[發明專利]一種集成氟泵制冷和除濕的液冷系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202211659337.4
• 申請日: 2022-12-22
• 公開（公告）號: CN115900132A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 蘇家燕;謝春輝;陳華;徐靜曉;劉健泓;陳健豪;李杰
• 申請（專利權）人: 廣東申菱環境系統股份有限公司
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00;F25B49/02;F25D31/00;B01D53/26;H01M10/613;H01M10/655;H01M10/6569;H01M10/6563;H01M10/6567;H01M10/633;H01M10/637
• 代理公司: 廣州智豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44655
• 代理人: 邱奕才

本發明涉及儲能集裝箱溫控設備技術領域，具體涉及一種集成氟泵制冷和除濕的液冷系統及其控制方法。系統包括控制模塊以及均與控制模塊連接的壓縮制冷單元、氟泵制冷單元、除濕單元和水力模塊；所述水力模塊與散熱對象相連接，用于將散熱對象的熱量帶出；所述壓縮制冷單元和氟泵制冷單元與水力模塊相連接，用于與水力模塊進行熱交換；所述除濕單元與壓縮制冷單元相連接，用于對散熱對象安裝環境進行除濕。本發明在滿足散熱對象工作溫度控制的同時，還可按需智能啟停除濕功能，實現送風溫濕度的調節，確保散熱對象工作環境濕度可靠性，環境適應性強、低溫啟動性好，節省空間和成本，合理利用壓縮機能耗，避免能源浪費。

技術領域

本發明涉及儲能集裝箱溫控設備技術領域，更具體地，涉及一種集成氟泵制冷和除濕的液冷系統及其控制方法。

背景技術

近年來，新能源發電占比不斷提升，儲能設備也遇到了歷史發展機遇，成為了能源轉型的重要一環。由于儲能集裝箱高散熱量、全年運行、電池負載充放電發熱變化和環境高低溫濕度變化等特點，要求空調系統需長期穩定運行、散熱效率高、經濟節能、可靠性高、環境適應性強、控制精準度強，因此對于如何做好儲能集裝箱的熱管理也是一大挑戰。

其中，液冷溫控方式是以液體為冷卻介質，通過對流換熱將電池產生的熱量帶走，其具備換熱密度大、散熱效率高，均溫性好、可提高電池的壽命，以及節能和節省空間等優勢，已逐漸成為了目前主流的電池冷卻方式。另外，溫控系統環境適應力強、節能潛力深挖、系統安全可靠性也是電化學電池儲能技術發展關鍵因素之一，因此還需考慮溫控系統的壓縮機系統在低溫環境下的性能可靠性變差的劣勢，需使溫控系統在不同高低溫高低濕的自然環境下均能可靠運行。且由于電化學電池安裝的集裝箱內部環境對濕度有較嚴格要求(電化學電池的使用環境相對濕度不宜大于75％)，故溫控系統還需具備除濕功能。

現有技術中的溫控系統通常僅能實現電池的降溫，無法同時解決集裝箱環境濕度問題，而高濕度會給電池帶來安全隱患。通常還需獨立配套風冷空調或其他除濕裝置進行集裝箱內部環境濕度調節，但這種方式占據儲能集裝箱內的空間較大，且項目投入成本和安裝工程量較大，不利于電化學儲能技術推廣應用。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術的至少一種缺陷(不足)，提供一種集成氟泵制冷和除濕的液冷系統及其控制方法，采用三種不同模式的制冷單元，實現高效節能的技術效果，在確保制冷功能的同時兼具除濕功能，可同時滿足散熱對象工作時的溫濕度要求，節省空間和成本，提高系統安全可靠性，提高環境適應性。

本發明采取的技術方案是：

第一方面，提供一種集成氟泵制冷和除濕的液冷系統，包括控制模塊以及均與控制模塊連接的壓縮制冷單元、氟泵制冷單元、除濕單元和水力模塊；

所述水力模塊與散熱對象相連接，用于將散熱對象的熱量帶出；

所述壓縮制冷單元和氟泵制冷單元與水力模塊相連接，用于與水力模塊進行熱交換；

所述除濕單元與壓縮制冷單元相連接，用于對散熱對象安裝環境進行除濕；

所述除濕單元的入口還設有第二膨脹閥，所述第二膨脹閥用于獨立控制至少一個除濕蒸發器的蒸發壓力。

本發明提供的系統將溫濕度控制一體化集成、壓縮制冷及氟泵制冷一體化集成，具有節能高效、節省空間和成本、低溫啟動性好、環境適應性強、壽命長、安全可靠、散熱效率高且均溫性好等優點。同時，在除濕單元分支路的液管單獨設膨脹閥，可獨立控制蒸發壓力，精準控制溫濕度。

進一步的，所述系統包括蒸發器、壓縮機、第一單向閥、冷凝器、儲液罐、第二單向閥、第一膨脹閥、第三單向閥和氟泵；所述蒸發器、壓縮機、第一單向閥、冷凝器、儲液罐、第二單向閥和第一膨脹閥依次連接組成所述壓縮制冷單元，所述壓縮制冷單元通過所述蒸發器與水力模塊進行熱交換；