快速置换式储能模块制造技术

本发明专利技术涉及一种快速置换式储能模块，包括储能模块壳体、储能介质入口、储能介质出口、快速进气/排气结构；采用快速置换的技术方案、在储能模块中加入快速进气/排气结构，提高了储能模块的响应速度、降低了补充能量过程的等待时间。

【技术实现步骤摘要】
快速置换式储能模块
本专利技术涉及一种快速置换式储能模块，采用快速置换的技术方案、在储能模块中加入快速进气/排气结构，提高了储能模块的响应速度、降低了补充能量过程的等待时间；从而扩展了储能模块的应用范围，属于制冷/制热的

技术介绍
大部分交通工具都有制冷或/和制热的需求，现有系统中通常采用空调、热泵或电加热等技术手段满足制冷或制热的需求，其缺点在于：1、由于交通工具自身的空间局限性等因素，采用空调、热泵进行制冷或制热，应对恶劣气候条件时其能效比通常只有2左右或者更低，远低于固定式系统；2、若使用交通工具所携带的能源进行制冷或制热，其能源成本远高于固定式系统；若能够在交通工具中设置高性能的储能模块，则可以较好的解决现有问题。另外，通常的暖通空调系统中，由换热介质通过管道在系统中循环往复输送冷/热量；由于换热介质的能量密度相对较低、因此输送能耗相对较高；如果在更接近末端的地方设置分布式储能模块，系统间歇式快速输送高能量密度的储能介质、储存在接近于末端的各个分布式储能模块中；再由分布式储能模块与末端连接，为末端提供冷/热量；这样就可以大幅度降低输配能耗。对于储存和释放冷/热量的储能模块，其主要性能指标包括：1、能量密度：能量密度越大，储能模块体积越小、重量越轻、使用越灵活；储能模块应尽量做到结构简单，减轻自重；2、能量补充速度：能量补充速度越快，储能模块的适用范围越大；3、与储能模块配套的冷/热源的稳定性和经济性：冷/热源的稳定性体现为抵抗外界干扰因素的能力；冷/热源的经济性体现为获得冷/热量的成本和难度的高低、以及储能介质本身的单位成本；4、双向储能能力：储能模块既要能够用于储存冷量、也要能够用于储存热量，以适应制冷/制热的需求变化。结合上述性能指标，具体可以采用以下的系统和方法：首先，要采用固定式的集中制冷/制热系统，利用相对廉价的能源或相对更高效的技术手段进行制冷/制热、并通过高能量密度的储能介质进行储存备用；然后，将已储存冷/热量的储能介质通过快速置换的方式输送到储能模块中，以满足各种应用需求。现有储能模块的主体为封闭式容器，例如储能罐、储能箱等等、外部采取保温隔热措施。由于现有储能模块多采用封闭式结构，因此很难实现对其中的储能介质进行快速的置换操作；并且若采用置换模式则在置换过程中储能模块将处于非工作状态，因此置换过程的效率是储能模块的一个重要的性能指标、也是制约其应用拓展的瓶颈。现有技术方案中也极少有采用置换式的储能模块。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案是在储能模块中加入快速进气/排气结构，使得在进行储能介质置换的过程中，储能模块中的空气可以自由进出、避免气流不畅导致储能介质输送过程受阻；具体方案如下：快速置换式储能模块包括储能模块壳体、储能介质入口、储能介质出口、快速进气/排气结构；储能模块壳体内部空间用于储存储能介质；具体运行过程包括：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口、并启动快速进气/排气结构的进气功能；将已完成热交换的储能介质通过储能介质出口快速排出，同时外部的空气通过快速进气/排气结构进入储能模块壳体之中、避免气流不畅导致储能介质排出受阻；排出过程完成之后，将储能介质出口关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体之中；具体过程是：打开储能介质入口、并启动快速进气/排气结构排气功能；将已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口快速输送到储能模块壳体之中，同时储能模块壳体内部的空气通过快速进气/排气结构排出、避免气流不畅导致储能介质输入受阻；填充过程完成之后，将储能介质入口关闭。进一步的，所述的快速置换式储能模块所采用的快速置换结构包括以下三种：结构一：（参照附图1、2、3）包括储能模块壳体、储能介质入口、储能介质出口、快速进气/排气结构；其中，所述的快速进气/排气结构是在储能模块壳体的上部设置可整体移动或部分移动的可移动式盖板；当可移动式盖板处于关闭状态时，与储能模块壳体合并为一个封闭的整体；当可移动式盖板处于打开状态时，在储能模块壳体的上部形成开放式窗口，此时外部空气可以自由进出；具体运行过程是：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口，并打开可移动式盖板、形成开放式气流通道、避免气流不畅导致储能介质排出受阻；此时，已完成热交换的储能介质从储能介质出口快速排出，同时外部的空气通过开放式气流通道进入储能模块壳体之中；快速排出过程完成之后，将储能介质出口关闭、并将可移动式盖板关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体之中；具体过程是：打开储能介质入口、并打开可移动式盖板、形成开放式气流通道、避免气流不畅导致储能介质输入受阻；此时，已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口快速输送到储能模块壳体之中，同时储能模块壳体内部的空气通过开放式气流通道排出；快速填充过程完成之后，将储能介质入口关闭、并将可移动式盖板关闭。结构二：（参照附图7、8、9）包括储能模块壳体、储能介质入口、储能介质出口、快速进气/排气结构；其中，所述的快速进气/排气结构包括风机、通风管道；并在储能模块壳体的上部设置进气口或/和排气口；具体运行过程是：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口，已完成热交换的储能介质通过储能介质出口快速排出；同时，打开进气口、进气口通过通风管道与风机连接、风机运行送风模式，将外部的空气快速输送进入储能模块壳体之中、避免气流不畅导致储能介质排出受阻；快速排出过程完成之后，将储能介质出口关闭、并将风机和进气口关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体之中；具体过程是：打开储能介质入口，已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口快速输送到储能模块壳体之中；同时，打开排气口、排气口通过通风管道与风机连接、风机运行排风模式，将储能模块壳体内的空气快速排出、避免气流不畅导致储能介质输入受阻；快速填充过程完成之后，将储能介质入口关闭、并将风机和排气口关闭。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.快速置换式储能模块，包括储能模块壳体(1)、储能介质入口(2)、储能介质出口(3)、快速进气/排气结构(4)；其中，所述的快速进气/排气结构(4)是在储能模块壳体(1)的上部设置可整体移动或部分移动的可移动式盖板(5)；当可移动式盖板(5)处于关闭状态时，与储能模块壳体(1)合并为一个封闭的整体；当可移动式盖板(5)处于打开状态时，在储能模块壳体(1)的上部形成开放式窗口，此时外部空气可以自由进出；具体运行过程是：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体(1)内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体(1)中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口(3)，并打开可移动式盖板(5)、形成开放式气流通道、避免气流不畅导致储能介质排出受阻；此时，已完成热交换的储能介质从储能介质出口(3)快速排出，同时外部的空气通过开放式气流通道进入储能模块壳体(1)之中；快速排出过程完成之后，将储能介质出口(3)关闭、并将可移动式盖板(5)关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体(1)中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体(1)之中；具体过程是：打开储能介质入口(2)、并打开可移动式盖板(5)、形成开放式气流通道、避免气流不畅导致储能介质输入受阻；此时，已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口(2)快速输送到储能模块壳体(1)之中，同时储能模块壳体(1)内部的空气通过开放式气流通道排出；快速填充过程完成之后，将储能介质入口(2)关闭、并将可移动式盖板(5)关闭。...

【技术特征摘要】
1.快速置换式储能模块，包括储能模块壳体(1)、储能介质入口(2)、储能介质出口(3)、快速进气/排气结构(4)；其中，所述的快速进气/排气结构(4)是在储能模块壳体(1)的上部设置可整体移动或部分移动的可移动式盖板(5)；当可移动式盖板(5)处于关闭状态时，与储能模块壳体(1)合并为一个封闭的整体；当可移动式盖板(5)处于打开状态时，在储能模块壳体(1)的上部形成开放式窗口，此时外部空气可以自由进出；具体运行过程是：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体(1)内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体(1)中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口(3)，并打开可移动式盖板(5)、形成开放式气流通道、避免气流不畅导致储能介质排出受阻；此时，已完成热交换的储能介质从储能介质出口(3)快速排出，同时外部的空气通过开放式气流通道进入储能模块壳体(1)之中；快速排出过程完成之后，将储能介质出口(3)关闭、并将可移动式盖板(5)关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体(1)中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体(1)之中；具体过程是：打开储能介质入口(2)、并打开可移动式盖板(5)、形成开放式气流通道、避免气流不畅导致储能介质输入受阻；此时，已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口(2)快速输送到储能模块壳体(1)之中，同时储能模块壳体(1)内部的空气通过开放式气流通道排出；快速填充过程完成之后，将储能介质入口(2)关闭、并将可移动式盖板(5)关闭。2.快速置换式储能模块，包括储能模块壳体(1)、储能介质入口(2)、储能介质出口(3)、快速进气/排气结构(4)；其中，所述的快速进气/排气结构(4)包括风机(6)、通风管道(7)；并在储能模块壳体(1)的上部设置进气口(8a)或/和排气口(8b)；具体运行过程是：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体(1)内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体(1)中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口(3)，已完成热交换的储能介质通过储能介质出口(3)快速排出；同时，打开进气口(8a)、进气口(8a)通过通风管道(7)与风机(6)连接、风机(6)运行送风模式，将外部的空气快速输送进入储能模块壳体(1)之中、避免气流不畅导致储能介质排出受阻；快速排出过程完成之后，将储能介质出口(3)关闭、并将风机(6)和进气口(8a)关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体(1)中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体(1)之中；具体过程是：打开储能介质入口(2)，已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口(2)快速输送到储能模块壳体(1)之中；同时，打开排气口(8b)、排气口(8b)通过通风管道(7)与风机(6)连接、风机(6)运行排风模式，将储能模块壳体(1)内的空气快速排出、避免气流不畅导致储能介质输入受阻；快速填充过程完成之后，将储能介质入口(2)关闭、并将风机(6)和排气口(8b)关闭。3.快速置换式储能模块，包括储能模块壳体(1)、储能介质入口(2)、储能介质出口(3)、快速进气/排气结构(4)；其中，所述的快速进气/排气结构(4)包括空气压缩机(9)、通风管道(7)；并在储能模块壳体(1)的上部设置进气口(8a)或/和排气口(8b)；具体运行过程是：第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体(1)内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；第二，快速排出过程：当储能模块壳体(1)中存在已完成热交换的储能介质时，通过快速排出过程将其排出、为后续补充已储存冷/热量的储能介质做准备；具体过程是：打开储能介质出口(3)，已完成热交换的储能介质通过储能介质出口(3)快速排出；同时，打开进气口(8a)、进气口(8a)通过通风管道(7)与空气压缩机(9)连接、空气压缩机(9)运行加压模式，将外部的空气压缩后快速输送进入储能模块壳体(1)之中、避免气流不畅导致储能介质排出受阻、并形成正压；快速排出过程完成之后，将储能介质出口(3)关闭、并将空气压缩机(9)和进气口(8a)关闭；第三，快速填充过程：当储能模块壳体(1)中的储能介质部分或全部排出之后，通过快速填充过程将外部的已储存冷/热量的储能介质快速输送到储能模块壳体(1)之中；具体过程是：打开储能介质入口(2)，已储存冷/热量的储能介质通过储能介质入口(2)快速输送到储能模块壳体(1)之中；同时，打开排气口(8b)、排气口(8b)通过通风管道(7)与空气压缩机(9)连接、空气压缩机(9)运行抽气模式，将储能模块壳体(1)内的空气快速排出、避免气流不畅导致储能介质输入受阻、并形成负压；快速填充过程完成之后，将储能介质入口(2)关闭、并将空气压缩机(9)和排气口(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰，
申请(专利权)人：南京酷朗电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32