一种液流电池蓄冷及冷量平衡系统的制作方法

本申请涉及液流电池，尤其是涉及一种液流电池蓄冷及冷量平衡系统。

背景技术：

1、液流电池放电时，会同时产生热量，导致电解液温度上升。电解液温度过高会影响电池性能，故在运行过程中需对系统进行冷却。同时，放电阶段对电解液的冷却会占用调峰负荷，从而降低储能电站的调峰能力。另外，在放电阶段，液流电池反应放热，故液流电池系统需要在放电阶段进行额外的降温操作，从而会降低调峰负荷储能电站的输出功率。

2、在民用建筑中，通常使用蓄冷水池进行蓄冷，从而在用电低谷时段，利用蓄能设备将制冷机制得的冷量储存起来，在用电高峰期再将储存的冷量释放给空调末端使用。如在释放冷量时，同时为液流电池系统进行降温，即可大大提高电池的调峰效率，得到更优的调峰效果。

3、另外，液流电池系统，尤以全钒液流电池为例，为使全钒液流电池系统具有较高的能量效率，通常需要保持电解液温度在25℃以上，最理想的控制目标通常设定在30~40℃。而为控制所处环境湿度，除湿风机结构所需的冷水温度则在6~8℃，以达到所需的除湿效果。故温控过程中的冷水温度也需要更为精确的控制。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种液流电池蓄冷及冷量平衡系统。

2、一种液流电池蓄冷及冷量平衡系统，包括储能系统、外部制冷系统、电池管理系统；

3、所述储能系统包括：正极储液罐、负极储液罐、电堆组、除湿机、正极液流泵、负极液流泵、正极出液阀、负极出液阀、正极回液阀、负极回液阀、正极出液温度传感器、负极出液温度传感器；

4、所述外部制冷系统包括：组合板式换热器组、储能电池制冷机、蓄冷水池、蓄冷泵、冷冻水泵、冷冻出水阀、冷冻回液阀、蓄冷出液阀、蓄冷回液阀、上层布水器、中层布水器、下层布水器、冷冻水温度传感器、蓄冷水温度传感器；

5、所述电池管理系统用于集成和控制所述储能系统和所述外部制冷系统。

6、优选的，所述正极液流泵设置在正极储液罐和电堆组之间，通过管道连接，所述负极液流泵设置在负极储液罐和电堆组之间，通过管道连接；所述正极出液阀设置在正极储液罐和正极液流泵之间，通过管道连接，所述负极出液阀设置在负极储液罐和负极液流泵之间，通过管道连接；所述正极回液阀设置在正极储液罐和电堆组之间，通过管道连接，所述负极回液阀设置在负极储液罐和电堆组之间，通过管道连接；所述正极出液温度传感器设置在正极储液罐和正极出液阀之间，通过管道连接，所述负极出液温度传感器设置在负极液流泵和电堆组之间，通过管道连接。

7、优选的，所述正极出液阀和正极液流泵之间有一个管路分支，该管路分支通过制冷抽液泵，与抽液管路阀和制冷管路阀之间的管路分支相连；再通过制冷管路阀与组合板式换热器组相连，此外抽液管路阀与电堆组、正极回液阀、组合板式换热器组之间有一个管路分支。

8、优选的，所述冷冻水泵设置在储能电池制冷机和组合板式换热器组之间，通过管道连接，所述冷冻出水阀设置在储能电池制冷机和冷冻水泵之间，通过管道连接，所述冷冻水温度传感器设置在储能电池制冷机和冷冻出水阀之间，通过管道连接；在冷冻水温度传感器和冷冻出水阀之间有一个管路分支，与除湿机相连。所述冷冻回液阀设置在组合板式换热器组和储能电池制冷机之间，通过管道连接，所述除湿机冷水阀设置在除湿机和储能电池制冷机之间，通过管道连接。

9、优选的，所述蓄冷泵设置在蓄冷水池和组合板式换热器组之间，通过管道连接，所述蓄冷出液阀设置在蓄冷水池和蓄冷泵之间，通过管道连接，所述蓄冷水温度传感器设置在蓄冷泵和组合板式换热器组之间，通过管道连接，所述蓄冷回液阀设置在组合板式换热器组和蓄冷水池之间，通过管道连接。

10、优选的，所述上层布水器、中层布水器、下层布水器分别安装与蓄冷水池的上层、中层和下层。所述上层布水器与上层水蓄冷释冷阀相连；所述下层布水器与下层水蓄冷释冷阀相连。

11、一种液流电池蓄冷及冷量平衡系统，外部制冷系统的蓄冷流程通常在夜间执行。在蓄冷流程执行时，可以执行如下步骤：

12、蓄冷阶段，来自厂区暖通系统的4℃冷水通过下层水蓄冷释冷阀和下层布水器进入到蓄冷水池中。此时打开蓄冷出液阀和蓄冷回液阀，打开蓄冷泵，使蓄冷水池中的冷水通过中层布水器进入组合板式换热器组中。此时储能电池制冷机处于蓄冷状态。同时，一般夜间蓄冷时段与储能时段重合，故液流电池一般在这个阶段处于充电阶段，储能模块可以在这个阶段控制电解液温度处在25~30℃的较低温度下，令系统在低电价时段获得更多的冷量。

13、释冷阶段，关闭蓄冷泵、蓄冷出液阀和蓄冷回液阀，使用储能电池制冷机进行制冷，控制电解液温度处在30~35℃。同时，在储能系统需要除湿工作时，打开除湿机冷水阀，将冷水送到除湿机中，以达到除湿的功能。

14、综上所述，本申请包含以下至少一种有益技术效果：

15、系统可以在厂区暖通系统的蓄冷过程中对外部制冷系统进行蓄冷操作，以提高蓄冷阶段冷量的利用率；

16、系统可以将夜间存储的冷量于白天放出，减少电力的消耗，提高电能储存的比率，令更多的电量于更需要的时段放出。

1.一种用于液流电池系统的蓄冷及冷量平衡系统，其特征在于，包括储能系统、外部制冷系统、电池管理系统（26）；

2.如权利要求1所述的平衡系统，其特征在于，所述正极液流泵（07p）设置在正极储液罐（01p）和电堆组（02）之间，通过管道连接，所述负极液流泵（07n）设置在负极储液罐（01n）和电堆组（02）之间，通过管道连接；所述正极出液阀（11p）设置在正极储液罐（01p）和正极液流泵（07p）之间，通过管道连接，所述负极出液阀（11n）设置在负极储液罐（01n）和负极液流泵（07n）之间，通过管道连接；所述正极回液阀（12p）设置在正极储液罐（01p）和电堆组（02）之间，通过管道连接，所述负极回液阀（12n）设置在负极储液罐（01n）和电堆组（02）之间，通过管道连接；所述正极出液温度传感器（23p）设置在正极储液罐（01p）和正极出液阀（11p）之间，通过管道连接，所述负极出液温度传感器（23n）设置在负极液流泵（07n）和电堆组（02）之间，通过管道连接。

3.如权利要求1所述的平衡系统，其特征在于，所述正极出液阀（11p）和正极液流泵（07p）之间有一个管路分支，该管路分支通过制冷抽液泵（08），与抽液管路阀（13）和制冷管路阀（14）之间的管路分支相连；再通过制冷管路阀（14）与组合板式换热器组（03）相连，此外抽液管路阀（13）与电堆组（02）、正极回液阀（12p）、组合板式换热器组（03）之间有一个管路分支。

4.如权利要求1所述的平衡系统，其特征在于，所述冷冻水泵（10）设置在储能电池制冷机（04）和组合板式换热器组（03）之间，通过管道连接，所述冷冻出水阀（16）设置在储能电池制冷机（04）和冷冻水泵（10）之间，通过管道连接，所述冷冻水温度传感器（24）设置在储能电池制冷机（04）和冷冻出水阀（16）之间，通过管道连接；在冷冻水温度传感器（24）和冷冻出水阀（16）之间有一个管路分支，与除湿机（05）相连；所述冷冻回液阀（18）设置在组合板式换热器组（03）和储能电池制冷机（04）之间，通过管道连接，除湿机冷水阀（19）设置在除湿机（05）和储能电池制冷机（04）之间，通过管道连接。

5.如权利要求1所述的平衡系统，其特征在于，所述蓄冷泵（09）设置在蓄冷水池（06）和组合板式换热器组（03）之间，通过管道连接，所述蓄冷出液阀（15）设置在蓄冷水池（06）和蓄冷泵（09）之间，通过管道连接，所述蓄冷水温度传感器（25）设置在蓄冷泵（09）和组合板式换热器组（03）之间，通过管道连接，所述蓄冷回液阀（17）设置在组合板式换热器组（03）和蓄冷水池（06）之间，通过管道连接。

6.如权利要求1所述的平衡系统，其特征在于，所述上层布水器（221）、中层布水器（222）、下层布水器（223）分别安装与蓄冷水池（06）的上层、中层和下层；所述上层布水器（221）与上层水蓄冷释冷阀（20）相连；所述下层布水器（223）与下层水蓄冷释冷阀（21）相连。