KR102058161B1 - Air conditioning system for energy storage system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에너지 저장 시스템(ESS) 컨테이너 내부에서 배터리의 온도 편차를 줄일 수 있는 공조 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an air conditioning system that can reduce the temperature variation of a battery inside an ESS container.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)은 원하는 시간에 전력을 생산하기 어려운 태양광, 풍력 등의 신재생 에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있게 하는 시스템이다. 특히, 에너지 저장 시스템은 스마트 그리드와 같은 차세대 전력망을 구현하기 위한 핵심 구성요소에 해당한다. Energy Storage System (ESS) is a system that saves renewable energy such as solar power and wind power, which is difficult to produce power at desired time, and makes it available at the required time. In particular, energy storage systems are key components for implementing next-generation power grids such as smart grids.
도1을 참고하면, 에너지 저장 시스템(10)은 다수 개의 배터리랙(12)으로 구성되어 있으며, 생산된 전력은 배터리랙의 배터리에 저장된다. 화학적 특성을 갖는 배터리는 제한적인 운용온도 범위로 인해서 배터리 운용(충전 또는 방전)에 많은 제한을 받는다. 즉, 배터리는 온도에 민감하기 때문에 운용온도를 초과하거나 미만인 경우 내부적으로 열화, 조직 변형 등의 큰 손상을 받으며 수명이 급격하게 감소하고 배터리의 특징이 변경될 수 있다. 따라서 에너지 저장 시스템은 배터리의 온도를 일정 범위 내로 유지하기 위해서 냉각팬과 같은 공조설비(18)를 구비하고 있다. Referring to Figure 1, the
통상적인 에너지 저장 시스템(10)은 배터리를 보호하기 위해서 밀폐형 컨테이너(16)의 내부에 다수 개의 배터리를 보관해서 운용한다. 따라서 에너지 저장 시스템은 배터리의 열을 외부로 방출하기 어려운 구조를 갖고 있고, 이로 인해 공조설비(18)를 운용하기 위해서 많은 전력 비용이 소요된다. The conventional
또한, ESS 시스템에서 배터리의 온도 편차는 배터리의 국부적인 성능 열화를 초래하고 전체 시스템의 성능을 저하시킨다. 따라서 ESS 시스템에서 배터리의 온도 편차를 작게할 필요가 있다. In addition, temperature variation of the battery in the ESS system results in local degradation of the battery and degrades the performance of the overall system. Therefore, it is necessary to reduce the temperature variation of the battery in the ESS system.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 배터리들의 온도 편차를 줄일 수 있는 ESS 컨테이너 공조 시스템을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and to provide an ESS container air conditioning system that can reduce the temperature variation of the batteries.
또한, 본 발명은 냉각 효율을 높일 수 있는 ESS 컨테이너 공조 시스템을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide an ESS container air conditioning system that can increase the cooling efficiency.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent through the embodiments described below.
본 발명의 일 측면에 따른 ESS 공조 시스템은 배터리랙을 포함하는 컨테이너의 내부에 설치되는 ESS 공조 시스템으로서, 컨테이너의 일 면에 인접하게 위치하고 배터리랙을 통과하면서 가열된 공기를 흡입해서 냉각한 후 배출하는 공조부와, 배터리랙의 후면부에서 공조기의 흡입구까지 연결되며 배터리랙에서 배출된 가열된 공기가 공조부 방향으로 유동하는 폐쇄된 공기유로를 형성하는 격벽을 포함한다. An ESS air conditioning system according to an aspect of the present invention is an ESS air conditioning system installed inside a container including a battery rack, and is disposed adjacent to one side of a container to suck and heat heated air while passing through the battery rack, and then discharge it. The air conditioning unit and a partition wall connected to the inlet of the air conditioner from the rear portion of the battery rack and forming a closed air flow path in which the heated air discharged from the battery rack flows toward the air conditioning unit.
본 발명에 따른 ESS 공조 시스템은 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 컨테이너는 공조부가 위치하는 제1 측면과, 제1 측면에 비해 길게 형성되는 제2 측면을 포함하고, 격벽은 제1 측면에 대응하는 제1 격벽과, 제2 측면에 대응하고 제1 격벽과 연결되는 제2 격벽을 포함할 수 있다. The ESS air conditioning system according to the present invention may include one or more of the following embodiments. For example, the container includes a first side surface on which the air conditioning unit is located, and a second side surface formed longer than the first side surface, and the partition wall corresponds to the first side wall and the second side surface. It may include a second partition wall connected to the first partition wall.
배터리랙은 일정한 간격을 가지고 평행하게 위치하고, 토출구는 배터리랙 사이의 간격에 해당하는 폭을 가질 수 있다. The battery racks are positioned parallel to each other at regular intervals, and the discharge port may have a width corresponding to the interval between the battery racks.
공조기의 풍량은 배터리랙의 총풍량에 비해 크게 형성될 수 있다. The air volume of the air conditioner may be larger than the total air volume of the battery rack.
공조부는 냉각된 공기를 상향 배출하고, 컨테이너의 바닥면에서 일정한 높이를 가지고 위치해서 공조기에서 배출되는 냉각된 공기가 유동할 수 있는 하부공기유로를 형성하고, 하부공기유로를 유동하는 냉기가 배터리랙으로 배출될 수 있게 하는 토출구를 구비하는 바닥부를 더 포함할 수 있다. 또한, 공조부는 컨테이너의 천정부에 설치되어 냉각된 공기를 하향 배출할 수 있다. The air conditioning unit discharges the cooled air upwards, forms a lower air passage through which the cooled air discharged from the air conditioner can flow by being positioned at a constant height at the bottom of the container, and the cold air flowing through the lower air passage flows into the battery rack. It may further include a bottom having a discharge port to be discharged to. In addition, the air conditioning unit may be installed in the ceiling of the container to discharge the cooled air downward.
본 발명은 배터리들의 온도 편차를 줄일 수 있는 ESS 컨테이너 공조 시스템을 제공할 수 있다. The present invention can provide an ESS container air conditioning system that can reduce the temperature variation of the batteries.
또한, 본 발명은 냉각 효율을 높일 수 있는 ESS 컨테이너 공조 시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide an ESS container air conditioning system that can increase the cooling efficiency.
도 1은 종래의 ESS용 컨테이너에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템의 내부 구조를 예시하는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템 내부 구조를 예시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템에 대한 3차원 모델링에 대한 도면이다.
도 5는 도 4에서 컨테이너 내부의 공기 흐름을 예시하는 도면이다.
도 6은 도 4에서 컨테이너 내부의 배터리랙의 온도 분포를 나타내는 도면이다. 1 is a view of a conventional container for an ESS.
2 is a front view illustrating the internal structure of the ESS container air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view illustrating the internal structure of the ESS container air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for three-dimensional modeling of the ESS container air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating the air flow inside the container in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a temperature distribution of a battery rack in a container in FIG. 4.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing the present invention with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicates thereof. The description will be omitted.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)을 예시하는 정면도 및 평면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)에 대한 3차원 모델링에 대한 도면이다. 참고로, 도 2 내지 도 4에서 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다. 2 and 3 are front and top views illustrating an ESS container
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)은 직육면체 형상을 갖는 ESS 컨테이너(110)의 내부에 형성되어서 컨테이너(110) 내부의 배터리랙(140)에 구비된 배터리들의 온도를 일정 범위 내로 유지하고 온도 편차를 줄이는 역할을 한다. 2 to 4, the ESS container
컨테이너(110)는 내부에 빈 공간이 형성된 직육면체 형상을 갖는다. 즉, 컨테이너(110)는 바닥면(111) 및 상면(112), 상호 대향하는 두 개의 제1 측면(114) 및 제2 측면(116)을 구비한다. 컨테이너(110)의 내부에는 다수 개의 배터리랙(140) 및 배전반(130), 공조부(120), 바닥부(160) 및 격벽(150)이 구비되어 있다. The
공조부(120)는 컨테이너(110) 내부를 냉각해서 배터리랙(140)에 구비된 다수 개의 배터리를 일정 온도로 유지하고 그 온도 편차가 일정치 이내로 유지될 수 있게 한다. 공조부(120)는 컨테이너(110)의 내부에 하나가 구비될 수 있으며, 그 위치는 하나의 제1 측면(114)에 인접하거나 밀착되어 위치할 수 있다. The
물론, 본 발명은 공조부(120)의 개수 및 그 위치에 의해서 제한되지 않는다. 따라서 본 발명은 다른 실시예에서 공조부는 2개 이상 구비될 수 있다. Of course, the present invention is not limited by the number and position of the
공조부(120)를 통해서 배출된 냉각된 공기는 바닥부(160)와 바닥면(111) 사이에 형성된 하부공기유로(164)를 통해서 컨테이너(110)의 길이 방향 전체로 송풍된다. 그리고 배터리랙(140)을 통과하면서 가열된 공기는 상승해서 격벽(150)에 의해 형성된 공기유로(156)를 통해서 공조부(120)로 유입된다. 따라서 도 2를 참고하면, 공조부(120)에 의해서 컨테이너(110) 내부의 공기는 전체적으로 시계 방향으로 유동함을 알 수 있다. The cooled air discharged through the
공조부(120)는 가열된 공기가 흡입되는 흡입구(122)와 냉각된 공기가 배출되는 배출구(124)를 구비한다. The
공조부(120)는 미도시된 압축기, 증발기, 팬(fan) 등을 구비한 일반적인 공조장치에 해당할 수 있다. 이와 같은 구성의 공조장치는 일반적인 기술에 해당하기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The
공조부(120)는 냉각된 공기를 토출할 수 있는 능력에 해당하는 풍량(CMM)을 갖는다. 공조부(120)의 풍량은 배터리에 구비된 각각의 냉각팬(도시하지 않음)의 총풍량과 동일하거나 다소 크게 형성될 수 있다. 이는, 배터리에 구비된 각각의 냉각팬의 흡인력에 의해서 배터리랙(140)을 통과한 가열된 공기가 공조부(120) 방향으로 흡입되지 않고 배터리랙(140)의 틈새공간으로 역류하여 배터리랙(140)의 타측면(144)으로 재유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이와 같이 공조부(120)의 풍량을 배터리랙(140)의 총풍량에 비해 크게 함으로써 각 배터리간의 온도편차를 줄이고 냉각효율을 높일 수 있다.The
배터리랙(140)은 다수 개의 배터리들의 집합체인 배터리 모듈에 해당한다. 본 실시예에 따른 ESS 컨테이너(110)의 내부에는 4개의 배터리랙(140)이 일정한 간격을 가지고 구비되어 있다. 즉, 한 쌍의 배터리랙(140)은 컨테이너(110)의 제2 측면(116)에 평행하게 위치한다. 또한, 배터리랙(140)은 컨테이너(110)의 길이 방향에 대해 좌우 대칭으로 배치된다. The
배터리랙(140)의 일측면(142)과 제2 측면(116) 사이에는 일정한 간격이 형성되어 있는데, 그 간격을 통해서 배터리들 사이를 통과하면서 가열된 공기가 상승하게 된다. 즉, 배터리랙(140)의 일측면(142)과 컨테이너(110)의 제2 측면(116) 사이에 형성된 간격은 가열될 공기가 상승 유동할 수 있는 통로를 제공한다. A constant gap is formed between one
배터리랙(140)은 바닥부(160)의 상면에 위치한다. 따라서 배터리랙(140)은 컨테이너(110)의 바닥면(111)에 대해 일정한 높이를 갖고 위치한다. 바닥부(160)의 토출구(162)를 통해서 배출된 냉각된 공기는 상호 대향하는 배터리랙(140)의 타 측면(144) 사이에 공간을 통해서 상승하면서 각 배터리들 사이로 유입된다. 상호 대향하는 배터리랙(140) 사이의 간격(a)은 토출구(162)의 폭과 동일할 수 있다. The
길이 방향으로 배치된 한 쌍의 배터리랙(140) 사이에는 배전반(130)이 위치한다. 배전반(130)의 높이는 배터리랙(140)의 높이에 비해 동일하거나 크지 않게 형성될 수 있다. 이는, 배전반(130)의 높이가 배터리랙(140)에 비해서 높은 경우, 가열된 공기의 흐름이 배전반(130)에 의해서 저하되어 배터리들 사이의 온도 편차가 심해지기 때문이다. The
본 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)에서 배전반(130)은 배터리랙(140)의 사이에 위치하는 것으로 예시되어 있지만, 본 발명은 배전반(130)의 위 치 및 존재 여부에 의해서 제한되지 않는다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에서는 배전반이 존재하지 않거나 또는 배전반이 배터리랙(140)의 사이가 아닌 컨테이너(110)의 끝 부분에 위치할 수 있다. In the ESS container
배터리랙(140)의 상면에서 내부를 향하는 타측면(144)의 상부에는 절곡된 형상의 격벽(150)이 위치한다. 격벽(150)은 컨테이너(110)의 제2 측면(116) 및 상면(112) 그리고 배터리랙(140)의 상면, 배전반(130)의 상면과 함께 폐쇄된 공기 유로에 해당하는 공기유로(156)를 형성한다. 공기유로(156)를 통해서 배터리랙(140)을 통과하면서 가열된 공기가 공조부(120)로 유입된다. On the upper side of the
본 실시예에서 격벽(150)은 직사각 형상을 갖는 플레이트(plate)인 것으로 예시하였지만, 본 발명은 격벽(150)의 형상, 크기 및 재질에 의해서 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)에서 격벽은 곡면을 형성되거나 또는 얇은 합성 수지 필름에 의해서 형성되어 일정한 형상을 갖지 않을 수 있다. 또한, 격벽(150)은 배터리랙(140)에 대해 평행하게 배치되지 않을 수도 있다. In the present embodiment, the
배터리랙(140)에 구비된 다수 개의 배터리는 냉각팬(도시하지 않음)을 구비한다. 각각의 냉각팬은 바닥부(160)의 토출구(162)를 통해서 유입된 냉각된 공기를 유입해서 냉각한 후 컨테이너(110)의 제2 측면(116) 방향으로 배출한다. 위에서도 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)은 배터리 냉각팬의 총풍량에 비해서 공조부(120)의 풍량을 크게 한 것을 특징으로 한다. 본 실시예에 따른 컨테이너(110)는 동일한 크기를 갖는 4개의 배터리랙(140)이 일정한 간격을 가지고 배치되어 있는 것으로 예시되어 있지만, 본 발명은 배터리랙(140)의 형상, 크기 및 배치 구조에 의해서 제한되지 않는다. A plurality of batteries provided in the
격벽(150)은 배터리랙(140) 및 배전반(130)의 상부에 위치하면서 공기유로(156)를 형성한다. 격벽(150)은 길이가 긴 제1 격벽(152)과, 제1 격벽(152)에 대해 수직으로 연결된 제2 격벽(154)으로 이루어진다. The
제1 격벽(152) 및 제2 격벽(154)의 높이는 배터리랙(140)의 상면에서 컨테이너(110)의 상면(112)까지 연결될 수 있게 형성된다. 그리고 제1 격벽(152)은 컨테이너(110)의 제2 측면(116)에 평행하게 위치하는 두 개의 배터리랙(140) 중에서 공조부(120)에서 멀게 위치하는 배터리랙(140)에서 공조부(120)까지의 연결될 수 있는 길이를 가질 수 있다. 또한, 제2 격벽(154)은 배터리랙(140)의 타측면(144)에서 컨테이너(110)의 제2 측면(116)에 연결될 수 있는 길이를 가질 수 있다. The heights of the first and
이와 같이 격벽(150)은 배터리랙(140)의 상부에 위치하면서 배터리랙(140)을 통과하면서 상승한 가열된 공기가 공조부(120)로 유입될 수 있는 밀폐된 통로에 해당하는 공기유로(156)를 형성한다. 따라서 격벽(150)에 의해서, 배터리랙(140)을 통과하면서 가열된 공기가 상승한 후 공조부(120)로 유입되지 않고 중앙 통로측(즉, 토출구(162)의 상부)으로 재유입되면서 혼합되어 온도가 상승한 공기가 배터리랙(140)으로 재유입되는 문제를 해결할 수 있다. 결과적으로, 격벽(150)에 의해서 배터리랙(140)을 통과하면서 가열된 공기는 모두 공조부(120)로 유입되고, 바닥부(160)의 토출구(162)를 통해서 배출된 냉각된 공기는 가열된 공기와 혼합되지 않고 배터리랙(140)의 상단부까지 공급될 수 있으며, 이로 인해 ESS 컨테이너의 냉각 효율을 높이고 배터리랙(140)의 온도 편차를 줄일 수 있게 된다. As such, the
바닥부(160)는 배터리랙(140)이 컨테이너(110)의 바닥면(111)에서 일정한 높이를 가지고 위치할 수 있도록 한다. 바닥부(160)와 컨테이너(110)의 바닥면(111) 그리고 제1 측면(114) 및 제2 측면(116)의 일부는 하부공기유로(164)를 형성한다. 하부공기유로(164)는 공조부(120)에서부터 컨테이너(110)의 길이 방향 전체에 걸쳐서 형성되어 있다. The bottom 160 allows the
바닥부(160)의 중앙에는 냉각된 공기가 컨테이너(110)의 내부로 배출될 수 있는 토출구(162)가 형성되어 있다. 토출구(162)는 다공판에 구비된 다수 개의 홀(hole)에 의해서 형성되어 있다. 그리고 토출구(162)는 전체적으로 직사각형 형상을 가질 수 있다. 도 3을 참고하면, 토출구(162)는 공조부(120)에서 시작해서 공조부(120)에서 멀게 위치하는 배터리랙(140)끝부분 이상의 길이를 가질 수 있다. 또한, 토출구(162)의 폭은 상호 대향하는 배터리랙(140)의 타측면(144) 사이의 간격(a)에 해당할 수 있다. In the center of the bottom 160, a
이와 같이, 토출구(162)가 배터리랙(140) 사이의 간격(a)에 대응하는 폭을 갖도록 그 크기를 확대함으로써 토출구(162)를 통해 배출된 냉각된 공기가 하부의 배터리랙(140)에 용이하게 유입되도록 할 수 있다. 따라서 토출구(162)의 간격이 a에 비해서 작은 경우 토출구(162)에서 배출되는 냉각된 공기의 유속이 빨라서 배터리랙(140)의 하부로는 직접 공급되지 못하고 컨테이너(110)의 상면(112)까지 상승한 후 재순환되어 배터리랙(140)의 하부로 유입되는 문제점을 해결할 수 있다. In this way, by expanding the size of the
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참고하면서 본 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100) 내부의 공기 유동 및 온도 분포에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, the air flow and the temperature distribution in the ESS container
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESS 컨테이너 공조 시스템(100)에 대한 3차원 모델링에 대한 도면이다. ESS용 컨테이너(110)는 길이 방향에 대해서 좌우 대칭이므로 실제 해석에서는 반쪽의 공간에 대해서만 수행한다. 그리고 도 5는 도 4에서 컨테이너(110) 내부의 공기 흐름을 예시하는 도면이고, 도 6은 도 4에서 컨테이너(110) 내부의 배터리랙(140)의 온도 분포를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram for three-dimensional modeling of the ESS container
도 4 내지 도 6을 참고하면, 배터리랙(140)의 상부에 ㄱ 형상을 갖는 격벽(150)을 설치해서 가열된 공기의 폐쇄된 유로에 해당하는 공기유로(156)를 형성한다. 이와 같이 격벽(150)을 형성함으로써 배터리랙(140)을 통과한 가열된 공기가 중앙 통로 방향으로의 재순환을 방지해서 배터리랙(140)의 흡입공기 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 4 to 6, an
전산유체해석에서 배터리의 총발열량은 52kW, 공조부(120)가 토출하는 냉각된 공기 온도는 15℃, 공조기 풍량 138CMM, 배터리 냉각팬 총풍량 138CMM, 토출구(162)에 의한 균일 유속을 조건으로 해석하였다. In the computational fluid analysis, the total calorific value of the battery is 52 kW, the cooled air temperature discharged by the
상기와 같은 조건에서 컨테이너(110) 내부의 공기 흐름을 해석한 결과, 바닥부(160)의 토출구(162)를 확대함으로써 배터리랙(140)의 하부로 냉각된 공기가 용이하게 유입됨을 알 수 있다. 그리고 배전반(130) 앞의 토출구(162)에서 나오는 냉각된 공기는 컨테이너(110)의 상면(112)으로 흘러서 양측 끝단의 배터리랙1과 배터리랙2 공간까지 흘러가지만 체공시간이 크지 않아서 온도 상승은 발견되지 않는다. 또한, 격벽(150)에 의해서 배터리랙(140)을 통과한 가열된 공기가 중앙 통로 방향으로 재순환되는 것을 방지할 수 있다. As a result of analyzing the air flow inside the
배터리랙(140)의 온도 분포는 최고 온도가 22℃로서 최저온도(공조부(120) 배출온도 15℃)에 비해서 약 7℃ 이상 상승한 것으로 해석된다. 이와 같은 온도 편차는 격벽(150)이 없는 경우에 비해서 축소된 것으로 허용 범위 내에 있는 것으로 판단된다. The temperature distribution of the
이상에서는 공조부(120)에서 배출된 냉각된 공기가 컨테이너(110)의 하부에 형성된 하부공기유로(164)를 통해서 상향 배출되는 것으로 예시하였지만, 본 발명은 냉각된 공기가 컨테이너(110)의 상부에서 하강하는 구조도 포함할 수 있다. 즉, 공조부(120)에서 토출된 냉각된 공기가 컨테이너(110)의 상부 중앙에서 컨테이너(110)의 길이 방향 전체에 걸쳐서 하향 토출되어 배터리랙(140)으로 유입될 수 있다. 물론, 배터리랙(140)의 상부에는 격벽(150)이 형성되어 도 2 내지 도 3을 통해서 설명한 실시예와 같은 폐쇄된 공기유로(156)를 형성할 수 있다. In the above, the cooling air discharged from the
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to an embodiment of the present invention, those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that modifications and variations can be made.
100: ESS 공조 시스템
110: 컨테이너 120: 공조부
130: 배전반 140: 배터리랙
150: 격벽 152: 제1 격벽
154: 제2 격벽 156: 공기유로
160: 바닥부 162: 토출구
164: 하부공기유로100: ESS air conditioning system
110: container 120: air conditioning unit
130: switchboard 140: battery rack
150: partition 152: first partition
154: second bulkhead 156: air flow path
160: bottom portion 162: discharge port
164: lower air flow path
Claims (3)
상기 컨테이너(110)는 제1 측면(114) 및 제2 측면(116)과, 바닥면(111)에서 일정 높이를 갖고 형성된 바닥부(160)를 구비하고,
상기 제1 측면(114)에 인접하게 위치하고 상기 배터리랙(140)을 통과하면서 가열된 공기를 흡입해서 냉각한 후 배출하는 공조부(120);
상기 배터리랙(140)의 상부에 위치하면서 상기 컨테이너(110)의 상면까지 연장되고 상기 컨테이너(110)의 내측면과 함께 공기유로(156)를 형성하는 격벽(152, 154); 및
상기 바닥부(160)에 형성되어서 상기 공조부(120)에서 배출된 냉각 공기가 배출되는 토출구(162)를 포함하고,
상기 배터리랙(140)에서 배출된 가열된 공기는 그 일측면(142)과 상기 제2 측면(116) 사이에 형성된 간격을 통해서 상승해서 상기 공기유로(156)로 유입된 후 상기 공조부(120)로 유입되며,
상기 배터리랙(140)은 일정한 간격을 가지고 상호 평행하게 위치하고,상기 토출구(162)는 상기 배터리랙(140) 사이의 간격에 해당하는 폭을 갖고,
상기 공조부(120)의 풍량은 상기 배터리랙(140)의 총풍량에 비해서 크게 형성되는 ESS 컨테이너 공조시스템.
An ESS air conditioning system installed in the container 110 including the battery rack 140,
The container 110 includes a first side 114 and a second side 116 and a bottom 160 formed at a predetermined height on the bottom 111.
An air conditioning unit (120) positioned adjacent to the first side (114) and sucking and cooling heated air while passing through the battery rack (140);
Partition walls 152 and 154 positioned on the battery rack 140 and extending to an upper surface of the container 110 and forming an air passage 156 together with an inner surface of the container 110; And
It is formed in the bottom 160 and comprises a discharge port 162 for discharging the cooling air discharged from the air conditioning unit 120,
The heated air discharged from the battery rack 140 rises through a gap formed between one side 142 and the second side 116 and flows into the air passage 156, and then the air conditioning unit 120. ),
The battery rack 140 is positioned parallel to each other with a predetermined interval, the discharge port 162 has a width corresponding to the interval between the battery rack 140,
The air volume of the air conditioning unit 120 is larger than the total air volume of the battery rack 140 ESS container Air conditioning system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180073780A KR102058161B1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Air conditioning system for energy storage system |
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KR1020180073780A KR102058161B1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Air conditioning system for energy storage system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR102058161B1 true KR102058161B1 (en) | 2019-12-20 |
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ID=69062728
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KR1020180073780A KR102058161B1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Air conditioning system for energy storage system |
Country Status (1)
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KR (1) | KR102058161B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102212492B1 (en) * | 2020-08-18 | 2021-02-05 | 주식회사 티알에스 | ESS storage installation unit |
WO2021137634A1 (en) * | 2020-01-03 | 2021-07-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Power storage device and power storage system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101706435B1 (en) * | 2014-12-30 | 2017-02-14 | 주식회사 포스코아이씨티 | Power Conditioning System adopting Heat Gas Separating Structure |
-
2018
- 2018-06-27 KR KR1020180073780A patent/KR102058161B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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