温控装置及储能设备的制作方法

1.本实用新型涉及储能技术领域，特别是涉及一种温控装置及储能设备。


背景技术：

2.目前，随着光伏发电、风电等新能源装机规模越来越大，对电力储能的需求也越来越大，储能项目建设也越来越多。由于电化学储能具有不受地理条件限制、安装方便、响应速度快等特点，在发电侧、电网侧、用户侧的应用也越来越多。
3.电化学储能装置包括磷酸铁锂电池、三元锂电池、铅酸电池等，大多以集装箱式进行集成与安装，并且以其现场施工量小而广泛应用。由于电池运行过程中发热，热量积聚在集装箱内，而电池温度的高低、均匀性对电池的充放电性能、寿命、安全性均有不同程度影响，在集装箱内布置有温度控制设备，以控制电池的温度，保证电池的安全运行成为目前的常规设计及做法。目前，集装箱温度控制多采用柜式空调，虽然能部分解决电池的温度控制温度，但是柜式空调在室外温度较低时仍然需要开启压缩机进行机械制冷循环导致能耗较高。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对集装箱温控能耗较高的问题，提供一种温控装置及储能设备。
5.本实用新型提供了一种温控装置，与内设有电池包的集装箱配合使用，包括：
6.两个制冷系统，并排设置且均有氟利昂，二者中第一制冷系统具有压缩机；
7.风管组件，与所述制冷系统连通，具有回风口及出风口；
8.第一温度传感器，设于两个所述制冷系统中第二制冷系统靠近所述回风口的一侧，用于获取并传输所述回风口的第一温度；
9.控制器，与所述压缩机、所述第一温度传感器信号连接，在所述第一温度小于或等于设定温度时控制所述压缩机关闭，所述第一温度大于所述设定温度时控制所述压缩机开启。
10.在上述温控装置中，风管组件的出风口以及回风口插入到集装箱内，回风口设置在靠近电池包的位置，电池包通过自带的风机由集装箱内部吸入冷风进行换热降温，换热后的热风经过回风口进入到送风管，并经由制冷系统，热风在氟利昂的气态、液态相互转换中实现换热降温，降温后的冷风回流到出风口排入到集装箱内，以实现制冷循环。在室外空气温度较低时，通过回风口附近的第一温度传感器获取回风口的第一温度，控制器接收到第一温度后与预存在其内部的设定温度相对比，在第一温度小于或等于设定温度时控制压缩机关闭，此时通过第二制冷系统利用室外自然冷源进行降温制冷，以节约能源，降低能耗。并且在第一温度大于设定温度时控制压缩机开启，此时的制冷循环通过第一制冷系统和第二制冷系统配合实现，制冷效率较高。
11.在其中一个实施例中，所述第二制冷系统包括第一冷凝器、第一蒸发器及第一氟利昂管路，其中：
12.所述第一蒸发器内设置有液态氟利昂，与所述风管组件相连通，且靠近所述回风口；
13.所述第一冷凝器设置在所述集装箱的外侧,且与所述第一蒸发器具有高度差；
14.所述第一氟利昂管路包括气管和液管，所述气管和所述液管分别连通所述第一冷凝器和所述第一蒸发器，且所述气管位于所述液管的上方。
15.在其中一个实施例中，所述第一制冷系统包括第二冷凝器、第二蒸发器及第二氟利昂管路，其中：
16.所述第二蒸发器内设置有所述液态氟利昂，贴合于所述第一蒸发器远离所述回风口的一侧；
17.所述第二冷凝器贴合于所述第一冷凝器远离所述回风口的一侧；
18.所述第二氟利昂管路上设置有所述压缩机。
19.在其中一个实施例中，温控装置还包括第一风机，所述第一风机设置于所述第二冷凝器远离所述第一冷凝器的一侧；和/或，还包括第二风机，所述第二风机设置于所述第二蒸发器远离所述第一蒸发器的一侧。
20.在其中一个实施例中，所述控制器与所述第一风机信号连接，用于在所述第一温度小于或等于设定温度时变频控制所述第一风机。
21.在其中一个实施例中，所述第二蒸发器和所述第一蒸发器之间设置第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器信号连接，用于获取并传输所述第二蒸发器和所述第一蒸发器之间的第二温度，在所述第二温度大于设定温度时所述控制器控制所述压缩机开启。
22.另外，本实用新型还提供了一种储能设备，包括集装箱，所述集装箱包括箱体，还包括至少一个上述任一项技术方案所述的温控装置，所述温控装置设置于所述箱体，所述风管组件的两端设置于所述箱体内，且所述回风口靠近所述电池包设置。
23.在上述储能设备中，风管组件的出风口以及回风口插入到集装箱内，回风口设置在靠近电池包的位置，电池包通过自带的风机由集装箱内部吸入冷风进行换热降温，换热后的热风经过回风口进入到送风管，并经由制冷系统，热风在氟利昂的气态、液态相互转换中实现换热降温，降温后的冷风回流到出风口排入到集装箱内，以实现制冷循环。在室外空气温度较低时，通过回风口附近的第一温度传感器获取回风口的第一温度，控制器接收到第一温度后与预存在其内部的设定温度相对比，在第一温度小于或等于设定温度时控制压缩机关闭，此时通过第二制冷系统利用室外自然冷源进行降温制冷，以节约能源，降低能耗。并且在第一温度大于设定温度时控制压缩机开启，此时的制冷循环通过第一制冷系统和第二制冷系统配合实现，制冷效率较高。因此，具有上述温控装置的储能设备的能效较低，并且制冷效率较高。
24.在其中一个实施例中，所述风管组件包括第一管体，所述第一管体与所述第一制冷系统的出风口相连通，且沿第一方向伸入所述箱体，所述第一方向平行于所述箱体的短边方向。
25.在其中一个实施例中，所述风管组件还包括第二管体，所述第二管体的一端与所述第二制冷系统的进风口相连通，另一端形成所述回风口贴合并罩设于所述电池包的发热面上。
26.在其中一个实施例中，所述温控装置的数目为多个，所述电池包的数目为多个，且至少一部分的发热面同向设置于所述箱体内，所述温控装置靠近所述电池包的发热面设置。
附图说明
27.图1为本实用新型的一实施例的储能设备的剖视图；
28.图2为图1所示储能设备的俯视图；
29.图3为本实用新型的另一实施例的储能设备的剖视图；
30.图4为图3所示储能设备的俯视图；
31.图5为本实用新型的一实施例的温控装置的局部示意图。
32.附图标记：
33.10、储能设备；x、第一方向；
34.100、集装箱；110、箱体；120、电池包；130、电池架；
35.200、温控装置；210、制冷系统；211、第一制冷系统；2111、压缩机；2112、第二冷凝器；2113、第二蒸发器；2114、第二氟利昂管路；212、第二制冷系统； 2121、第一冷凝器；2122、第一蒸发器；2123、第一氟利昂管路；2124、气管； 2125、液管；220、风管组件；221、回风口；222、第一管体；223、第二管体； 230、第一温度传感器；240、控制器；250、第一风机；260、第二风机；270、第二温度传感器；280、第三温度传感器；290、第四温度传感器。
具体实施方式
36.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技
术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
42.下面结合附图介绍本实用新型实施例提供的技术方案。
43.如图1、图2、图3以及图4所示，本实用新型提供了一种储能设备10，应用到储能技术领域，用于实现电化学储能。储能设备10包括集装箱100，集装箱100包括箱体110以及电池包120，电池包120设置在箱体110的内部，在电池包120具有多个时，多个电池包120通过电池架130并排设置。储能设备10 还包括至少一个下述任一项技术方案的温控装置200，温控装置200设置于箱体 110。
44.继续参考图5，本实用新型还提供了一种温控装置200，该温控装置200与集装箱100配合使用，用于实现集装箱100内部的换热降温，该温控装置200 包括两个制冷系统210、风管组件220、第一温度传感器230以及控制器240这几部分，风管组件220的两端设置于箱体110内，并且风管组件220具有回风口221，回风口221靠近电池包120设置，其中：
45.每一制冷系统210设有氟利昂，并且两个制冷系统210并排设置。两个制冷系统210中第一制冷系统211具有压缩机2111，而另一制冷系统210为第二制冷系统212，第二制冷系统212中并没有压缩机2111。
46.风管组件220与制冷系统210相连通，回风口221用于进入电池包120换热后的热风，出风口用于排出经过制冷系统210降温后的冷风。
47.第一温度传感器230设于第二制冷系统212靠近回风口221的一侧，并且第一温度传感器230与控制器240信号连接，用于获取回风口221的第一温度并将所获取的第一温度传输至控制器240。
48.控制器240与压缩机2111信号连接，在第一温度小于或等于设定温度时控制器240控制压缩机2111关闭，在第一温度大于设定温度时控制器240控制压缩机2111开启。在具体设置时，控制器240可以为遥控器，还可以为其他能够满足要求的结构形式。
49.在上述储能设备10中，风管组件220的出风口以及回风口221插入到集装箱100内，回风口221设置在靠近电池包120的位置，电池包120通过自带的风机由集装箱100内部吸入冷风进行换热降温，换热后的热风经过回风口221 进入到风管组件220，并经由制冷系统210，热风在氟利昂的气态、液态相互转换中实现换热降温，降温后的冷风回流到出风口排入到集装箱100内，以实现制冷循环。在室外空气温度较低时，通过回风口221附近的第一温度传感器230 获取回风口221的第一温度，控制器240接收到第一温度后与预存在其内部的设定温度相对比，在第一温度小于或等于设定温度时控制压缩机2111关闭，此时通过第二
制冷系统212利用室外自然冷源进行降温制冷，以节约能源，降低能耗。并且在第一温度大于设定温度时控制压缩机2111开启，此时的制冷循环通过第一制冷系统211和第二制冷系统212配合实现，制冷效率较高。因此，具有上述温控装置200的储能设备10的能效较低，并且制冷效率较高。
50.第二制冷系统212的结构具有多种形式，一种优选实施方式中，如图1、图 3以及图5所示，第二制冷系统212包括第一冷凝器2121、第一蒸发器2122以及第一氟利昂管路2123，其中：
51.第一蒸发器2122内设置有液态氟利昂，第一蒸发器2122与风管组件220 相连通，并且第一蒸发器2122靠近回风口221；液态氟利昂与回风口221进入的热风换热后蒸发，以实现热风降温。
52.第一冷凝器2121设置在集装箱100的外侧，并且第一冷凝器2121与第一蒸发器2122具有高度差，进入第一冷凝器2121的气态氟利昂与外界空气换热后冷凝并回流到第一蒸发器2122内，以实现第二制冷系统212的循环制冷。
53.第一氟利昂管路2123包括气管2124和液管2125，气管2124和液管2125 分别连通第一冷凝器2121和第一蒸发器2122。气管2124用于气态的氟利昂从第一蒸发器2122进入到第一冷凝器2121，液管2125用于液态的氟利昂经过第一冷凝器2121回流到第一蒸发器2122内。
54.在上述温控装置200中，换热后的热风经过回风口221进入到风管组件220，首先经由第一蒸发器2122，热风与第一蒸发器2122内的液态氟利昂进行换热，第一蒸发器2122内的液态氟利昂吸热汽化并经由气管2124上升至第一冷凝器 2121处，第一冷凝器2121的气态氟利昂与外界空气换热后冷凝并回流到第一蒸发器2122内，以能够实现循环热风降温后的冷风回流到出风口排入到集装箱100 内，以实现集装箱100的制冷循环。
55.第二制冷系统212的结构具有多种形式，一种优选实施方式中，如图1、图 3以及图5所示，第一制冷系统211包括第二冷凝器2112、第二蒸发器2113及第二氟利昂管路2114，其中：
56.第二蒸发器2113内设置有液态氟利昂，液态氟利昂与热风换热后蒸发，以实现热风降温。第二蒸发器2113贴合于第一蒸发器2122远离回风口221的一侧；在具体设置时，第二蒸发器2113和第一蒸发器2122之间的贴合操作可以为粘结剂粘接在一起，也可以为螺纹紧固件连接后面与面之间贴合，当然，还可以为其他能够满足要求的方式。
57.第二冷凝器2112贴合于第一冷凝器2121远离回风口221的一侧，进入第二冷凝器2112的气态氟利昂与外界空气换热后冷凝并回流到第二蒸发器2113 内，以实现第一制冷系统211的循环制冷。在具体设置时，第二冷凝器2112与第一冷凝器2121之间的贴合操作可以为粘结剂粘接、螺纹紧固件连接等方式。
58.第二氟利昂管路2114上设置有压缩机2111，第二氟利昂管路2114可以包括两个管体，一管体内直接连接第二冷凝器2112和第二蒸发器2113，另一管体上设置有压缩机2111，并且这一管体的两端分别连接第二冷凝器2112和第二蒸发器2113。
59.在上述温控装置200中，换热后的热风经过回风口221进入到风管组件220，首先经由第一蒸发器2122，热风与第一蒸发器2122内的液态氟利昂进行换热，接着经由第二蒸发器2113，再次通过与第二蒸发器2113内的液态氟利昂进行换热，液态氟利昂吸热汽化并经
第一冷凝器2121或第二冷凝器2112与外界空气换热后冷凝并回流，以能够通过第一制冷系统211和第二制冷系统212的配合操作快速实现循环热风降温后的冷风回流到出风口排入到集装箱100内，以高效地实现集装箱100的制冷循环。在具体设置时，如图1、图2、图3以及图4 所示，第一冷凝器2121和第二冷凝器2112设置在箱体110的外侧，第一蒸发器2122和第二蒸发器2113可以设置在箱体110的外侧，也可以设置在箱体110 的内侧。
60.为了进一步提高制冷效率，如图5所示，温控装置200内还设置有风机，而风机的设置方式具有以下三种：
61.方式一，温控装置200还包括第一风机250，第一风机250设置于第二冷凝器2112远离第一冷凝器2121的一侧。在上述温控装置200内，第二冷凝器2112 和第一冷凝器2121共用一个第一风机250，第一风机250用于从室外向着第一冷凝器2121的方向进行吸风，以使得冷风能够从室外快速地进入到制冷系统210 处与第二冷凝器2112和第一冷凝器2121进行换热操作，提高制冷效率，并且节约能源。
62.方式二，温控装置200还包括第二风机260，第二风机260设置于第二蒸发器2113远离第一蒸发器2122的一侧。在上述温控装置200内，第二蒸发器2113 和第一蒸发器2122共用一个第二风机260，第二风机260用于从回风口221向着第一蒸发器2122的方向进行吸风，以使得热风能够从回风口221快速地进入到第一蒸发器2122和第二蒸发器2113处与制冷系统210进行换热操作，提高制冷效率，并且节约能源。
63.方式三，温控装置200还包括第一风机250以及第二风机260，第一风机 250设置于第二冷凝器2112远离第一冷凝器2121的一侧；第二风机260设置于第二蒸发器2113远离第一蒸发器2122的一侧。在上述温控装置200内，第二冷凝器2112和第一冷凝器2121共用一个第一风机250，第二蒸发器2113和第一蒸发器2122共用一个第二风机260，第二风机260用于从回风口221向着第一蒸发器2122的方向进行吸风，以使得热风能够从回风口221快速地进入到第一蒸发器2122和第二蒸发器2113处，同时，第一风机250用于从室外向着第一冷凝器2121的方向进行吸风，以使得冷风能够从室外快速地进入到制冷系统 210处与第二冷凝器2112和第一冷凝器2121进行换热操作，以使得第二冷凝器 2112和第一冷凝器2121降温较为快速，进一步提高制冷效率，并且节约能源。
64.为了更进一步提高制冷效率，更具体地，如图5所示，控制器240与第一风机250信号连接，控制器240用于在第一温度小于或等于设定温度时变频控制第一风机250，通过限定第一风机250能够进行变频操作，以改善第一风机 250的吸风效率，进一步提高制冷效率，并且能够适用于不同的应用场景。
65.为了便于温度调节，具体地，第二蒸发器2113和第一蒸发器2122之间设置第二温度传感器270，第二温度传感器270与控制器240信号连接，第二温度传感器270用于获取第二蒸发器2113和第一蒸发器2122之间的第二温度，并将所获取的第二温度传输至控制器240，在第二温度大于设定温度时控制器240 控制压缩机2111开启，在第二温度小于或等于设定温度时控制器240控制压缩机2111关闭。
66.在上述温控装置200内，在室外空气温度较高时，通过第二温度传感器270 获取回风口221的第二温度，控制器240接收到第二温度后与预存在其内部的设定温度相对比，在第二温度大于设定温度时控制压缩机2111开启，此时的制冷循环通过第一制冷系统211和第二制冷系统212配合实现，并且在第二温度降低至小于或等于设定温度时控制压缩机
2111关闭，以实现室外空气温度较高使得温度调节。在具体设置时，温度传感器的设置并不局限于上述第一温度传感器230和第二温度传感器270，还可以包括其他温度传感器，例如，在第一冷凝器2121靠近箱体110的一侧设置第三温度传感器280，以用于检测第一冷凝器2121靠近箱体110的一侧的温度，再例如，在第一冷凝器2121靠近第二冷凝器2112的一侧设置第四温度传感器290，以用于检测第一冷凝器2121和第二冷凝器2112之间的温度，以进一步方便温度调节，提高温度调节的精度。
67.风管组件220的结构形式具有多种，一种优选实施方式中，如图1、图2、图3以及图4所示，风管组件220包括第一管体222，第一管体222与第一制冷系统211的出风口相连通，并且第一管体222沿第一方向x伸入箱体110，第一方向x平行于箱体110的短边方向。
68.在上述储能设备10中，第一管体222沿箱体110的短边方向延伸至到箱体 110内，以使得从第一制冷系统211的出风口排出的冷风的送风距离较短，使得沿着第一方向x风管组件220的送风均匀性较好，进而能够提高集装箱100内温度分布的一致性，确保多个电池包120温度的一致性，从而能够提高电池包 120性能的一致性，提高储能设备10的性能和产品良率。
69.风管组件220的结构形式具有多种，一种优选实施方式中，如图1、图2、图3以及图4所示，在上述风管组件220的基础上，风管组件220还包括第二管体223，第二管体223的一端与第二制冷系统212的进风口相连通，第二管体 223的另一端形成所述回风口221贴合并罩设于电池包120的发热面上。
70.在上述储能设备10中，第二管体223的端部贴合罩设于电池包120的发热面上，以使得电池包120与风管组件220之间封闭配合，使得从电池包120产生的热风绝大部分能够经过第二管体223进入到第二制冷系统212中，使得热量较快地扩散到第二制冷系统212中，进一步提高回风温度，提高空调制冷效率。在具体设置时，多个电池包120可以通过电池架130集成在一起，并且第二管体223的端部呈罩壳状结构，以便于热量的集中扩散。
71.为了便于热量的集中扩散，一种优选实施方式中，如图1、图2、图3以及图4所示，温控装置200的数目为多个，电池包120的数目为多个，并且电池包120中的一部分或是全部的发热面同向设置于箱体110内，温控装置200靠近电池包120的发热面设置。在具体设置时，箱体110内设置两个电池架130，两个电池架130沿着第一方向x排布，并且每一电池架130上的电池包120的发热面靠近箱体110中与之相近的侧壁上。
72.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。