基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，包括：制冷回路，其被配置为流通制冷剂；制冷系统组件，其设置在制冷回路上，且被配置为进行制冷；换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热，其中所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及储冷模块组件，其与换热介质回路连通，且能够储存冷量。在换热介质回路上设置储冷模块组件，将多余冷量进行存储，当遇到低负荷冷量需求时，可以转为从储冷元件中进行取冷，这样即可提升储能热管理系统的全周期能效，又可避免长时间的低负荷冷量需求而压缩机高输出，导致出换热介质温度偏低的情况。度偏低的情况。度偏低的情况。

【技术实现步骤摘要】
基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统


[0001]本专利技术涉及热量管理
，尤其涉及一种基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统。

技术介绍

[0002]热管理是电化学储能的刚需，对储能系统的性能、寿命、安全性都有显著影响。液冷热管理系统的换热能力强，使用液冷热管理系统可以保证电芯温差在3℃以内，相对于风冷热管理系统可以显著提升储能系统的寿命。
[0003]目前储能的液冷热管理系统所需的制冷量通常在100kW及以下，这种小冷量的制冷循环采用的压缩机主要为涡旋压缩机。涡旋压缩机需要油循环，会降低压缩机与液冷热管理系统的可靠性；涡旋压缩机的轴承通常为接触式球轴承，容易磨损，其寿命通常会是液冷热管理系统寿命的瓶颈；涡旋压缩机的体积与质量较大，不利于储能系统能量密度提升，尤其随着储能系统功率密度的增加，制冷量需求显著增加，涡旋压缩机这方面的劣势会更加显著。
[0004]现有的储能热管理系统对多余的冷量没有回收利用，会造成能量浪费。此外，现有的储能热管理系统在中低负荷运转时还会频繁启停，对储能系统冷却液温度的维持有较大影响。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题中的至少一部分问题，本专利技术提供了一种基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，包括：
[0006]制冷回路，其被配置为流通制冷剂；
[0007]制冷系统组件，其设置在所述制冷回路上，且被配置为进行制冷；
[0008]换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热，其中所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及
[0009]储冷模块组件，其与所述换热介质回路连通，且能够储存冷量。
[0010]进一步地，所述制冷系统组件包括：
[0011]冷凝装置，其被配置为冷凝制冷剂；
[0012]节流元件，其与所述冷凝装置连通；以及
[0013]电机，其包括：
[0014]壳体，其内部的两端分别设置有第一腔室及第二腔室；以及转子，其上设置有径向轴承，所述径向轴承为气浮轴承并且被配置为在径向上支承转子；
[0015]叶轮，布置于所述转子的端部，且位于所述第一腔室和/或第二腔室内；
[0016]进气口，其与所述第一腔室的进气口连通；
[0017]排气口，其与所述第二腔室的出气口连通；
[0018]连接管，其两端分别与所述第一腔室的出气口以及第二腔室的进气口连通。
[0019]进一步地，所述气浮离心压缩机还包括：
[0020]推力盘，其设置于所述转子的端部；以及
[0021]推力轴承，其设置于所述推力盘的一侧或两侧，且为气浮轴承。
[0022]进一步地，所述电机为高速永磁同步电机；和/或
[0023]所述径向轴承为箔片式动压气浮轴承；和/或
[0024]所述叶轮为闭式叶轮。
[0025]进一步地，所述叶轮通过锁紧螺母固定于所述转子的端部；和/或
[0026]所述第一腔室及第二腔室的出气口处还设置有端盖；和/或
[0027]所述第一腔室或第二腔室内包括多级叶轮；和/或
[0028]所述叶轮的轮盖侧设置有密封结构。
[0029]进一步地，所述气浮离心压缩机还包括级间补气口，所述级间补气口设置于所述连接管上。
[0030]进一步地，还包括：
[0031]储冷支路，其两端分别与换热介质回路连通，储冷模块组件设置在储冷支路上；以及
[0032]加热设备，其设置在所述换热介质回路上，且被配置为加热换热介质。
[0033]进一步地，还包括：
[0034]蒸发器，所述蒸发器的一部分与所述制冷回路连通，另一部分与所述换热介质回路连通，其中在蒸发器中，制冷剂冷却换热介质。
[0035]进一步地，还包括：
[0036]吸气压力传感器，其设置在所述气浮离心压缩机与所述蒸发器之间，用于检测冷却换热介质后进入所述气浮离心压缩机的制冷剂的压力；和/或
[0037]吸气温度传感器，其设置在所述气浮离心压缩机与所述蒸发器之间，用于检测冷却换热介质后进入所述气浮离心压缩机的制冷剂的温度；和/或
[0038]排气温度传感器，其设置在所述气浮离心压缩机与所述冷凝器之间，用于检测所述气浮离心压缩机排出的制冷剂的温度；和/或
[0039]排气压力传感器，排气温度传感器，其设置在所述气浮离心压缩机与所述冷凝装置之间，用于检测所述气浮离心压缩机排出的制冷剂的压力。
[0040]进一步地，还包括：
[0041]水泵，其设置在所述换热介质回路上，被配置为给换热介质循环提供动力；和/或
[0042]出水温度传感器，其设置在所述换热介质回路上，用于检测被制冷剂冷却后的换热介质的温度；和/或
[0043]回水温度传感器，其设置在所述换热介质回路上，用于检测流经目标设备的换热介质的温度；和/或
[0044]出水压力传感器，其设置在所述换热介质回路上，用于检测换热介质的压力。
[0045]本专利技术至少具有下列有益效果：本专利技术公开的基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，通过制冷回路对换热介质回路中的换热介质进行冷却，以通过换热介质对目标设备进行冷却，或者利用加热部件对换热介质进行加热，以使换热介质对目标设备进行加热，方便对目标设备加热或冷却模式的切换。在换热介质回路上设置储冷模块组件，在
中高负荷冷量需求时，压缩机正常运转，或以较高输出运转，并将多余冷量进行存储，当遇到低负荷冷量需求时，由于离心式压缩机的压比特性，可以转为从储冷元件中进行取冷，这样即可提升储能热管理系统的全周期能效，又可避免长时间的低负荷冷量需求而压缩机高输出，导致出换热介质温度偏低的情况。利用储冷模块组件中的储冷元件存储换热介质中的冷量，提高了换热介质的换热效率以及对冷能的利用率，节约了能源，提高了储能热管理系统的经济性、灵活性和安全性。上述储能热管理系统中使用的中的气浮离心压缩机，其采用气浮轴承，因此不需要油润滑，省去了回油管路，提升了压缩机与系统的可靠性；同时，由于气浮轴承工作时转轴不与轴承接触，而是靠气膜悬浮电机转子，因此可以将轴承寿命提高至少1倍；在相同冷量下，基于高速永磁同步电机的气浮离心压缩机的尺寸与重量会比涡旋压缩机小50％左右，可以减小液冷系统的体积，这就使得在当其应用于储能系统时，同样尺寸的集装箱内可以布置更多的电池，有助于提升储能系统能量密度。
附图说明
[0046]为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0047]图1示出了根据本专利技术一个实施例的一种基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统的示意图；以及
[0048]图2示出了根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，其特征在于，包括：制冷回路，其被配置为流通制冷剂；制冷系统组件，其设置在所述制冷回路上，且被配置为进行制冷；换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热，其中所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及储冷模块组件，其与所述换热介质回路连通，且能够储存冷量。2.根据权利要求1所述的基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，其特征在于，所述制冷系统组件包括：冷凝装置，其被配置为冷凝制冷剂；节流元件，其与所述冷凝装置连通；以及气浮离心压缩机，其与所述冷凝装置连通，所述气浮离心压缩机包括：电机，其包括：壳体，其内部的两端分别设置有第一腔室及第二腔室；以及转子，其上设置有径向轴承，所述径向轴承为气浮轴承并且被配置为在径向上支承转子；叶轮，布置于所述转子的端部，且位于所述第一腔室和/或第二腔室内；进气口，其与所述第一腔室的进气口连通；排气口，其与所述第二腔室的出气口连通；连接管，其两端分别与所述第一腔室的出气口以及第二腔室的进气口连通。3.根据权利要求2所述的基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，其特征在于，所述气浮离心压缩机还包括：推力盘，其设置于所述转子的端部；以及推力轴承，其设置于所述推力盘的一侧或两侧，且为气浮轴承。4.根据权利要求2所述的基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，其特征在于，所述电机为高速永磁同步电机；和/或所述径向轴承为箔片式动压气浮轴承；和/或所述叶轮为闭式叶轮。5.根据权利要求2所述的基于气浮离心压缩机的带储冷结构的热管理系统，其特征在于，所述叶轮通过锁紧螺母固定于所述转子的端部；和/或所述第一腔室及第二腔室的出气口处还设置有端盖；和/或所述第一腔室或第二腔室内包括多级叶轮；和/或所述叶轮的轮盖侧设置有密封结构。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云建，刘学松，舒涛，冯福金，
申请(专利权)人：华涧新能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：