一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统技术方案

本实用新型专利技术涉及储能集装箱温控设备技术领域，具体涉及一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统。所述系统包括压缩制冷单元、氟泵制冷单元、除湿单元和水力模块；所述水力模块与散热对象相连接，用于将散热对象的热量带出；所述压缩制冷单元和氟泵制冷单元与水力模块相连接，用于与水力模块进行热交换；所述除湿单元与压缩制冷单元相连接，用于对散热对象安装环境进行除湿。根据环境温度切换两种不同制冷模式，实现高效节能的技术效果，在确保制冷功能的同时兼具加热功能、除湿功能，可同时满足散热对象工作时的温湿度要求，节省空间和成本，提高环境适应性。提高环境适应性。提高环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统


[0001]本技术涉及储能集装箱温控设备
，更具体地，涉及一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统。

技术介绍

[0002]近年来，新能源发电占比不断提升，储能设备也遇到了历史发展机遇，成为了能源转型的重要一环。由于储能集装箱高散热量、全年运行、电化学电池负载充放电发热变化和环境高低温湿度变化等特点，要求空调系统需长期稳定运行、散热效率高、经济节能、可靠性高、环境适应性强、控制精准度强，因此对于如何做好储能集装箱的热管理也是一大挑战。
[0003]其中，液冷温控方式是以液体为冷却介质，通过对流换热将电化学电池产生的热量带走，其具备换热密度大、散热效率高，均温性好、可提高电化学电池的寿命，以及节能和节省空间等优势，已逐渐成为了目前主流的电化学电池冷却方式。另外，温控系统环境适应力强、节能潜力深挖、系统安全可靠性也是电化学电池储能技术发展关键因素之一，因此还需考虑温控系统的压缩机系统在低温环境下的性能可靠性变差的劣势，需使温控系统在不同高低温高低湿的自然环境下均能可靠运行。且由于电化学电池安装的集装箱内部环境对湿度有较严格要求(电化学电池的使用环境相对湿度不宜大于75％)，故温控系统还需具备除湿功能。
[0004]现有技术中的温控系统通常仅能实现电化学电池的降温，无法同时解决集装箱环境湿度问题，高湿度给电化学电池带来安全隐患。故通常还需独立配套风冷空调或其他除湿装置进行集装箱内部环境湿度调节，但这种方式占据储能集装箱内的空间较大，且项目投入成本和安装工程量较大，不利于电化学储能技术推广应用。

技术实现思路

[0005]本技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，采用两种不同模式的制冷单元，实现高效节能的技术效果，在确保制冷功能的同时兼具除湿功能，可同时满足散热对象工作时的温湿度要求，节省空间和成本，提高环境适应性。
[0006]本技术采取的技术方案为：提供一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，包括压缩制冷单元、氟泵制冷单元、除湿单元和水力模块；所述水力模块与散热对象相连接，用于将散热对象的热量带出；所述压缩制冷单元和氟泵制冷单元与水力模块相连接，用于与水力模块进行热交换；所述除湿单元与压缩制冷单元相连接，用于对散热对象安装环境进行除湿。
[0007]本技术提供的系统将温湿度控制一体化集成、压缩制冷及氟泵制冷一体化集成，具有节能高效、节省空间和成本、低温启动性好、环境适应性强、寿命长、安全可靠、散热效率高且均温性好等优点。
[0008]进一步的，所述压缩制冷单元包括蒸发器、压缩机、第一单向阀、冷凝器、储液罐、第二单向阀和第一膨胀阀；所述蒸发器、压缩机、第一单向阀、冷凝器、第二单向阀和第一膨胀阀依次连接，形成压缩制冷循环，所示压缩制冷单元通过所述蒸发器与水力模块进行热交换。
[0009]更具体的，当环境温度大于预设的切换温度时，启动压缩制冷单元，即启动压缩制冷模式；同时关闭氟泵制冷单元，即关闭氟泵制冷模式，保证同一时段内至少一条支路工作。水力模块中吸收了散热对象热量的冷却液通过蒸发器将热量传递给蒸发器中的制冷剂，蒸发器中的制冷剂吸热蒸发后返回压缩机，压缩机将低温低压气体压缩成为高温高压气体，经第一单向阀再进入冷凝器，冷凝器将高温高压气体冷凝为中温高压液体，经储液罐和第二单向阀再进入第一膨胀阀节流降压成低温低压气液混合，再进入蒸发器吸热蒸发成低温低压气体，从而形成压缩制冷封闭循环。
[0010]进一步的，所述氟泵制冷单元包括第三单向阀和氟泵；所述蒸发器、第三单向阀、冷凝器、储液罐、氟泵和第一膨胀阀依次连接，形成氟泵制冷循环，所述氟泵制冷单元通过所述蒸发器与水力模块进行热交换。
[0011]所述压缩制冷单元和氟泵制冷单元的管路和器件在一定程度上重合，两种运行模式根据环境温度按需智能切换使用。
[0012]更具体的，当环境温度小于或等于预设的切换温度时，启动氟泵制冷单元，即启动氟泵制冷模式；同时关闭压缩制冷单元，即关闭压缩制冷模式，保证同一时段内至少一条支路工作。水力模块中吸收了散热对象热量的冷却液通过蒸发器将热量传递给蒸发器中的制冷剂，蒸发器中的制冷剂通过运行的氟泵提供动力，蒸发器中的制冷剂经过第三单向阀、冷凝器、储液罐和氟泵后，进入第一膨胀阀，经过节流降压形成低温低压的气液混合，再进入蒸发器与吸收了散热对象热量的冷却液进行隔离换热，吸热蒸发后经过第三单向阀进入冷凝器，冷凝器将高温高压气体冷凝为中温高压液体，经过储液罐再进入氟泵，通过氟泵泵入第一膨胀阀，经过节流降压形成低温低压的气液混合，从而形成氟泵制冷封闭循环。所述氟泵制冷单元利用冷媒相变潜热将散热对象的热量带走，无需启动压缩机，可在低温时起到节能效果。氟泵制冷单元和压缩制冷单元共用冷凝器、蒸发器和储液罐和第一膨胀阀，系统管路和配件在一定程度上重合，节省安装空间和成本。
[0013]进一步的，还包括第一风机，所述第一风机用于对流使冷凝器与外界进行热交换，将系统内的热量散发到室外环境。第一风机通过强制对流将系统内的热量散发到室外环境，使冷凝器中的高温高压气体冷凝为中温高压液体。
[0014]本技术集成压缩制冷和氟泵制冷，根据环境温度智能切换两种制冷模式，在环境温度较高时使用压缩制冷进行快速降温，在环境温度较低时使用氟泵制冷进行节能，切换温度可按需调整。合理利用两种制冷模式的特性，达到高效节能、低温启动性好、环境适应性强的效果，高效精准控制供液温度的同时，有效延长压缩机及储能集装箱使用寿命。
[0015]进一步的，所述除湿单元包括至少一个除湿蒸发器和第二风机，所述至少一个除湿蒸发器与所述压缩制冷单元连接形成除湿循环；所述第二风机用于对流使散热对象安装环境的高湿空气与所述至少一个除湿蒸发器进行热交换。
[0016]所述除湿单元为压缩制冷单元的支路，故需要除湿通风时，优先切换到压缩制冷模式。通过第二风机强制对流，使散热对象周围的高湿空气与除湿蒸发器换热，携带的水分
在制冷剂吸热蒸发下凝结析出，换热后的低温低湿空气送入散热对象周围，进而实现除湿作用，另外可根据集装箱内部环境温湿度需求调整第二风机的风量和除湿蒸发器面积实现不同除湿能力。本技术利用一体化系统实现制冷、加热和除湿功能，通过制冷、加热模式与除湿模式的联动，独立智能控制散热对象的温湿度，可降低湿空气对储能集装箱电气元件及散热对象的影响，提高运行稳定性，可同时满足散热对象工作温、湿度要求，避免能源浪费，可节省一定安装空间和成本，便于安装和运维。其中所述第二风机的风量和所述除湿蒸发器的换热面积可按需调节，从而实现送风温湿度调节。
[0017]进一步的，所述除湿单元的入口还设有第二膨胀阀，所述第二膨胀阀用于独立控制至少一个除湿蒸发器的蒸发压力，便于本系统精准独立控制温湿度。在除湿单元分支路的液管单独设膨胀阀，可独立控制蒸发压力，精准控制温湿度。
[0018]进一步的，所述水力模块包括通过管路顺次连接的储能集装箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，其特征在于，包括压缩制冷单元、氟泵制冷单元、除湿单元和水力模块；所述水力模块与散热对象相连接，用于将散热对象的热量带出；所述压缩制冷单元和氟泵制冷单元与水力模块相连接，用于与水力模块进行热交换；所述除湿单元与压缩制冷单元相连接，用于对散热对象安装环境进行除湿。2.根据权利要求1所述的一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，其特征在于，所述压缩制冷单元包括蒸发器、压缩机、第一单向阀、冷凝器、储液罐、第二单向阀和第一膨胀阀；所述蒸发器、压缩机、第一单向阀、冷凝器、储液罐、第二单向阀和第一膨胀阀依次连接，形成压缩制冷循环，所示压缩制冷单元通过所述蒸发器与水力模块进行热交换。3.根据权利要求2所述的一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，其特征在于，所述氟泵制冷单元包括第三单向阀和氟泵；所述蒸发器、第三单向阀、冷凝器、储液罐、氟泵和第一膨胀阀依次连接，形成氟泵制冷循环，所述氟泵制冷单元通过所述蒸发器与水力模块进行热交换。4.根据权利要求2或3所述的一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，其特征在于，还包括第一风机，所述第一风机用于对流使冷凝器与外界进行热交换，将系统内的热量散发到室外环境。5.根据权利要求1所述的一种集成氟泵节能和除湿功能的液冷系统，其特征在于，所述除湿单元包括至少一个除湿蒸发器和第二风机；所述至少一个除湿蒸发器与所述压缩制冷单元连接形成除湿循环；所述第二风机用于对流使散热对象安装环境的湿空气与所述至少一个除湿蒸发器进行热交换。6.根据权利要求5所述的一种集成氟泵节能...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏家燕，谢春辉，陈华，徐静晓，刘健泓，
申请(专利权)人：广东申菱环境系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：