一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法及其温度调节系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法及其温度调节系统，所述方法包括内循环降温模式：将恒温水层的地下水抽取后经若干风机盘管后送入热水蓄水池，同时温度调节系统抽取电池舱内的空气，被抽取的舱内空气经内循环风道分别流经各个风机盘管与地下水进行热交换，舱内空气被吹入电池舱实现冷却；当在内循环降温模式下电池舱内温度仍持续高于所述高温阈值时，所述温度调节系统切换为外循环降温模式：所述内循环风道切换成为与外界连通的外循环风道，外循环风道吸入外界空气，外界空气流经各个风机盘管后被吹入电池舱实现冷却。本发明专利技术在低温环境下在避免直接制冷或加热的情况下对不同工作状态的储能系统进行温度调节。

【技术实现步骤摘要】
一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法及其温度调节系统
本专利技术涉及一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法及其温度调节系统。
技术介绍
近年来，在国家和政府的大力推广下，可再生能源越来越受到关注，而锂离子集装箱储能系统因其维护成本低，使用寿命长，无污染等特点被广泛应用在用户侧和电网侧。该储能系统中使用的集装箱中分隔为电池舱和设备舱，电池舱中通过电池架设置多个锂离子电池，设备舱中设置监控设备。但是锂离子电池在运行过程中，发热量较大，需要及时冷却，否则会减少锂离子电池寿命，目前主要的冷却方式是利用空调进行冷却，导致大规模的储能系统，站用电量消耗较多，使系统效率降低。此外在北方或高原等部分地区由于外界气温在冬季非常低，而储能系统中的电池只有在充放电过程中会产生较大热能，当电池不进行充放电时，电池舱中气温可能受环境影响温度过低，从而导致锂电池充放电效果下降；若在储能系统的集装箱上设置隔温层减少外界环境的低温影响，又会因减弱电池舱内外的自然温度传递，让内部电池舱内热量容易积聚。由于地下水温度常年处于相对稳定的状态，一般冬季为12-22℃，夏季为18-32℃，而锂电池工作温度一般为-10℃-55℃，结合二者特点，可以利用地下水对锂离子电池进行冷却，或是在环境温度过低情况下对电池舱内气温进行升温调节。但采用换热介质温度相对恒定的地下水，如何在在储能系统不同运行状态下下控制电池舱内温度也是一个难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法，以解决现有技术中难以在低温环境下在避免直接制冷或加热的情况下对不同工作状态的储能系统进行温度调节的技术问题。所述的利用地下水冷却集装箱储能系统的方法，包括当所述电池舱内温度高于设定的高温阈值时，温度调节系统启动内循环降温模式：将恒温水层的地下水抽取后经若干风机盘管后送入热水蓄水池，同时温度调节系统抽取所述电池舱内的空气，被抽取的舱内空气经内循环风道分别流经各个风机盘管与地下水进行热交换，热交换后的舱内空气被吹入所述电池舱实现冷却；当在内循环降温模式下所述电池舱内温度仍持续高于所述高温阈值时，若外界环境温度低于电池舱内的温度，所述温度调节系统切换为外循环降温模式：所述内循环风道切换成为与外界连通的外循环风道，所述外循环风道包括进风风道和排风风道，温度调节系统通过进风风道吸入外界空气，所述外界空气流经各个风机盘管后被吹入所述电池舱实现冷却，所述抽风风扇通过排风风道抽取所述电池舱内的空气，被抽取的舱内空气经风机盘管排出到外界。优选的，外界环境温度与所述电池舱内温度之间存在室内外温差，当所述外界环境温度低于所述恒温水层的水温时，若室内外温差不大于相应的温差阈值时，所述温度调节系统在启动所述外循环降温模式时停止将所述地下水送经各个风机盘管，所述外界空气在所述风机盘管处不进行热交换；若室内外温差大于所述温差阈值时，所述度控制系统在启动所述外循环降温模式时仍持续将所述地下水送经各个风机盘管，所述外界空气在所述风机盘管处进行热交换完成预热过程。优选的，所述外界空气经所述风机盘管预热后的温度与所述电池舱内温度之间存在预热后温差，所述温度调节系统中向所述风机盘管送入地下水的恒温进水管通过三通调节阀分别从恒温水层和热水蓄水池抽水，当所述预热后温差仍大于所述温差阈值时，所述温度调节系统通过三通调节阀从所述热水蓄水池抽取换热后的热水，并根据测得的预热后温差对所述热水的流量在所述恒温进水管中水流量的占比进行调节，直至所述预热后温差不大于所述温差阈值。本专利技术该提供了一种利用地下水冷却集装箱储能系统的温度调节系统，包括水路系统、控制系统和风道系统，所述控制系统用于根据采集的温度数据控制所述水路系统和风道系统，所述水路系统包括从所述恒温水层中抽取地下水的恒温循环水泵、若干风机盘管和热水蓄水池，所述恒温循环水泵通过管路经过若干所述风机盘管连接到所述热水蓄水池，所述风道系统包括内循环风道、外循环风道和风道切换机构，所述内循环风道和所述外循环风道之间通过风道切换机构实现切换，所述内循环风道的进风端和出风端均连通所述电池舱，所述外循环风道包括将外界空气分别经若干风机盘管送入所述电池舱的进风风道和将所述电池舱内的空气排出到外界的排风风道，所述温度调节系统上述的利用地下水冷却集装箱储能系统的方法调节温度。优选的，所述水路系统还包括回水循环水泵和三通调节阀，所述管路包括恒温进水管、连接管和回水管，相邻的所述风机盘管之间通过连接管相连，所述恒温进水管连接第一个进水的风机盘管，最后出水的风机盘管通过回水管连通所述热水蓄水池，所述回水循环水泵从所述热水蓄水池抽取换热后的水，所述三通调节阀的两个进水口分别连接到所述恒温循环水泵和所述回水循环水泵，所述三通调节阀的出水口连接到所述恒温进水管。优选的，所述风道系统包括舱内吹风管、舱内抽风管、回风管、外界进风管和外界排风管，所述舱内吹风管通过多个支管分别经若干风机盘管连通所述电池舱，所述舱内抽风管连通所述电池舱并设有抽风风扇，所述外界进风管的进风口处设有进风风扇，所述回风管两端、所述外界进风管的出风口和所述外界排风管的进风口均设有作为风道切换机构的风门，所述舱内吹风管经所述回风管连通所述舱内抽风管形成所述内循环风道，所述外界进风管连通所述舱内吹风管形成所述进风风道，所述外界进风管连通所述舱内抽风管形成所述排风风道。优选的，所述控制系统包括温度采集模块和监控设备，所述温度采集模块包括设于所述集装箱外侧的外界温度感应器、设于所述电池舱中的舱内温度感应器和设于所述舱内吹风管处的换热后温度感应器，所述温度采集模块用于采集各位置的温度数据并发送给所述监控设备，所述监控设备包括阈值比较模块、温差计算模块和控制指令模块，所述温差计算模块用于根据采集的温度数据计算室内外温差和预热后温差，所述阈值比较模块用于将室内温度与高温阈值比较，以及将室内外温差/预热后温差与温差阈值比较，所述控制指令模块根据阈值比较模块的输出结果控制各个风门、所述进风风扇、所述抽风风扇、所述恒温循环水泵和所述回水循环水泵。优选的，所述电池舱顶部设有吊顶结构，所述恒温进水管和所述回水管的最高点均置于所述吊顶装置上方，且所述回水管上端高于所述恒温进水管，所述风机盘管也设于所述吊顶装置上方，所述管路均做保温处理，所述舱内吹风管的出风口和所述舱内抽风管的进风口均设于所述吊顶装置上。优选的，所述电池舱中设有放置电池的电池架，所述电池架与所述集装箱的内壁围成进风区域，所述舱内吹风管的出风口均设于所述进风区域内，所述舱内抽风管的进风口均设于所述进风区域外，所述舱内抽风管经过至少一个风机盘管。优选的，所述水路系统还包括恒温蓄水池和净水系统，所述净水系统设有抽水泵抽取恒温水层的地下水，地下水被抽取后经所述净水系统送入所述恒温蓄水池，所述恒温循环水泵从所述恒温蓄水池抽取恒温的地下水，所述热水蓄水池和所述恒温蓄水池均设于所述恒温水层上方的地层恒温带中。本专利技术的技术效果：本专利技术采用地层中恒温水层的地下水作为调节温度的换热介质，既能在电池舱温度过高时通过其进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法，其特征在于：包括当电池舱(7)内温度高于设定的高温阈值时，温度调节系统启动内循环降温模式：将恒温水层的地下水抽取后经若干风机盘管(4)后送入热水蓄水池(15)，同时温度调节系统抽取所述电池舱(7)内的空气，被抽取的舱内空气经内循环风道分别流经各个风机盘管(4)与地下水进行热交换，热交换后的舱内空气被吹入所述电池舱(7)实现冷却；当在内循环降温模式下所述电池舱(7)内温度仍持续高于所述高温阈值时，若外界环境温度低于电池舱(7)内的温度，所述温度调节系统切换为外循环降温模式：所述内循环风道切换成为与外界连通的外循环风道，所述外循环风道包括进风风道和排风风道，温度调节系统通过进风风道吸入外界空气，所述外界空气流经各个风机盘管(4)后被吹入所述电池舱(7)实现冷却，所述抽风风扇(14)通过排风风道抽取所述电池舱(7)内的空气，被抽取的舱内空气经风机盘管(4)排出到外界。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法，其特征在于：包括当电池舱(7)内温度高于设定的高温阈值时，温度调节系统启动内循环降温模式：将恒温水层的地下水抽取后经若干风机盘管(4)后送入热水蓄水池(15)，同时温度调节系统抽取所述电池舱(7)内的空气，被抽取的舱内空气经内循环风道分别流经各个风机盘管(4)与地下水进行热交换，热交换后的舱内空气被吹入所述电池舱(7)实现冷却；当在内循环降温模式下所述电池舱(7)内温度仍持续高于所述高温阈值时，若外界环境温度低于电池舱(7)内的温度，所述温度调节系统切换为外循环降温模式：所述内循环风道切换成为与外界连通的外循环风道，所述外循环风道包括进风风道和排风风道，温度调节系统通过进风风道吸入外界空气，所述外界空气流经各个风机盘管(4)后被吹入所述电池舱(7)实现冷却，所述抽风风扇(14)通过排风风道抽取所述电池舱(7)内的空气，被抽取的舱内空气经风机盘管(4)排出到外界。


2.根据权利要求1所述的一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法，其特征在于：外界环境温度与所述电池舱(7)内温度之间存在室内外温差，当所述外界环境温度低于所述恒温水层的水温时，若室内外温差不大于相应的温差阈值时，所述温度调节系统在启动所述外循环降温模式时停止将所述地下水送经各个风机盘管(4)，所述外界空气在所述风机盘管(4)处不进行热交换；若室内外温差大于所述温差阈值时，所述度控制系统在启动所述外循环降温模式时仍持续将所述地下水送经各个风机盘管(4)，所述外界空气在所述风机盘管(4)处进行热交换完成预热过程。


3.根据权利要求2所述的一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法，其特征在于：所述外界空气经所述风机盘管(4)预热后的温度与所述电池舱(7)内温度之间存在预热后温差，所述温度调节系统中向所述风机盘管(4)送入地下水的恒温进水管(6)通过三通调节阀(11)分别从恒温水层和热水蓄水池(15)抽水，当所述预热后温差仍大于所述温差阈值时，所述温度调节系统通过三通调节阀(11)从所述热水蓄水池(15)抽取换热后的热水，并根据测得的预热后温差对所述热水的流量在所述恒温进水管(6)中水流量的占比进行调节，直至所述预热后温差不大于所述温差阈值。


4.一种利用地下水冷却集装箱储能系统的温度调节系统，其特征在于：包括水路系统、控制系统和风道系统，所述控制系统用于根据采集的温度数据控制所述水路系统和风道系统，所述水路系统包括从所述恒温水层中抽取地下水的恒温循环水泵(12)、若干风机盘管(4)和热水蓄水池(15)，所述恒温循环水泵(12)通过管路经过若干所述风机盘管(4)连接到所述热水蓄水池(15)，所述风道系统包括内循环风道、外循环风道和风道切换机构，所述内循环风道和所述外循环风道之间通过风道切换机构实现切换，所述内循环风道的进风端和出风端均连通所述电池舱(7)，所述外循环风道包括将外界空气分别经若干风机盘管(4)送入所述电池舱(7)的进风风道和将所述电池舱(7)内的空气排出到外界的排风风道，所述温度调节系统根据权利要求1-2中任一所述的利用地下水冷却集装箱储能系统的方法调节温度。


5.根据权利要求4所述的一种利用地下水冷却集装箱储能系统的温度调节系统，其特征在于：所述水路系统还包括回水循环水泵(16)和三通调节阀(11)，所述管路包括恒温进水管(6)、连接管和回水管(5)，相邻的所述风机盘管(4)之间通过连接管相连，所述恒温进水管(6)连接第一个进水的风机盘管(4)，最后出水的风机盘管(4)通过回水管(5)连通所述热水蓄水池(15)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树全，张双林，杨海泉，温小刚，西征，朱丰华，张海波，
申请(专利权)人：安徽海螺新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34