储能站环境温度控制装置及储能站的制作方法

1.本技术属于储能站温度控制技术领域，尤其涉及一种储能站环境温度控制装置及储能站。


背景技术：

2.随着储能领域建设快速发展，储能站的应用场景也逐渐多样化，对储能站各方面的要求也越来越高。在储能站工作过程中，需要对环境温度进行控制以使设备安全运行。
3.现有技术中对储能站的温度控制通常使用以市电驱动的风冷设备，但风冷设备的室外侧冷机的噪音比较大，不利于储能站的应用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种储能站环境温度控制装置及储能站，旨在解决储能站的温度控制设备噪音较大的问题。
5.本实用新型实施例的第一方面提供了一种储能站环境温度控制装置，包括：环控设备、地热能单元；所述环控设备与所述地热能单元连接；
6.所述环控设备被配置为从所述地热能单元中吸收热能以提升储能站内的环境温度，或者向所述地热能单元释放热能以降低储能站内的环境温度。
7.本实用新型实施例的第二方面提供了一种储能站，包括：至少一个如上第一方面所述的储能站环境温度控制装置。
8.本实用新型实施例提供的储能站环境温度控制装置及储能站，包括环控设备、地热能单元；环控设备与地热能单元连接；环控设备被配置为从地热能单元中吸收热能以提升储能站内的环境温度，或者向地热能单元释放热能以降低储能站内的环境温度。通过与土壤交换热量的方式控制储能站内的温度，无需设置室外循环风机，有效降低了环境控制设备的噪音。
附图说明
9.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
10.图1是本实用新型实施例提供的储能站环境温度控制装置的结构示意图；
11.图2是本实用新型实施例提供的环控设备的结构示意图；
12.图3是本实用新型实施例提供的第一换热模块的结构示意图；
13.图4是本实用新型实施例提供的第二换热模块的结构示意图；
14.图5是本实用新型实施例提供的压缩模块的结构示意图；
15.图6是本实用新型实施例提供的膨胀模块的结构示意图；
16.图7是本实用新型实施例提供的环控设备的夏季制冷运行示意图；
17.图8是本实用新型实施例提供的环控设备的冬季制热运行示意图；
18.图9是本实用新型实施例提供的供能单元的结构示意图；
19.图10是本实用新型实施例提供的储能站的结构示意图。
具体实施方式
20.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
21.图1是本实用新型实施例提供的储能站环境温度控制装置的结构示意图。储能站环境温度控制装置，包括：环控设备11、地热能单元12；环控设备11与地热能单元12连接；
22.环控设备11被配置为从地热能单元12中吸收热能以提升储能站内的环境温度，或者向地热能单元12释放热能以降低储能站内的环境温度。
23.本实施例中，环控设备11设置在储能站的换电站内，用于与储能站内的空气交换热量以控制储能站的温度。地热能单元12设置在储能站的地下，用于与地下土壤交换热量。
24.本实施例中，储能站环境温度控制装置包括环控设备、地热能单元；环控设备与地热能单元连接；环控设备被配置为从地热能单元中吸收热能以提升储能站内的环境温度，或者向地热能单元释放热能以降低储能站内的环境温度。通过与土壤交换热量的方式控制储能站内的温度，无需设置室外循环风机，有效降低了环境控制设备的噪音。
25.图2是本实用新型实施例提供的环控设备的结构示意图。如图2所示，在一些实施例中，环控设备11包括：第一换热模块21、第二换热模块22、压缩模块23、膨胀模块24及内部循环工质制冷剂；
26.第一换热模块21设置在储能站内；第一换热模块21分别与压缩模块23和膨胀模块24连接；第二换热模块22分别与压缩模块23和膨胀模块24连接；第二换热模块22与地热能单元12连接；内部循环工质制冷剂在第一换热模块21、第二换热模块22、压缩模块23、膨胀模块24之间流动以传递热能。
27.本实施例中，第一换热模块21用于通过内部循环工质制冷剂与储能站内的空气进行热能交换；第二换热模块22用于通过内部循环工质制冷剂与地热能系统进行热能交换；内部循环工质制冷剂在经过第一换热模块21或第二换热模块22后物质状态会发生改变；物质状态发生改变为由气态变为液态或者由液态变为气态；压缩模块23用于将气态的内部循环工质制冷剂由低温低压调整为高温高压；膨胀模块24用于将液态的内部循环工质制冷剂由高温高压调整为低温低压。
28.图3是本实用新型实施例提供的第一换热模块的结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，第一换热模块21包括：循环风机31、风冷换热器32；风冷换热器32分别与压缩模块23和膨胀模块24连接；
29.内部循环工质制冷剂在风冷换热器32、压缩模块23、膨胀模块24之间流动以传递热能；循环风机31用于使储能站内的空气循环流经风冷换热器32，与风冷换热器32中的内部循环工质制冷剂进行热能交换以控制储能站内的环境温度。
30.本实施例中，循环风机31和风冷换热器32可以安装在储能站内的通风管道中。内部循环工质制冷剂在经过风冷换热器32时与会与循环流动的空气进行热能交换，物质状态发生改变。
31.图4是本实用新型实施例提供的第二换热模块的结构示意图。如图4所示，在一些实施例中，第二换热模块22包括：过滤器41、循环水泵42、第一单向阀43、水冷换热器44、膨胀水箱45、放气阀46及内部循环工质载冷剂；水冷换热器44分别与压缩模块23和膨胀模块24连接；内部循环工质制冷剂在水冷换热器44、压缩模块23、膨胀模块24之间流动以传递热能；
32.地热能单元12依次通过过滤器41、循环水泵42、第一单向阀43与水冷换热器44的第一端连接；水冷换热器44的第二端与地热能单元12连接；膨胀水箱45设置在过滤器41与地热能单元12之间；放气阀46设置在水冷换热器44的第二端与地热能单元12之间；内部循环工质载冷剂依次在过滤器41、循环水泵42、第一单向阀43、水冷换热器44、地热能单元12之间单向流动；内部循环工质载冷剂在水冷换热器44中与内部循环工质制冷剂进行热能交换。
33.本实施例中，水冷换热器44用于通过内部循环工质载冷剂与内部循环工质制冷剂之间的热能交换实现与地热能单元12的热能交换。在内部循环工质载冷剂与内部循环工质制冷剂进行热能交换时，内部循环工质制冷剂的物质状态发生改变，内部循环工质载冷剂的物质状态不变。
34.在一些实施例中，地热能单元12包括：地能管井、地下u型换热器及第一附属管路；
35.地能管井设置在地下土壤内，地下u型换热器设置在地能管井中；地下u型换热器通过第一附属管路与水冷换热器44和过滤器41连接；内部循环工质载冷剂在地下u型换热器中与地下土壤进行热能交换。
36.图5是本实用新型实施例提供的压缩模块的结构示意图。如图5所示，在一些实施例中，压缩模块23包括压缩机51；压缩机51分别与第一换热模块21和第二换热模块22连接。
37.本实施例中，压缩机51用于将气态的内部循环工质制冷剂由低温低压调整为高温高压，并为内部循环工质制冷剂循环提供动力。
38.图6是本实用新型实施例提供的膨胀模块的结构示意图。如图6所示，在一些实施例中，膨胀模块24包括：储液器61、干燥过滤器62、电磁阀63、电子膨胀阀64；内部循环工质制冷剂在膨胀模块24内依次流经储液器61、干燥过滤器62、电磁阀63、电子膨胀阀64；
39.储液器61与第一换热模块21连接，电子膨胀阀64与第二换热模块22连接；或者，储液器61与第二换热模块22连接，电子膨胀阀64与第一换热模块21连接。
40.本实施例中，电子膨胀阀64用于将液态的内部循环工质制冷剂由高温高压调整为低温低压。
41.在一些实施例中，环控设备11还包括：配电控制模块、四通换向阀、单向阀组、第二附属管路；
42.配电控制模块分别与循环风机31、电磁阀63、电子膨胀阀64、四通换向阀、压缩机51电连接；
43.四通换向阀分别与水冷换热器44、风冷换热器32、压缩机51连接；四通换向阀用于控制内部循环工质制冷剂在环控设备11内的流动方向；
44.单向阀组由多个单向阀组成，单向阀组分别与水冷换热器44、风冷换热器32、储液器61、电子膨胀阀64连接；
45.内部循环工质制冷剂通过第二附属管路在第一换热模块21、第二换热模块22、压缩模块23、膨胀模块24之间流动以传递热能。
46.本实施例中，配电控制模块用于向其连接的设备供电，并对这些设备的运行状态进行控制，例如控制循环风机的转动速度、电磁阀的通断等。可以四通换向阀改变内部循环工质制冷剂的循环流动方向，以实现环控设备的制冷或制热。单向阀组可以是四个单向阀连接成环形构成的组合，四个单向阀中每两个单向阀之间设置一个连接节点，水冷换热器44、风冷换热器32、储液器61、电子膨胀阀64分别连接在四个连接节点上。当四通换向阀改变内部循环工质制冷剂的循环流动方向时，单向阀组中内部循环工质制冷剂的流动方向也跟随改变。
47.为了进一步对环控设备11的运行进行说明，下面通过一些实施例给出环控设备在不同情况下的运行情况，但并不作为限定。
48.图7是本实用新型实施例提供的环控设备的夏季制冷运行示意图。如图7所示，在一些实施例中，环控设备11的夏季制冷运行如下：
49.储能站内高温空气经换电站内循环风机31流经风冷换热器32降温后变成低温空气送回换电站内。
50.风冷换热器32内的低温低压液态内部循环工质制冷剂吸热蒸发变成低温低压内部循环工质制冷剂气体，经四通换向阀72后流经压缩机51，低温低压内部循环工质制冷剂气体经压缩机51压缩后变成高温高压内部循环工质制冷剂气体，高温高压内部循环工质制冷剂气体经四通换向阀72后进入水冷换热器44，与水冷换热器44内的内部循环工质载冷剂进行换热放热冷凝成高温高压的内部循环工质制冷剂液体，高温高压内部循环工质制冷剂液体通过单向阀组73后进入储液器61，然后流经干燥过滤器62、电磁阀63后进入电子膨胀阀64，高温高压内部循环工质制冷剂液体经电子膨胀阀64节流后变成低温低压液态内部循环工质制冷剂进入风冷换热器32，完成循环过程，实现制冷运行。
51.此时，内部循环工质载冷剂在水冷换热器44内吸收热量，并在地下u型换热器中向地下土壤释放热量。内部循环工质载冷剂为液态。地热能单元12的运行如下：
52.内部循环工质载冷剂经环控设备11内的内部循环工质载冷剂入口后，经过滤器41、水泵42、单向阀43后进入水冷换热器44，内部循环工质载冷剂在水冷换热器44内吸收高温高压的内部循环工质制冷剂排热后温度升高，高温的内部循环工质载冷剂经内部循环工质载冷剂出口进入地能管井，在地能管井的内地下u型换热器与低温土壤进行换热后变成低温内部循环工质载冷剂，低温内部循环工质载冷剂流出内地下u型换热器到达经内部循环工质载冷剂入口，完成循环过程。
53.图8是本实用新型实施例提供的环控设备的冬季制热运行示意图。如图8所示，在一些实施例中，环控设备11的冬季制热运行如下：
54.储能站内低温空气经换电站内循环风机31流经风冷换热器32升温后变成高温空气送回换电站内。
55.风冷换热器32内的高温高压气态内部循环工质制冷剂放热冷凝成高温高压内部循环工质制冷剂液体，高温高压内部循环工质制冷剂液体经进入单向阀组73后进入储液器
61，然后流经干燥过滤器62、电磁阀63后进入电子膨胀阀64，高温高压内部循环工质制冷剂液体经电子膨胀阀64节流后变成低温低压液态内部循环工质制冷剂进入水冷换热器44，低温低压液态内部循环工质制冷剂与水冷换热器44内的内部循环工质载冷剂进行换热蒸发变成低温低压的内部循环工质制冷剂气体，经四通换向阀72后流经压缩机51，低温低压内部循环工质制冷剂气体经压缩机51压缩后变成高温高压内部循环工质制冷剂气体，高温高压内部循环工质制冷剂气体经四通换向阀72后进入风冷换热器，完成循环过程，实现制热运行。
56.此时，在地下u型换热器从向地下土壤吸收热量，并内部循环工质载冷剂在水冷换热器44内释放热量。内部循环工质载冷剂为液态。地热能单元12的运行如下：
57.内部循环工质载冷剂经环控设备11内的内部循环工质载冷剂入口后，经过滤器41、水泵42、单向阀43后进入水冷换热器44，内部循环工质载冷剂在水冷换热器44内与低温低压的内部循环工质制冷剂换热后温度降低，低温的内部循环工质载冷剂经内部循环工质载冷剂出口进入地能管井，在地能管井的内地下u型换热器与高温土壤进行换热后温度升高，升高温度后的内部循环工质载冷剂流出内地下u型换热器到达经管井内部循环工质载冷剂入口，完成循环过程。
58.图9是本实用新型实施例提供的供能单元的结构示意图。如图9所示，在一些实施例中，储能站环境温度控制装置还包括供能单元；
59.供能单元包括辅助电池组91、dc-dc直流变换器92；
60.辅助电池组91通过dc-dc直流变换器92与配电控制模块71电连接以向环控设备11供电。
61.在一些实施例中，供能单元还包括：ac-dc变换器93；
62.辅助电池组91通过ac-dc变换器93与市电连接。
63.在一些实施例中，供能单元还包括：光伏模块94；
64.光伏模块94与dc-dc直流变换器92连接。
65.本实施例中，dc-dc直流变换器92为双向变换器，光伏模块内94包括多个太阳能电池板、支撑框架、附属线路等，光伏模块94可以通过dc-dc直流变换器92向配电控制模块71供电，也可以通过dc-dc直流变换器92向辅助电池组91充电。
66.在一些实施例中，光伏模块94可以与市电配合向辅助电池组91供电，例如优先光伏发电，在光伏发电不足时可利用市电向辅助储能电池组91供电。
67.本发明实施例提供了一种储能站，包括至少一个如上任一实施例中的储能站环境温度控制装置。
68.图10是本实用新型实施例提供的储能站的结构示意图。如图10所示，在一些实施例中，储能站包括：储能站箱体101、供能储能电池组102、至少一个如上任一实施例中的储能站环境温度控制装置。
69.本实施例中，供能储能电池组102作为储能站核心，用于接受上游供电储存及输出给下游供客户使用的电能。
70.本实施例中，地热能单元中的地能管井和地下u型换热器如图10中所示的107和108。光伏模块内94的太阳能电池板可以设置在图示的103处。环控设备11可以设置在图示的104处。dc-dc直流变换器92、ac-dc变换器93可以设置在图示的105处。辅助电池组91可以
设置在图示的106处。
71.针对目前储能领域建设快速发展，现有技术中储能站的制冷机组大部分以市电驱动的风冷冷风单冷型为主，缺点是需要损耗电能且冷机室外侧的噪音比较大，冬季需要电加热供热，能源利用效率低，储能站的顶部及地面以下空间无有效利用。
72.本方案相对于现有技术，具有以下有益效果：
73.1.通过光伏发电充分利用清洁能源，提高设备运行能效。
74.2.环控设备没有室外循环风扇，有效降低设备室外侧运行噪音。
75.3.夏季环控设备采用制冷循环放热侧把热量输送至地下土壤中不受储能站室外环境温度影响，可提高环控设备的使用环境温度范围，保证在高温环境中储能站的环控能力。
76.4.冬季采用热泵循环吸热侧把土壤中的热量通过能换转换输送环控设备保证储能站温度衡。
77.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
78.在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
79.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
80.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。