储能柜空调系统的控制方法及其储能柜空调系统与流程

1.本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种储能柜空调系统的控制方法及其储能柜空调系统。


背景技术：

2.电池在充放电过程中会释放大量的热量，对于采用电池实现大规模储能的储能柜而言，由于热量的聚集会导致电池工作环境的恶化，轻则影响电池的寿命，重则导致热失控，产生巨大的安全隐患。为此，对于电池储能柜而言，配置储能空调成为必然。对于冬季环境温度比较低且电池处于非充放状态，此时过低的环境温度将导致电池性能的快速下降，容量快速衰减，所以一般的储能空调都会配置辅助电加热器，然而，采用辅助电加热器进行加热时，效率较低，不符合节能低碳要求。


技术实现要素：

3.因此，本发明提供一种储能柜空调系统的控制方法及其储能柜空调系统，能够解决现有技术中储能柜空调系统在冬季环境温度较低且电池处于非充放状态下采用电加热器加热效率低、不符合节能低碳要求的技术问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供一种储能柜空调系统的控制方法，包括如下步骤：
5.获取储能柜内电池的表面温度tb以及所述储能柜外侧环境温度tout，
6.当所述tb低于第一电池预设温度tbs1时，控制所述储能柜空调系统运行热泵模式。
7.在一些实施方式中，当所述tb低于第一电池预设温度tbs1时，控制所述储能柜空调系统运行热泵模式具体包括：
8.当所述tout不低于第一外侧预设环温tout1时，控制所述储能柜空调系统仅运行所述热泵模式；
9.当所述tout低于所述tout1时，控制所述储能柜空调系统运行所述热泵模式的同时还控制与所述储能柜空调系统具有的电池侧换热器对应设置的电加热器以第一功率运行。
10.在一些实施方式中，在所述储能柜空调系统运行热泵模式期间，当获取到对所述室外侧换热器进行化霜的化霜指令时，控制所述储能柜空调系统运行化霜模式，并同时控制所述电加热器以第二功率运行，所述第二功率高于所述第一功率。
11.在一些实施方式中，当所述tb高于第二电池预设温度tbs2时，控制所述储能柜空调系统运行制冷模式。
12.在一些实施方式中，当所述tb高于第二电池预设温度tbs2时，控制所述储能柜空调系统运行制冷模式具体包括：
13.当所述tout不低于所述tout1并低于第二外侧预设环温tout2时，控制所述储能柜空调系统运行气泵制冷模式；
14.当所述tout高于第三外侧预设环温tout3时，控制所述储能柜空调系统运行压缩制冷模式。
15.在一些实施方式中，
16.当所述tout2≤tout≤tout3时，比较tout-tout2与tout3-tout的大小关系，当tout-tout2＞tout3-tout，控制所述储能柜空调系统运行压缩制冷模式；
17.当tout-tout2≤tout3-tout，控制所述储能柜空调系统运行气泵制冷模式。
18.在一些实施方式中，
19.当tbs1≤tb≤tbs2时，控制所述储能柜空调系统停止运行。
20.在一些实施方式中，
21.tbs1＝-20～10℃，tbs2＝15～35℃；tout1＝-20～0℃，tout2＝5～25℃，tout3＝10～30℃。
22.本发明还提供一种储能柜空调系统，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述控制方法的步骤。
23.本发明提供的一种储能柜空调系统的控制方法及其储能柜空调系统，在电池的表面温度较低的情况下，控制储能柜空调系统运行热泵模式，一方面能够防止电池处于低温环境下导致电池性能快速下降、容量快速衰减的不利现象发生，另一方面相较于采用传统的辅助电加热器的方式加热升温具有加热效率更高，低碳节能的技术效果。
附图说明
24.图1为本发明实施例的储能柜空调系统的原理结构示意图。
25.附图标记表示为：
26.11、动力装置；12、柜外侧换热器；13、储液罐；14、节流装置；15、电池侧换热器；16、电磁阀；17、四通阀；18、电加热器。
具体实施方式
27.参见图1所示，提供了一种储能柜空调系统，包括动力装置11、四通阀17、柜外侧换热器12、储液罐13、节流装置14、电磁阀16、电池侧换热器15，其中的节流装置14与电磁阀16两者所在的管路形成并联且分别独立可控，动力装置11中排出的冷媒能够在四通阀17的切换作用下实现首先流向柜外侧换热器12或者电池侧换热器15中，从而实现空调系统的制冷循环或者制热循环，其中的电池侧换热器15也即能够对储能柜内电池实现调温的换热器。动力装置11具体例如可以为压缩和气泵一体化设备或者压缩机和气泵并联的设备，从而使动力装置11具备压缩模式和气泵模式，从而实现了储能柜空调系统在制冷模式下的压缩制冷模式和气泵制冷模式，具体而言，压缩模式是动力装置11压缩比大于a1时的运行模式，气泵模式是动力装置11压缩比小于等于a1时的运行模式，a1的取值一般为1.5～2.0。前述并联的节流装置14以及电磁阀16则分别针对于前述压缩制冷模式与气泵制冷模式被控制调整。
28.参见图1所示，本发明的储能柜空调系统具备制冷模式(压缩制冷模式及气泵制冷模式)、制热模式(也即热泵模式)、化霜模式，该几种运行模式根据电池表面温度、柜外环温等被适应性地切换运行。具体而言：
29.储能柜空调系统运行压缩制冷模式：此时动力装置11运行压缩模式，电磁阀16关闭，循环如下：由动力装置11排出的制冷剂气体经四通阀17后进入柜外侧换热器12，在柜外侧换热器12中冷凝放热，然后经节流装置14节流降压后进入电池侧换热器15，在其中蒸发吸热后经四通阀17回到动力装置11，完成一个循环。
30.储能柜空调系统运行气泵制冷模式：此时动力装置11运行气泵模式，循环如下：由动力装置11排出的制冷剂气体经四通阀17后进入柜外侧换热器12，在柜外侧换热器12中冷凝放热，然后经节流装置14节流降压或电磁阀16后进入电池侧换热器15，在其中蒸发吸热后经四通阀17回到动力装置11，完成一个循环。
31.储能柜空调系统运行热泵模式：此时动力装置11运行压缩模式，电磁阀16关闭，循环如下：由动力装置11排出的制冷剂气体经四通阀17后进入电池侧换热器15，在电池侧换热器15中冷凝放热，然后经节流装置14节流降压后进入柜外侧换热器12，在其中蒸发吸热后经四通阀17回到动力装置11，完成一个循环。
32.储能柜空调系统运行化霜模式：此时动力装置11运行压缩模式，电磁阀16关闭，循环如下：由动力装置11排出的制冷剂气体经四通阀17后进入柜外侧换热器12，在柜外侧换热器12中冷凝放热，然后经节流装置14节流降压后进入电池侧换热器15，在其中蒸发吸热后经四通阀17回到动力装置11，完成一个循环。
33.进一步的，与电池侧换热器15对应设置有电加热器18，该电加热器18在空调系统运行化霜模式时被控制运行以能够降低乃至杜绝化霜过程中给电池所在空间温度带来的波动，在极低温度情况下空调系统运行热泵模式时，也可以控制电加热器18运行以提高制热效果与效率。
34.根据本发明的实施例，提供一种上述储能柜空调系统的控制方法，包括如下步骤：
35.获取储能柜内电池的表面温度tb以及储能柜外侧环境温度tout，
36.当tb低于第一电池预设温度tbs1时，控制储能柜空调系统运行热泵模式。
37.该技术方案中，在电池的表面温度较低的情况下，控制储能柜空调系统运行热泵模式，一方面能够防止电池处于低温环境下导致电池性能快速下降、容量快速衰减的不利现象发生，另一方面相较于采用传统的辅助电加热器的方式加热升温具有加热效率更高，低碳节能的技术效果。
38.当tb低于第一电池预设温度tbs1时，控制储能柜空调系统运行热泵模式具体包括：
39.当tout不低于第一外侧预设环温tout1时，控制储能柜空调系统仅运行热泵模式；
40.当tout低于tout1时，控制储能柜空调系统运行热泵模式的同时还控制与储能柜空调系统具有的电池侧换热器15对应设置的电加热器18以第一功率运行。
41.该技术方案中，在极低温的工况下，基于运行热泵模式进一步控制电加热器18运行，能够对热泵模式的制热进行有效弥补，进一步提升加热效果，而需要说明的是，该技术方案中的电加热器18作为热泵模式的一个有益补充，其在运行耗能方面将显然低于传统技术中单独采用辅助电加热器的方式。
42.作为一种较优的实施方式，在储能柜空调系统运行热泵模式期间，当获取到对室外侧换热器12进行化霜的化霜指令时，控制储能柜空调系统运行化霜模式，并同时控制电加热器18以第二功率运行，第二功率高于第一功率，如此能够一方面能够保证空调系统在
运行热泵模式时的性能，另一方面则能够通过电加热器18的运行有效防止化霜过程中电池侧温度的降低，进而保证电池性能处于较优水平，杜绝电池容量的急剧衰减。
43.当tb高于第二电池预设温度tbs2时，控制储能柜空调系统运行制冷模式。
44.具体而言，当tb高于第二电池预设温度tbs2时，控制储能柜空调系统运行制冷模式具体包括：
45.当tout不低于tout1并低于第二外侧预设环温tout2时，控制储能柜空调系统运行气泵制冷模式，此时可以充分利用外部环境低温的自然冷源，实现系统的节能运行；当tout高于第三外侧预设环温tout3时，控制储能柜空调系统运行压缩制冷模式，以保证对电池的高效冷却。
46.当tout2≤tout≤tout3时，则控制空调系统运行于当前模式，例如当前运行压缩制冷模式则维持于压缩制冷模式，当前运行气泵制冷模式则维持于气泵制冷模式，而作为一种更优的实现方式，比较tout-tout2与tout3-tout的大小关系，当tout-tout2＞tout3-tout，控制储能柜空调系统运行压缩制冷模式；当tout-tout2≤tout3-tout，控制储能柜空调系统运行气泵制冷模式，如此实现了对制冷模式下的更加精准的控制，能够实现对外界自然冷源的充分利用。
47.当tbs1≤tb≤tbs2时，控制储能柜空调系统停止运行，也即此时无需对电池进行制冷或者加热，电池周围环境温度处于一个适中状态。
48.在一些实施方式中，tbs1＝-20～10℃，tbs2＝15～35℃；tout1＝-20～0℃，tout2＝5～25℃，tout3＝10～30℃，作为一种具体的实现方式，tbs1＝5℃，tbs2＝25℃；tout1＝-10℃，tout2＝15℃，tout3＝20℃。
49.本发明还提供一种储能柜空调系统，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述控制方法的步骤。
50.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
51.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。