[實用新型]一種用于氫儲能系統的熱控制系統

有效

• 申請號: 202220216694.2
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN216872038U
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 包紅旗;邢文哲;趙清華;張閃
• 申請（專利權）人: 中電新源（廊坊）電氣集團有限公司
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/04701;H01M8/04007
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277
• 代理人: 鄧愛民

本實用新型涉及一種用于氫儲能系統的熱控制系統，包括氫儲能系統及熱量調節系統，氫儲能系統包括順次連接的制氫裝置、儲氫裝置及氫發電裝置；熱量調節系統包括閉式冷卻塔、開式冷卻塔、第一熱源水泵及換熱器，制氫裝置和氫發電裝置各自與閉式冷卻塔相連，儲氫裝置釋放氫氣時通過換熱器吸收氫發電裝置釋放的熱能；制氫裝置向儲氫裝置充入氫氣時，第一熱源水泵或開式冷卻塔對儲氫裝置進行冷卻。本實用新型針對大規模氫儲能電站的熱量回收及控制而設計，所公開的熱控制系統能夠滿足氫儲能系統中各個設備的冷卻換熱需求，有助于提高熱能轉換的利用率，還可以回收利用系統中產生的熱能，避免了能源的浪費。

技術領域

本實用新型涉及儲能技術領域，尤其涉及氫儲能系統中各設備間的冷卻及換熱控制，具體涉及一種用于氫儲能系統的熱控制系統。

背景技術

隨著對環境保護的日益關注，可再生資源的開發利用研究成為熱門關注對象。鑒于諸如風能、太陽光能等可再生資源存在不穩定性，為避免對電網造成巨大沖擊，儲能技術成為很好的解決手段。氫儲能技術是利用可再生資源產生的多余電能通過電解制氫設備產生氫氣，將氫氣存儲在儲氫罐內，必要時將儲氫罐內的氫氣通過氫發電裝置（如燃料電池）轉換為電能，作為電網電能的補充。

氫儲能系統在運行過程中，電解制氫設備、儲氫罐儲氫及氫氣發電均會釋放出熱量，而儲氫罐釋放氫氣時則需要外界提供熱量，現有技術中對氫儲能系統中釋放出來的熱量缺少有效利用，氫儲能系統中各個設備的工作溫度需滿足一定的條件，在熱控制方面關注度不夠，不僅會造成熱量的浪費，也不利于能量轉化效率的提升，有必要針對氫儲能系統中的設備冷卻及換熱需求設計出一種熱控制系統。

對于氫儲能系統的熱控制管理，現有技術中也主要圍繞單機模塊進行解決。由于單機模塊的氫儲能系統規模小，產生的熱量少，大多直接采用自來水進行冷卻，冷卻水升溫后通過多個儲水罐之間的切換實現換熱平衡。這種熱控制方式并不適用于大型氫儲能系統，大型氫儲能系統包括多個，甚至上百個氫儲能單元，所產生的熱量大，僅僅依靠自來水冷卻遠不能滿足要求，且儲水罐需求數量很大，需要占用很多空間，使得上述現有技術并不適用。

實用新型內容

本實用新型公開一種用于氫儲能系統的熱控制系統，不僅適用于單機模塊的氫儲能系統，尤其適用于大規模集成氫儲能電站使用，能夠滿足大型氫儲能系統中各個設備的冷卻換熱需求，提高熱能轉換利用率。

為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種用于氫儲能系統的熱控制系統，包括氫儲能系統及熱量調節系統，氫儲能系統包括順次連接的制氫裝置、儲氫裝置及氫發電裝置；熱量調節系統包括閉式冷卻塔、開式冷卻塔、第一熱源水泵及換熱器，制氫裝置和氫發電裝置各自與閉式冷卻塔相連，儲氫裝置釋放氫氣時通過換熱器吸收氫發電裝置釋放的熱能；制氫裝置向儲氫裝置充入氫氣時，第一熱源水泵或開式冷卻塔對儲氫裝置進行冷卻。

進一步，所述閉式冷卻塔通過閥門切換選擇為制氫裝置、氫發電裝置中的其一進行降溫處理。

進一步，所述第一熱源水泵采用螺桿熱源水泵，螺桿熱源水泵的蒸發器與儲氫裝置連接，螺桿熱源水泵的冷凝器與開式冷卻塔連接。

進一步，所述儲氫裝置與開式冷卻塔之間設有直連冷卻管路，直連冷卻管路上安裝閥門。

進一步，所述熱量調節系統還包括熱水箱，熱水箱與閉式冷卻塔之間用設有循環泵的循環水直連通道相連，循環水直連通道用于將閉式冷卻塔中被加熱的冷卻水輸送至熱水箱內，對熱水箱中的水進行一次加熱，熱水箱與儲氫裝置之間設置帶閥門的預熱通道，預熱通道用于通過熱水箱中的熱水給預啟動的儲氫裝置預熱。

進一步，所述熱水箱與閉式冷卻塔之間還設有第二熱源水泵，第二熱源水泵的一端連接熱水箱，熱源水泵的另一端連接閉式冷卻塔。