TWI789063B - 具有滅火系統的儲能櫃與其儲能單元儲存及滅火方法 - Google Patents

Abstract

一種具有滅火系統的儲能櫃與其儲能單元儲存及滅火方法，該儲能櫃包含：一櫃體，有一內底面；一置物架，底部與該內底面之間維持一距離，而在該櫃體中形成一容置空間；複數儲能單元；複數電線，儲存於該容置空間中；以及一滅火系統，包含複數噴頭；當其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭至少對該其中一儲能單元噴灑一滅火液體，且該滅火液體流入該容置空間而淹沒所述電線。藉此，除了可以快速滅火，同時，藉由該容置空間儲存該滅火液體以淹沒所述電線，還可以阻止火勢透過所述電線延燒到其他尚未著火的所述儲能單元，避免損失進一步的擴大。

Description

具有滅火系統的儲能櫃與其儲能單元儲存及滅火方法

本發明係關於一種儲能櫃與其儲能單元儲存及滅火方法，尤指一種具有滅火系統的儲能櫃與其儲能單元儲存及滅火方法。

受限於再生能源的間歇性問題，以及台灣電力股份有限公司的電力交易平台正式啟用，使得自動頻率控制(Automatic Frequency Control,AFC)調頻服務與儲能系統(Energy storage system)的重要性隨之上升。

以儲能櫃為例，由於儲能櫃中會擺放大量電池，而電池在充放電的過程中會產生大量熱能，甚至可能導致火災的發生。

為了在起火時有效撲滅火勢，將燃燒的損失減少，例如有中國專利公開號第CN 113224397 A號提供的一種集裝箱式儲能電池站的安全控制方法，以及中國專利公開號第CN 113241492 A號提供的一種具有阻燃和滅火功能的集裝箱式儲能電池站，主要都是藉由在集裝箱箱體內設置多個相互物理隔離且防火的隔離倉，並搭配進水管以進行滅火。

其他滅火方式還有如中國專利公開號第CN 113230560 A號提供的一種用於鋰離子電化學儲能系統滅火防爆的方法主要使搭配多等級的火災預警，而中國專利公開號第CN 113193261 A號提供的一種鋰電池儲能系統液冷 消防聯合管控系統及管控方法、中國專利公開號第CN 112864495 A號提供的一種電池儲能系統的多用途管路結構、中國專利公開號第CN 110772732 A提供的一種具有消防功能的集裝箱式鋰電池儲能系統及其消防裝置，以及美國專利公開號第US 20210060368 A1號提供的Outdoor Energy Storage System Cabinet and Outdoor Energy Storage System，則分別是藉由各自的管路設置，搭配氣體或液體方式進行滅火。

然而，前述各專利案中，大多都是僅對已著火的電池進行滅火，對於如何避免火苗順著連接電池的電線延燒到相鄰的電池上，效果仍相當有限。

爰此，本發明人提出一種具有滅火系統的儲能櫃，用於儲存複數儲能單元，該具有滅火系統的儲能櫃包含：一櫃體，有一內底面；一置物架，設置於該櫃體中，所述儲能單元設置於該置物架上，該置物架的底部與該內底面之間維持一距離，而在該櫃體中形成一容置空間；複數電線，電性連接相鄰的所述儲能單元，且所述電線儲存於該容置空間中；以及一滅火系統，包含一主管線及複數噴頭，所述噴頭經由該主管線連通並分別對應所述儲能單元，以選擇式的朝所述儲能單元噴灑來自該主管線的一滅火液體；當其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭至少對該其中一儲能單元噴灑該滅火液體，且該滅火液體流入該容置空間而淹沒所述電線。

本發明人並提出另一種具有滅火系統的儲能櫃，包含：一櫃體，有一內底面；一置物架，設置於該櫃體中，該置物架的底部與該內底面之間維持一距離，而在該櫃體中形成一容置空間；複數儲能單元，設置於該置物架上； 複數電線，電性連接相鄰的所述儲能單元，且所述電線儲存於該容置空間中；以及一滅火系統，包含一主管線及複數噴頭，所述噴頭經由該主管線連通並分別對應所述儲能單元，以選擇式的朝所述儲能單元噴灑來自該主管線的一滅火液體；當其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭至少對該其中一儲能單元噴灑該滅火液體，且該滅火液體流入該容置空間而淹沒所述電線。

進一步，該櫃體有相互垂直的一水平方向及一高度方向，部分之所述儲能單元在該水平方向上相鄰排列，部分之所述儲能單元在該高度方向上相鄰排列，該主管線沿該水平方向延伸，該滅火系統包含有複數次管線自該主管線沿該高度方向延伸，所述噴頭設置於所述次管線上而逐一對應所述儲能單元，且所述噴頭經由所述次管線與該主管線連通。

進一步，該櫃體有一內側面，該置物架與該內側面之間維持有一側面間隙，所述噴頭位於該側面間隙中。

進一步，該滅火系統包含一儲液池、一泵浦、一偵測單元及一控制單元，該儲液池中儲存有該滅火液體，該主管線經由該泵浦連通該儲液池，該偵測單元設置於該櫃體中以輔助該控制單元偵測火災，該控制單元訊號連接該泵浦及所述儲能單元；當該控制單元經由該偵測單元偵測到該其中一儲能單元著火時，該控制單元控制所述儲能單元斷電，並控制該泵浦自該儲液池將該滅火液體打入該主管線。

進一步，所述儲能單元有一殼件，該殼件上有複數孔洞，且所述噴頭係為細水霧噴頭，所述噴頭經由所述孔洞伸入所述儲能單元中。

其中，當該其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭對全部的所述儲能單元噴灑該滅火液體。

進一步，該置物架與該櫃體的一內側面與一內頂面各維持有一側面間隙及一頂面間隙，有一散熱均溫系統包含一冷氣機及一空氣簾，該冷氣機設置於該櫃體的一端，該空氣簾相鄰該內頂面及/或該內底面並對應該置物架，該空氣簾形成的一第一空氣流動方向在該側面間隙、該頂面間隙與該容置空間中循環而散熱。

其中，該櫃體有一長度方向及一寬度方向，該置物架、該空氣簾及該冷氣機的數量分別至少為二，所述空氣簾及所述置物架沿該長度方向延伸，至少二置物架在該寬度方向上間隔設置，至少二空氣簾也在該寬度方向上間隔設置而分別對應該至少二置物架，所述儲能單元在該長度方向上相鄰排列；至少其中一冷氣機形成的一第二空氣流動方向沿著該長度方向朝向所述置物架，至少另一冷氣機形成的該第二空氣流動方向沿著該寬度方向相鄰所述置物架；在該寬度方向上相鄰的該至少二置物架之間有一走道，且該第一空氣流動方向與該第二空氣流動方向至少部分重合。

其中，所述儲能單元有一殼件，且該殼件上有複數孔洞，該第一空氣流動方向在該側面間隙、該頂面間隙、該容置空間與所述孔洞中循環。

根據上述技術特徵較佳地可達成以下功效：

1.當儲能單元著火時，藉由滅火系統可以快速滅火，同時，藉由容置空間儲存順著置物架與儲能單元流下的滅火液體以淹沒電線，還可以阻止火勢透過電線延燒到其他尚未著火的儲能單元，避免損失進一步的擴大。

2.藉由主管線及次管線，可以將每一個噴頭對應到儲能單元，有效撲滅儲能單元上的火苗。

3.噴頭選用細水霧噴頭，再搭配儲能單元上的孔洞，方便滅火液體噴入並有效吸熱，防止火苗在儲能單元內部悶燒。

4.空氣簾在不限制置物架位置的情況下，可以有效輔助垂直地面上的散熱並進一步節能，且無須額外的送風管道，可以再簡化設備、降低成本。

5.櫃體與置物架之間保有側面間隙、頂面間隙與容置空間，確保第一空氣流動方向確實完整繞行置物架，有效對置物架上方、下方及側邊的儲能單元進行散熱，再進一步搭配儲能單元上的孔洞，可以對儲能單元產生更佳的散熱效果。

6.置物架至少一側有走道，方便使用者在櫃體中的行走。

7.第一空氣流動方向與第二空氣流動方向至少有一部份重合，可以確保兩者不會互相干擾，加強空氣的流動強度。

8.儲能單元沿水平方向排列，空氣簾也沿水平方向延伸，確保相鄰儲能單元的散熱不會互相影響。

9.空氣簾可以依照種類與需求，相鄰內頂面及/或內底面，更方便實施。

1,1a:櫃體

11:內底面

12:內側面

13,13a:內頂面

2:置物架

21,21a:容置空間

22,22a:側面間隙

23,23a:頂面間隙

3:儲能單元

31:殼件

32:孔洞

4:走道

5:散熱均溫系統

51,51a:空氣簾

52:冷氣機

6:滅火系統

61:儲液池

62:泵浦

63:偵測單元

64:控制單元

65:主管線

66:次管線

67:噴頭

[第一圖]係本發明第一實施例之立體外觀圖。

[第二圖]係本發明第一實施例之部分放大圖，示意容置空間。

[第三圖]係本發明第一實施例另一方向之立體外觀圖。

[第四圖]係本發明第一實施例之儲能單元的立體外觀圖。

[第五圖]係本發明第一實施例之實施示意圖，示意第一空氣流動方向。

[第六圖]係本發明第一實施例之俯視圖。

[第七圖]係本發明第一實施例俯視狀態下之部分放大圖。

[第八圖]係本發明第一實施例之系統方塊圖。

[第九圖]係本發明第二實施例之實施示意圖，示意第一空氣流動方向。

綜合上述技術特徵，本發明具有滅火系統的儲能櫃與其儲能單元儲存及滅火方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

請參閱第一圖及第二圖，係揭示本發明具有滅火系統的儲能櫃的第一實施例，包含：一櫃體1，有相鄰的一內底面11、一內側面12及一內頂面13，該櫃體1為長方體，而有相互垂直的一長度方向、一寬度方向及一高度方向，該長度方向及該寬度方向皆水平而分別可視為一水平方向。

一置物架2，設置於該櫃體1中，該置物架2的底部與該內底面11之間維持一距離，而在該櫃體1中形成一容置空間21，且該置物架2與該內側面12及該內頂面13之間則各維持有一側面間隙22及一頂面間隙23。較佳地，該置物架2與該容置空間21連通，也就是從該置物架2的頂部可以直接通到該容置空間21中，且該容置空間21完整覆蓋該內底面11。

請參閱第一圖、第三圖及第四圖，有複數儲能單元3存放於該置物架2上，所述儲能單元3有一殼件31，且該殼件31上有複數孔洞32，所述孔洞可以為不同型態。更詳細的說，該置物架2沿著該長度方向延伸，並為多層的層 架，使得部分之所述儲能單元3在該長度方向上相鄰排列，部分之所述儲能單元3則在該高度方向上相鄰排列。

於本實施例中，在該寬度方向上相鄰設置有兩排該置物架2，兩排該置物架2之間的該側面間隙22係做為一走道4，並可以視需求鋪上鐵片等等，方便使用者在該櫃體1中的行走。於實際實施時，該櫃體1的型態還可以是例如圓柱體、三角柱體等等；而在該置物架2的數量上，除了與本實施例一樣是中間隔著該走道4的兩座該置物架2，也可以僅設置有一座該置物架2，而直接將該側面間隙22作為該走道4使用，或者，設置三座以上的該置物架2，而有多條該走道4等等，本發明皆不加以限制。

請參閱第三圖、第五圖及第六圖，有一散熱均溫系統5設置於該櫃體1中，該散熱均溫系統5包含一空氣簾51(air door)及一冷氣機52，圖式中僅簡單示意其外型。該冷氣機52設置於該櫃體1的一端，該空氣簾51設置於該櫃體1中並對應該置物架2，該空氣簾51沿該水平方向延伸及排列，於本實施例中，該空氣簾51相鄰該內底面11且位於容置空間21中。由於該置物架2有兩座，該空氣簾51較佳地也可以設置兩排，以分別對應兩座該置物架2，並確保相鄰所述儲能單元3的散熱不會互相影響，該冷氣機52則也有兩台，並分別設置在該櫃體1的兩端。

該空氣簾51形成的一第一空氣流動方向在該側面間隙22、該頂面間隙23與該容置空間21中循環而散熱，且該第一空氣流動方向與該冷氣機52形成的一第二空氣流動方向至少部分重合，可以確保兩者不會互相干擾，更加強空氣的流動強度。更詳細的說，其中一台該冷氣機52形成的該第二空氣流動方 向沿著該長度方向朝向該置物架2，另一台該冷氣機52形成的該第二空氣流動方向則沿著該寬度方向相鄰該置物架2，可以有效加強散熱效果。

請參閱第四圖至第六圖，於第五圖中僅簡單以箭頭示意主要的該第一空氣流動方向，實際上由於該儲能單元3上有所述孔洞32，該第一空氣流動方向會在該側面間隙22、該頂面間隙23、該容置空間21與所述孔洞32中循環。

由於該櫃體1與該置物架2之間保有該側面間隙22、該頂面間隙23與該容置空間21，確保該第一空氣流動方向確實完整繞行該置物架2，有效對該置物架2上方、下方及側邊的所述儲能單元3進行散熱，再進一步搭配所述儲能單元3上的所述孔洞32，可以對所述儲能單元3產生更佳的散熱效果。

該空氣簾51在不限制該置物架2位置的情況下，可以有效輔助該高度方向上的散熱、強化空氣流動，並進一步節省該冷氣機52所需的電能，且無須額外的送風管道，可以再簡化設備、降低成本。

請參閱第五圖至第八圖，有一滅火系統6設置於該櫃體1中，並有複數電線(未繪出)電性連接相鄰的所述儲能單元3，所述電線並儲存於該容置空間21中。該滅火系統6包含一儲液池61、一泵浦62、一偵測單元63、一控制單元64、一主管線65、複數次管線66及複數噴頭67。

該儲液池61中儲存有一滅火液體，例如水。該偵測單元63設置於該櫃體1中以輔助該控制單元64偵測火災，該控制單元64則訊號連接該泵浦62及所述儲能單元3。該主管線65經由該泵浦62連通該儲液池61，所述噴頭67則再經由所述次管線66與該主管線65連通。較佳地，該偵測單元63為與該主管線65並排的管子，並對應所述儲能單元3設有複數透孔(未繪出)。

該主管線65沿該水平方向延伸，所述次管線66則自該主管線65沿該高度方向延伸，所述噴頭67設置於所述次管線66上而逐一對應所述儲能單元3，且所述噴頭67位於該側面間隙22中。較佳地，所述噴頭67係為細水霧噴頭，所述噴頭67並可以經由所述孔洞32伸入所述儲能單元3中[所述孔洞32請搭配第二圖]。

當其中一儲能單元3著火，也就是該偵測單元63偵測到該其中一儲能單元3著火時，該控制單元64控制所述儲能單元3斷電，並控制該泵浦62自該儲液池61將該滅火液體打入該主管線65，再透過所述噴頭67對全部的所述儲能單元3噴灑該滅火液體。更明確的說，該偵測單元63透過所述透孔取得來自該其中一儲能單元3的煙霧，該偵測單元63可以本身就有處理器識別煙霧並訊號連接該控制單元64，該控制單元64可以是外部的電腦或與該偵測單元63的處理器一起整合在該櫃體1中；或者，該偵測單元63僅為管子，而將煙霧送至該控制單元64識別，以進行後續作動。

由於所述儲能單元3上有所述孔洞32，該滅火液體可以從所述孔洞32進入所述儲能單元3中並有效吸熱，防止火苗在所述儲能單元3內部悶燒，該滅火液體再順著該置物架2流入或直接往下滴入該容置空間21，而淹沒所述電線。較佳地，該控制單元64還可以訊號連接該冷氣機52及該空氣簾51，甚至其他任何該櫃體1中需要用電的設備，以避免噴灑該滅火液體時導致該櫃體1內部漏電。

於第八圖中，虛線係簡單示意訊號的傳遞，實線則係簡單示意該滅火液體的流動方向。

當所述儲能單元3著火時，藉由該滅火系統6可以快速滅火，同時，藉由該容置空間21儲存順著該置物架2與所述儲能單元3流下的該滅火液體，以淹沒所述電線，還可以阻止火勢透過所述電線延燒到其他尚未著火的所述儲能單元3，避免損失進一步的擴大。此外，由於本實施例中該空氣簾51正好位於該容置空間21中，該滅火液體也會淹沒該空氣簾51，避免該空氣簾51起火、爆炸，同樣可以避免損失擴大。

請參閱第九圖，係揭示本發明具有滅火系統的儲能櫃的第二實施例，本實施例與第一實施例的不同之處在於：在第一實施例中[第一實施例請搭配第五圖]，該空氣簾51相鄰該內底面11；於本實施例中，該空氣簾51a相鄰該櫃體1a的該內頂面13a。

與第一實施例相似，本實施例的該第一空氣流動方向同樣在該側面間隙22a、該頂面間隙23a與該容置空間21a中循環而散熱。

於實際實施時，可以根據該空氣簾51a是吸入的力道較強還是吹出的力道較強，或是使用者的需求，決定要將該空氣簾51a安裝於何處，更方便實施。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

1:櫃體

11:內底面

12:內側面

13:內頂面

2:置物架

21:容置空間

22:側面間隙

23:頂面間隙

3:儲能單元

4:走道

52:冷氣機

62:泵浦

63:偵測單元

64:控制單元

65:主管線

66:次管線

67:噴頭

Claims (11)

1. 一種儲能櫃之儲能單元儲存及滅火方法，包含：在一櫃體中設置一置物架，複數儲能單元設置於該置物架上，該置物架的底部與該櫃體的一內底面之間維持一距離，而在該櫃體中形成一容置空間，該容置空間完整覆蓋該內底面；將電性連接相鄰所述儲能單元的複數電線，儲存於該容置空間中；當其中一儲能單元著火時，一滅火系統透過複數噴頭至少對該其中一儲能單元噴灑一滅火液體，且該滅火液體流入該容置空間而淹沒所述電線。
2. 一種具有滅火系統的儲能櫃，用於儲存複數儲能單元，該具有滅火系統的儲能櫃包含：一櫃體，有一內底面；一置物架，設置於該櫃體中，所述儲能單元設置於該置物架上，該置物架的底部與該內底面之間維持一距離，而在該櫃體中形成一容置空間，該容置空間完整覆蓋該內底面；複數電線，電性連接相鄰的所述儲能單元，且所述電線儲存於該容置空間中；以及一滅火系統，包含一主管線及複數噴頭，所述噴頭經由該主管線連通並分別對應所述儲能單元，以選擇式的朝所述儲能單元噴灑來自該主管線的一滅火液體；當其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭至少對該其中一儲能單元噴灑該滅火液體，且該滅火液體流入該容置空間而淹沒所述電線。
3. 一種具有滅火系統的儲能櫃，包含：一櫃體，有一內底面；一置物架，設置於該櫃體中，該置物架的底部與該內底面之間維持一距離，而在該櫃體中形成一容置空間，該容置空間完整覆蓋該內底面；複數儲能單元，設置於該置物架上；複數電線，電性連接相鄰的所述儲能單元，且所述電線儲存於該容置空間中；以及一滅火系統，包含一主管線及複數噴頭，所述噴頭經由該主管線連通並分別對應所述儲能單元，以選擇式的朝所述儲能單元噴灑來自該主管線的一滅火液體；當其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭至少對該其中一儲能單元噴灑該滅火液體，且該滅火液體流入該容置空間而淹沒所述電線。
4. 如請求項3所述之具有滅火系統的儲能櫃，進一步，該櫃體有相互垂直的一水平方向及一高度方向，部分之所述儲能單元在該水平方向上相鄰排列，部分之所述儲能單元在該高度方向上相鄰排列，該主管線沿該水平方向延伸，該滅火系統包含有複數次管線自該主管線沿該高度方向延伸，所述噴頭設置於所述次管線上而逐一對應所述儲能單元，且所述噴頭經由所述次管線與該主管線連通。
5. 如請求項3所述之具有滅火系統的儲能櫃，進一步，該櫃體有一內側面，該置物架與該內側面之間維持有一側面間隙，所述噴頭位於該側面間隙中。
6. 如請求項3所述之具有滅火系統的儲能櫃，進一步，該滅火系統包含一儲液池、一泵浦、一偵測單元及一控制單元，該儲液池中儲存有該滅火液體，該主管線經由該泵浦連通該儲液池，該偵測單元設置於該櫃體中以輔助該控制單元偵測火災，該控制單元訊號連接該泵浦及所述儲能單元；當該控制單元經由該偵測單元偵測到該其中一儲能單元著火時，該控制單元控制所述儲能單元斷電，並控制該泵浦自該儲液池將該滅火液體打入該主管線。
7. 如請求項3所述之具有滅火系統的儲能櫃，進一步，所述儲能單元有一殼件，該殼件上有複數孔洞，且所述噴頭係為細水霧噴頭，所述噴頭經由所述孔洞伸入所述儲能單元中。
8. 如請求項3所述之具有滅火系統的儲能櫃，其中，當該其中一儲能單元著火時，該滅火系統透過所述噴頭對全部的所述儲能單元噴灑該滅火液體。
9. 如請求項3所述之具有滅火系統的儲能櫃，進一步，該置物架與該櫃體的一內側面與一內頂面各維持有一側面間隙及一頂面間隙，有一散熱均溫系統包含一冷氣機及一空氣簾，該冷氣機設置於該櫃體的一端，該空氣簾相鄰該內頂面及/或該內底面並對應該置物架，該空氣簾形成的一第一空氣流動方向在該側面間隙、該頂面間隙與該容置空間中循環而散熱。
10. 如請求項9所述之具有滅火系統的儲能櫃，其中，該櫃體有一長度方向及一寬度方向，該置物架、該空氣簾及該冷氣機的數量分別至少為二，所述空氣簾及所述置物架沿該長度方向延伸，至少二置物架在該寬度方向上間隔設置，至少二空氣簾也在該寬度方向上間隔設置而分別對應該至少二置物架，所述儲能單元在該長度方向上相鄰排列；至少其中一冷氣機形成的一第二空氣 流動方向沿著該長度方向朝向所述置物架，至少另一冷氣機形成的該第二空氣流動方向沿著該寬度方向相鄰所述置物架；在該寬度方向上相鄰的該至少二置物架之間有一走道，且該第一空氣流動方向與該第二空氣流動方向至少部分重合。
11. 如請求項9所述之具有滅火系統的儲能櫃，其中，所述儲能單元有一殼件，且該殼件上有複數孔洞，該第一空氣流動方向在該側面間隙、該頂面間隙、該容置空間與所述孔洞中循環。

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