一种适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置的制作方法

专利2025-04-30  10


本技术涉及液冷式储能热管理机组性能测试领域,具体是涉及一种适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置。


背景技术:

1、随着能源转型的推进和可再生能源的迅速发展,储能技术正引领全球能源产业的变革。从抽水蓄能到电化学储能,储能市场正经历着巨大的变革和增长。

2、其中的储能方式多种多样,存在电化学储能、飞轮储能、压缩空气储能、抽水蓄能、蓄冷蓄热等多种类型,目前,电化学储能正逐渐成为市场主流,与电化学储能配套的电化学储能温控系统也得到快速发展。

3、电化学储能温控系统(以下简称为“储能温控系统”)主要用于对储能电池等新能源设备进行高精度温度控制,在保证储能系统持续安全运行中有非常重要的作用,广泛应用于储能电站、数据中心、通信基站等领域。电化学储能温控系统通过系统设计将储能系统内部的温度控制在锂电池运行的最佳温度区间(10-35℃),并保证电池组内部的温度均一性,从而降低电池寿命衰减或热失控的风险。同时,电池储能系统电池容量和功率大,高功率密度对散热要求较高,电池储能系统内部容易发生电池产热和温度分布不均匀等问题,因而温度控制对于电池储能系统的寿命、安全性极为重要。电化学储能温控系统作为其中核心的能源管理系统之一,具备很好的发展前景。

4、目前,储能温控技术主要分为风冷和液冷两条技术路径。风冷型温控系统涉及的关键零部件有压缩机、膨胀阀、风机、换热器;液冷型温控系统的关键零部件主要有管路、液冷板、蒸发器、水泵、膨胀阀、压缩机、冷却液、绝缘冷却油等,分为冷板式(载冷剂、氟冷式)、浸没式等。储能行业的风冷型温控系统主要用于原数据中心温控的企业,目前装机较多的是通信基站、小型地面电站等功率密度相对较低的项目,风冷型温控系统的制冷效率可以满足。而以mwh计的大型储能系统的电池容量,是电动车储能电池容量的数十倍到百倍,大型储能系统会有大量电池密集排布在集装箱等密闭,更适用于液冷型温控系统。液冷型温控系统较风冷型温控系统复杂,综合性能更强,未来会逐步成为市场的主流选择。

5、在液冷型温控系统中,液冷储能热管理机组为其核心部件。液冷储能热管理机组一般采用乙二醇水溶液作为冷却剂,也有直接使用制冷剂作为冷却剂。运行时冷却液流经集成在电池系统内部的液冷板,以降低电池温度。液冷型温控系统可使电池之间的堆叠更加紧密以提高能量密度;并且具备更强的散热性能,降低电池温差,提升一致性水平,降低热失控风险。

6、现在为了确保液冷型温控系统能运行可靠,需要对其液冷储能热管理机的性能进行测试。但是,目前空调实验室多仅安装了空调焓差实验的水系统,无法对冷却剂为乙二醇水溶液的液冷储能热管理机组直接进行试验。如何在低成本的情况下,将目前的空调实验室改装为能对液冷储能热管理机组进行试验的实验室,是一个较大的难题,这给液冷储能热管理机组的性能测试带来困难。

7、另外,乙二醇水溶液的浓度可能会随着时间变化,需要确保对其浓度的测试精度。同时,一般乙二醇水溶液侧的进出水温差低(2℃进出水温差),其对温度测量的精度要求很高,温度偏差0.1℃,能力偏差接近5%,容易造成液冷储能热管理机组性能测试准确性低。

8、因此,需要设计一种适用于对冷却剂为乙二醇水溶液的液冷式储能热管理机组的性能进行测试的测试装置。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其操作简单、安装方便,并可适配现有空调实验室的水系统进行测试,节约改造成本。

2、本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现:

3、一种适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:包括换热器、溶液回流管路和溶液流出管路,换热器内设有能相互进行热量交换的第一流道和第二流道,第二流道的进口和出口分别与空调实验室原有的水系统连接,测试时空调实验室原有的水系统的水流将流经换热器吸收第一流道内液体的热量,溶液回流管路的出口与第一流道的进口连接,第一流道的出口与溶液流出管路的进口连接,溶液回流管路的进口和溶液流出管路的出口分别用于与待测试的液冷储能热管理机组连接;

4、溶液回流管路上从其进口至出口依次设有第一出口温度传感器和乙二醇浓度计;溶液流出管路上从其进口至出口依次设有液体加入箱、水泵、流量计和第一进口温度传感器,测试时乙二醇水溶液和水均通过液体加入箱进入管路内;在第二流道的进口和出口处分别设有第二进口温度传感器和第二出口温度传感器。

5、进一步地,在溶液流出管路上设有排气支路,排气支路上设有自动放气阀。

6、进一步地,在溶液回流管路和溶液流出管路上分别设有排水支路,排水支路上分别设有排水阀。

7、进一步地,在溶液流出管路上靠近水泵的输出口处设有水压表。

8、进一步地,液体加入箱的出口通过加液支路与溶液流出管路连接,加液支路上设有第一阀门。

9、进一步地,溶液回流管路的进口处设有第二阀门,在溶液流出管路的出口处设有第三阀门。

10、进一步地,实验室原有的水系统的进口和出口处分别设有第四阀门和第五阀门。

11、进一步地,乙二醇浓度计的出口端设有第六阀门。

12、进一步地,溶液回流管路与第一流道之间、溶液流出管路与第一流道之间、第二流道与空调实验室原有的水系统之间分别通过橡胶软接进行连接。

13、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

14、1、本实用新型通过换热器与空调实验室原有的水系统连接,通过热平衡法,测量水系统侧的换热量即可以获得液冷储能热管理机组的制冷量,从而可以配合现有空调实验室的水系统进行测试,节约了改造成本。

15、本实用新型的溶液回流管路上设置乙二醇浓度计对乙二醇水溶液中的乙二醇浓度进行测量,从而能避免乙二醇浓度不准问题。

16、本实用新型操作简单,安装方便,连接换热器、溶液回流管路和溶液流出管路即可在现有的空调实验室对液冷式储能热管理机组进行测试。

17、2、本实用新型能进一步设置排水支路,通过排水支路与液体加入箱的配合,能方便的对管路中的乙二醇水溶液的浓度进行调节。



技术特征:

1.一种适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:包括换热器、溶液回流管路和溶液流出管路,所述换热器内设有能相互进行热量交换的第一流道和第二流道,所述第二流道的进口和出口分别与空调实验室原有的水系统连接,测试时空调实验室原有的水系统的水流将流经所述换热器吸收所述第一流道内液体的热量,所述溶液回流管路的出口与所述第一流道的进口连接,所述第一流道的出口与所述溶液流出管路的进口连接,所述溶液回流管路的进口和所述溶液流出管路的出口分别用于与待测试的液冷储能热管理机组连接;

2.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:在所述溶液流出管路上设有排气支路,所述排气支路上设有自动放气阀。

3.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:在所述溶液回流管路和溶液流出管路上分别设有排水支路,所述排水支路上分别设有排水阀。

4.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:在所述溶液流出管路上靠近所述水泵的输出口处设有水压表。

5.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:所述液体加入箱的出口通过加液支路与所述溶液流出管路连接,所述加液支路上设有第一阀门。

6.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:所述溶液回流管路的进口处设有第二阀门,在所述溶液流出管路的出口处设有第三阀门。

7.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:所述实验室原有的水系统的进口和出口处分别设有第四阀门和第五阀门。

8.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:所述乙二醇浓度计的出口端设有第六阀门。

9.根据权利要求1所述的适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其特征在于:所述溶液回流管路与所述第一流道之间、所述溶液流出管路与所述第一流道之间、所述第二流道与空调实验室原有的水系统之间分别通过橡胶软接进行连接。


技术总结
本技术公开了一种适用于乙二醇液冷式储能热管理机组的性能测试装置,其包括换热器、溶液回流管路和溶液流出管路,换热器的第二流道与空调实验室原有的水系统连接,溶液回流管路的出口与换热器的第一流道的进口连接,第一流道的出口与溶液流出管路的进口连接,溶液回流管路和溶液流出管路还与待测试的液冷储能热管理机组连接;溶液回流管路上依次设有第一出口温度传感器和乙二醇浓度计;溶液流出管路上依次设有液体加入箱、水泵、流量计和第一进口温度传感器,在第二流道的进口和出口处分别设有第二进口温度传感器和第二出口温度传感器。本技术操作简单、安装方便,并可适配现有空调实验室的水系统进行测试,节约改造成本。

技术研发人员:刘昕涛,吴志东,戴兴学,李斌诚,施铖,陈泽鹏
受保护的技术使用者:威凯检测技术有限公司
技术研发日:20231110
技术公布日:2024/6/26
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