冻水泵205和基载冷水机组204，基载冷冻水泵的输出端连接基载冷水机组的输入端，基载冷冻水泵的输入端连接集水器，基载冷水机组的输出端连接分水器。
蓄冰装置包括蓄冰槽。
储能设备包括多个并联设置的电化学储能方舱。
本系统可以根据电力电网实际负荷情况和储能设备的实际换热需求，通过调节冰蓄冷外循环系统中各阀门的状态来切换不同的工作模式，以满足不同的使用工况。
本系统主要有5种工作模式：
1、双工况主机制冰模式：在设计日低谷电时段开启双工况主机制冰，双工况主机全日负荷用于供给蓄冰系统制冰，内循环供冷系统中，内循环供冷回路的冷却水自然循环散热可以满足储能方舱的制冷需求。
2、双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式：双工况主机与蓄冰装置联合给内循环供冷系统供冷，根据电力电网实际负荷情况，通过调节各循环回路中的乙二醇流量，分配供冷比例。
3、融冰单独供冷模式：在设计日非低谷电时段不需开启主机制冷，内循环供冷系统散热需求由蓄冰装置来满足。
4、主机单独供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷用于供给内循环供冷系统。
5、主机制冰兼供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷同时供给内循环供冷系统散热及蓄冰装置制冰。
上述5个工作模式下各阀门的状态如下表2。
表2实施例2的各工作模式下阀门状态
实施例三
一种储能设备热管理系统，包括冰蓄冷外循环系统、内循环供冷系统、换热器和储能设备；
内循环供冷系统包括冷却水循环泵、集水器、分水器和压差控制组件，分水器、储能设备、集水器和换热器依次连接形成内循环供冷回路，冷却水循环泵设置于内循环供冷回路中以驱动内循环供冷回路中的冷却水流动，分水器的出口端和集水器的入口端分别连接储能设备，压差控制组件设置于分水器的入口端和集水器的出口端之间；
冰蓄冷外循环系统包括双工况主机、乙二醇循环泵组和蓄冰装置，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。
压差控制组件包括压差控制支管、内循环压差传感器和压差控制阀门，压差控制支管的两端分别连通分水器的入口端和集水器的出口端，压差控制阀门设置于压差控制支管上，内循环压差传感器用于检测压差控制支管两端的压差。
如图3所示，冰蓄冷外循环系统还包括第十七支路、第十八支路、第十九支路、第二十支路、第二十一支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第十七支路和第十八支路的一端，第十七支路和第十八支路的另一端均连接第十九支路的一端，第十九支路的另一端分别连接第二十支路和第二十一支路的一端，第二十支路和第二十一支路的另一端均连接双工况主机的输入端管路；
第二十一支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上；
双工况主机的输出端管路上设有第十三阀门V13，第十七支路上设有第十五阀门V15，第十八支路上设有第十四阀门V14，第二十支路上设有第十七阀门V17，第二十一支路上设有第十六阀门V16；双工况主机的输出端管路上还设有第七温度传感器T7，第十九支路上还设有第八温度传感器T8，双工况主机的输入端管路上设有第九温度传感器T9。
内循环供冷系统还包括基载冷冻水泵和基载冷水机组，基载冷冻水泵的输出端连接基载冷水机组的输入端，基载冷冻水泵的输入端连接集水器，基载冷水机组的输出端连接分水器。
冰蓄冷外循环系统还包括膨胀水箱，膨胀水箱连接在双工况主机的输入端管路上。
蓄冰装置包括蓄冰盘管和盘管压差传感器，盘管压差传感器用于检测蓄冰盘管的两端的压差。
储能设备包括多个并联设置的电化学储能方舱。
本系统可以根据电力电网实际负荷情况和储能设备的实际换热需求，通过调节冰蓄冷外循环系统中各阀门的状态来切换不同的工作模式，以满足不同的使用工况。
本系统主要有4种工作模式：
1、双工况主机制冰模式：在设计日低谷电时段开启双工况主机制冰，双工况主机全日负荷用于供给蓄冰系统制冰，内循环供冷系统中，内循环供冷回路的冷却水自然循环散热可以满足储能方舱的制冷需求。
2、双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式：双工况主机与蓄冰装置联合给内循环供冷系统供冷，根据电力电网实际负荷情况，通过调节各循环回路中的乙二醇流量，分配供冷比例。
3、融冰单独供冷模式：在设计日非低谷电时段不需开启主机制冷，内循环供冷系统散热需求由蓄冰装置来满足。
4、主机单独供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷用于供给内循环供冷系统。
上述4个工作模式下各阀门的状态如下表3。
表3实施例3的各工作模式下阀门状态
实施例四
一种储能设备热管理系统，包括冰蓄冷外循环系统、内循环供冷系统、换热器和储能设备；
内循环供冷系统包括冷却水循环泵、集水器、分水器和压差控制组件，分水器、储能设备、集水器和换热器依次连接形成内循环供冷回路，冷却水循环泵设置于内循环供冷回路中以驱动内循环供冷回路中的冷却水流动，分水器的出口端和集水器的入口端分别连接储能设备，压差控制组件设置于分水器的入口端和集水器的出口端之间；
冰蓄冷外循环系统包括双工况主机、乙二醇循环泵组和蓄冰装置，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。
压差控制组件包括压差控制支管、内循环压差传感器和压差控制阀门，压差控制支管的两端分别连通分水器的入口端和集水器的出口端，压差控制阀门设置于压差控制支管上，内循环压差传感器用于检测压差控制支管两端的压差。
如图4所示，冰蓄冷外循环系统还包括第二十二支路、第二十三支路、第二十四支路、第二十五支路、第二十六支路、第二十七支路、第二十八支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第二十二支路和第二十三支路的一端，第二十二支路和第二十三支路的另一端均连接第二十四支路的一端，第二十四支路的另一端连接第二十五支路和第二十六支路的一端，第二十五支路的另一端连接第二十七支路和第二十八支路的一端，第二十七支路和第二十八支路均连接双工况主机的输入端管路；第二十六支路的另一端连接双工况主机的输入端管路；
第二十七支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第二十七支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第十八阀门V18，第二十二支路上设有第十九阀门V19，第二十三支路上设有第二十阀门V20，第二十五支路上设有第二十一阀门V21，第二十六支路上设有第二十二阀门V22；双工况主机的输出端管路上还设有第十温度传感器T10，第二十四支路上设有第十一温度传感器T11，第二十七支路上设有第十二温度传感器T12。
内循环供冷系统还包括基载冷冻水泵和基载冷水机组，基载冷冻水泵的输出端连接基载冷水机组的输入端，基载冷冻水泵的输入端连接集水器，基载冷水机组的输出端连接分水器。
冰蓄冷外循环系统还包括膨胀水箱，膨胀水箱连接在双工况主机的输入端管路上。
蓄冰装置包括蓄冰盘管和盘管压差传感器，盘管压差传感器用于检测蓄冰盘管的两端的压差。
储能设备包括多个并联设置的电化学储能方舱。
本系统可以根据电力电网实际负荷情况和储能设备的实际换热需求，通过调节冰蓄冷外循环系统中各阀门的状态来切换不同的工作模式，以满足不同的使用工况。
本系统主要有5种工作模式：
1、双工况主机制冰模式：在设计日低谷电时段开启双工况主机制冰，双工况主机全日负荷用于供给蓄冰系统制冰，内循环供冷系统中，内循环供冷回路的冷却水自然循环散热可以满足储能方舱的制冷需求。
2、双工况主机与蓄冰装置联合供冷模式：双工况主机与蓄冰装置联合给内循环供冷系统供冷，根据电力电网实际负荷情况，通过调节各循环回路中的乙二醇流量，分配供冷比例。
3、融冰单独供冷模式：在设计日非低谷电时段不需开启主机制冷，内循环供冷系统散热需求由蓄冰装置来满足。
4、主机单独供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷用于供给内循环供冷系统。
5、主机制冰兼供冷模式：在设计日低谷电时段开启主机制冰，且主机全日负荷同时供给内循环供冷系统散热及蓄冰装置制冰。
上述5个工作模式下各阀门的状态如下表4。
表4 实施例4的各工作模式下阀门状态
上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种储能设备热管理系统，其特征在于：包括冰蓄冷外循环系统、内循环供冷系统、换热器和储能设备；
内循环供冷系统包括冷却水循环泵、集水器、分水器和压差控制组件，分水器、储能设备、集水器和换热器依次连接形成内循环供冷回路，冷却水循环泵设置于内循环供冷回路中以驱动内循环供冷回路中的冷却水流动，分水器的出口端和集水器的入口端分别连接储能设备，压差控制组件设置于分水器的入口端和集水器的出口端之间；
冰蓄冷外循环系统包括双工况主机、乙二醇循环泵组和蓄冰装置，双工况主机和换热器连接形成不经过蓄冷装置的主机单独供冷循环回路，蓄冰装置和换热器连接形成融冰供冷循环回路，双工况主机和蓄冰装置连接形成不经过换热器的单独制冰循环回路，乙二醇循环泵组用于驱动单独供冷循环回路、融冰供冷循环回路和单独制冰循环回路中的乙二醇流动。
2.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：压差控制组件包括压差控制支管、内循环压差传感器和压差控制阀门，压差控制支管的两端分别连通分水器的入口端和集水器的出口端，压差控制阀门设置于压差控制支管上，内循环压差传感器用于检测压差控制支管两端的压差。
3.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：冰蓄冷外循环系统还包括第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第一支路和第二支路的一端，第一支路的另一端连接第三支路和第四支路的一端，第三支路的另一端连接第五支路和第六支路的一端，第五支路和第六支路的另一端均连接第七支路的一端，第七支路的另一端连接第八支路和第九支路的一端，第九支路的另一端连接第十支路的一端，第十支路的另一端连接双工况机组的输入端管路；
第二支路的另一端连接第十支路的一端；
第四支路的另一端连接第十一支路的一端，第十一支路的另一端连接双工况机组的输入端管路；
第四支路的另一端还连接第八管路的另一端；
第十支路流经换热器，第六支路流经蓄冷装置，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第九支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第一阀门，第一支路上设有第六阀门，第二支路上设有第七阀门，第四支路上设有第八阀门，第五支路上设有第三阀门，第六支路上设有第二阀门，第八支路上设有第五阀门，第九支路上设有第四阀门；
第三支路上设有第一温度传感器，第七支路上设有第二温度传感器，第十支路上设有第三温度传感器，双工况主机的输入端管路上设有第四温度传感器。
4.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：冰蓄冷外循环系统还包括第十二支路、第十三支路、第十四支路、第十五支路和第十六支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
第十二支路的两端分别连接双工况主机的输出端管路和输入端管路，第十三支路的一端连接双工况主机的输出端管路，第十三支路的另一端连接第十四支路的一端和第十五支路的一端，第十四支路的另一端和第十五支路的另一端均连接第十六支路的一端，第十六支路的另一端连接双工况主机的输入端管路；
第十二支路流经蓄冰装置，第十五支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第十五支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第九阀门，第十二支路上设有第十阀门，第十三支路上设有第十二阀门，第十四支路上设有第十一阀门；
第十二支路上还设有第五温度传感器、第六温度传感器和第一压力传感器，第五温度传感器和第六温度传感器分别用于检测蓄冰装置两侧的温度。
5.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：冰蓄冷外循环系统还包括第十七支路、第十八支路、第十九支路、第二十支路、第二十一支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第十七支路和第十八支路的一端，第十七支路和第十八支路的另一端均连接第十九支路的一端，第十九支路的另一端分别连接第二十支路和第二十一支路的一端，第二十支路和第二十一支路的另一端均连接双工况主机的输入端管路；
第二十一支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上；
双工况主机的输出端管路上设有第十三阀门，第十七支路上设有第十五阀门，第十八支路上设有第十四阀门，第二十支路上设有第十七阀门，第二十一支路上设有第十六阀门；
双工况主机的输出端管路上还设有第七温度传感器，第十九支路上还设有第八温度传感器，双工况主机的输入端管路上设有第九温度传感器。
6.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：冰蓄冷外循环系统还包括第二十二支路、第二十三支路、第二十四支路、第二十五支路、第二十六支路、第二十七支路、第二十八支路，乙二醇循环泵组包括初级乙二醇泵和次级乙二醇泵；
双工况主机的输出端管路连接第二十二支路和第二十三支路的一端，第二十二支路和第二十三支路的另一端均连接第二十四支路的一端，第二十四支路的另一端连接第二十五支路和第二十六支路的一端，第二十五支路的另一端连接第二十七支路和第二十八支路的一端，第二十七支路和第二十八支路均连接双工况主机的输入端管路；第二十六支路的另一端连接双工况主机的输入端管路；
第二十七支路流经换热器，初级乙二醇泵设置于双工况主机的输入端管路上，次级乙二醇泵设置于第二十七支路上；
双工况主机的输出端管路上设有第十八阀门，第二十二支路上设有第十九阀门，第二十三支路上设有第二十阀门，第二十五支路上设有第二十一阀门，第二十六支路上设有第二十二阀门；
双工况主机的输出端管路上还设有第十温度传感器，第二十四支路上设有第十一温度传感器，第二十七支路上设有第十二温度传感器。
7.按照权利要求4或5所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：内循环供冷系统还包括基载冷冻水泵和基载冷水机组，基载冷冻水泵的输出端连接基载冷水机组的输入端，基载冷冻水泵的输入端连接集水器，基载冷水机组的输出端连接分水器。
8.按照权利要求3、5或6所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：冰蓄冷外循环系统还包括膨胀水箱，膨胀水箱连接在双工况主机的输入端管路上。
9.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：蓄冰装置包括蓄冰盘管和盘管压差传感器，盘管压差传感器用于检测蓄冰盘管的两端的压差。
10.按照权利要求1所述的一种储能设备热管理系统，其特征在于：储能设备包括多个并联设置的电化学储能方舱。
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