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黑盾張水兵:儲能系統溫控解決方案

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國儲能網 發布時間:2019-05-23 瀏覽:次
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双色球走势图预测 www.xhakn.icu 中國儲能網訊:4月24-26日,由中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“儲能電站與技術應用(二)專場”,蘇州黑盾環境股份有限公司副總經理張水兵在會上分享了主題報告《儲能系統溫控解決方案》,以下為演講實錄:

張水兵:各位領導、各位專家,大家好!從昨天到今天上午,有很多專家都對儲能系統特別是電儲能系統的設計和應用做了很專業的介紹。其中有很多專家對電儲能系統的安全問題非常關注,我們非常認同專家的觀點,安全是企業的生命,是產品設計的基本要求。而產品的溫控熱設計、熱管理其實就是安全的一個很重要因素。黑盾環境主要給設備提供全方位的溫控解決方案,給設備提供一個盾牌的?;?,讓設備可以安全可靠地運行,這是我們黑盾品牌 (BLACKSHILEDS)。

黑盾是1958年成立在美國加州。右邊圖片的工廠是我們美國的工廠,左邊圖片是我們蘇州的工廠。多年來我們一直致力于電力、通訊、能源、銀行、交通、環保等行業的設備溫控解決方案。今天也很榮幸在這里和大家分享一下我們這些年來在電儲能系統溫控方案的應用案例和產品應用。其中在電儲能系統里面,針對儲能電池系統和PCS系統不同的溫控需求,做了不同的溫控方案。特別是電池對溫度要求比較苛刻,對其工作環境溫度要求低于室外最高環境溫度。現在目前的方案都是主動制冷的方案。PCS系統由于工作環境溫度高于室外環境溫度,現在做的都是直通風的方案,以及板式換熱方案,這時的室內溫度會比室外溫度高的一種溫控方案。

針對儲能電池溫控方案,目前在市場上我們推廣的主要有以下五種溫控方案和對應的產品系列:

第一種就是一體式頂出風空調+風管精確送風方案;

第二種是分體式冷熱通道隔離方案;

第三種頂置式空調+風管精確送風方案;

第四種是一體式下出風方案;

第五種是風冷冷水型溫控方案。

這五種方案各有優缺點,接下來針對這五種方案作個簡單的介紹:

第一種:一體式頂出風空調+風管精確送風方案是目前用得最普遍最廣泛的一種溫控方案??盞魃喜坷浞繽ü綣芫匪頭緄降緋丶艿畝ゲ?,熱空調氣然后通過空調下部回風口進行回風,在空調里進行換熱。室外側底部冷風進去,外側上部分出熱風進行熱交換。這種方案目前的應用范圍比較廣。它的優點:在熱仿真和應用的時候,只要系統風阻、風量和風壓等參數計算得非常匹配時,系統才能發揮得正常,機柜內部溫度非常均勻(溫差在5度以下),溫度一致性非常好。目前我們在行業里面很多集成商實際上是有自己的熱設計能力,熱管理團隊,可以做一些仿真和熱設計,確保這種方案正常使用,這樣做出來的產品可以達到機柜內部溫度一致性的指標。黑盾環境也專門做溫控方案研發,產品的熱設計和仿真,目前公司有50多個研發人員,可以為我們沒有熱設計團隊的集成商進行相關產品熱設計和仿真,讓產品能能夠正常的發揮出最優的效果。這個方案的缺點是什么呢?我們看看機柜內部的熱空氣是從空調下面進行回風的,整個機柜里面的氣流組織是非常紊亂。熱空氣正常來講,它的比重小正常是往上面流動,冷空氣比重大是從上面往下面流動。但這種方案機柜內熱風從空調下部進行回風,造成機柜里面的氣流組織就非常紊亂。冷熱氣流交織的時候就產生損耗,這種損耗就會導致整個溫控系統的效率過低。

總結一下,這個方案的優點是:

第一、整個系統的溫度均勻性比較好,溫度一致性比較好;    

第二,在現場沒有安裝工程,特別是產品出口到國外,國外的空調安裝成本非常高,安裝成本比空調成本還要高,這款產品在安裝成本上有優勢。

這是我們的產品圖片。左邊是內循環,頂部出風,下部回風。右邊是外循環的底部進風,上出風,這是現場應用案例的一些圖片。

目前在儲能系統里使用的空調溫控系統,對應的都是傳統機械制冷產品,在溫控技術上還是非常保守,技術發展空間還很大。但是在數據中心行業的溫控產品在技術上面,相對來講比較發達。我們大家都知道現在數據中心的PUE值,北京出臺是1.4,上海1.3,深圳的更低,目前傳統的機械制冷已經滿足不行這個要求,所以數據中心溫控產品均在原有機械制冷的產品基礎上增加使用多種模式的節能溫控產品。我們最近就在把這種新型產品應用在儲能系統進行嘗試,新產品把機械制冷和換熱系統放在一起,在原有系統里面增加了一套換熱系統。室內外有一定溫差時熱量是通過換熱氣自動把熱量帶走,壓縮機是不工作的,它的能效就相對較高,特別適合長江以北的地區。    

第二種方案就是剛才看的,由于第一種方案機柜內冷熱氣流交叉會有損耗。為了減小這個損耗,我們給一家客戶推薦了冷熱通道隔離的溫控方案,這種冷熱通道封密隔離的溫控方案在數據中心行應用也比較廣。電池維護通道是一個熱通道,電池背部是冷通道。冷熱氣流是相互隔離的,不會交叉??盞魃喜亢拖虜坎捎盟低澄露瓤刂?,確??盞魎頭縹露染群鴕恢?。以滿足電池要求送風溫度要一致的需求。第二種方案也有一個缺點。它的缺點是什么呢?因為空調的背部要進行送冷風出來。如果使用一體機方案,熱量就不能從空調背部進行換熱了,這時候必須要加外機。一旦加了外機就會涉及到安裝工程,缺點就出來了,現場就需求進行空調安裝。但是它的有點就是機柜內氣流組織上非常順暢的,空調能效比以及溫控方案整體能效比會比較高。

第三種方案就是頂裝空調的方案??盞鞔又屑淙韌ǖ瀾牖胤?,冷風通過風管精確送到電池箱的上部。這時機柜內的熱空氣是往上流動,冷空氣精確送到通道后面上部,向下流動,汽流組織非常順暢。它的缺點,集裝箱在出貨運輸途中頂部不能堆疊。    

第四種方案比較簡單,機柜一體式空調上回風下送風。它比較適用于分布式儲能的小機柜,周時也適用于集裝箱大柜。這種方案有它的優缺點分析,因為熱空氣是在上面,空調通過上部來回風,底部來送風,氣流組織相對順暢。它還有另外一個好處,由于集裝箱機柜使用數量多,產品制冷性能的冗余備份性比較強,其中一臺故障,對系統整體影響不會太明顯。而且現場維修更換速度非???,對系統影響很小。    

第五種是新能源動力電池的風冷冷水產品方案。配合電池冷水板進行散熱和溫控,這種主要是針對新能源汽車動力電池梯次利用的方案,新能源汽車動力電池直接拿下來,接上冷水機組的進出水管直接使用,風冷冷水機組使用時放在機柜外面。

接下是PCS儲能變流系統的溫控方案介紹,目前PCS系統最常見的溫控方案直通風。直通風換熱會有一個缺點,空氣中濕氣沒辦法隔離,還有腐蝕性的氣體沒辦法隔離?;衲誆肯嘍允裙?,PCS間歇性工作時電子元器件非常容易結露,同時腐蝕性氣體對電子元件器工作使用壽命和穩定性影響非常大。如果想隔離濕氣和腐蝕性氣體機柜就需要做到內外密封隔離,這時機柜里面熱量出不來,使用空調進行溫控是個不適宜的溫控方案,一方面由于空調成本過高,另一方面由于發熱量大,需要使用大制冷量的空調,對應空調的耗電量就比較大,對儲能系統就不經濟。由于PCS的溫度適應性比較好,工作環境溫度可以達到60度左右,60度和室外溫差就有最少20度的溫差,這個溫差參數對我們非常關鍵,換熱系統借助PCS里面換熱風機進板式換熱內循環,外面是換熱系統增加的外循環風機循環。如圖示的實際安裝效果圖,在機柜門外面只看到換熱的進風口和出風口。這種方案既可以解決PCS里面因為濕氣而導致的結露的現象,和腐蝕性氣體的危害,也是一種低成本的溫控方案。  

以上這些都是目前公司產品的應用案例,其中很多一部份都是應用在國外的場景,都是免安裝的案例。另外,目前電儲能系的溫控技術方案,相對數據中心行業、通訊行業等其它行業來講還是非常保守的,儲能系統的溫控技術方案在包括效率等其它指標上還有很大空間要提升,希望將來有機會能和各位一起共同提高儲能系統溫控方案的效率。

今天的介紹就此結束,歡迎大家批評指定,謝謝大家!

關鍵字:儲能大會

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