一种应用于钒液流电池的高效散热及热能回收设备的制作方法

本发明涉及全钒液流电池领域，具体是涉及一种应用于钒液流电池的高效散热及热能回收设备。

背景技术：

1、全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能；全钒液流电池在把化学能转换成电能时，会产生大量的热量，随着电解液温度升高，电池系统的转换效率和电池容量均会有不同程度的提升，而随着电解液温度超过一定的范围，电解液运行稳定性就会面临较高风险，温度过高会使得五价钒离子发生析出反应，造成电堆堵塞，不仅存在安全隐患而且会使得全钒液流电池的使用性能大幅下降。

2、目前，现有的全钒液流电池冷却基本都是通过类似于空调制冷剂冷却空气的冷却方式，或冰箱的冷却方式对全钒液流电池所产生的热辐射进行吸收冷却，但是在冷却的过程中均未与全钒液流电池直接接触多以紧靠全钒液流电池设置，且冷却设备多以根据当前的全钒液流电池型号配合设置，无法呈现良好的散热效果，此时的全钒液流电池本体任然处于高温状态，散热效果不佳，且在较为寒冷的地域或季节，电解液温度低、电解液启动受影响，甚至温度过低，无法启动时需要通过外部设备辅助增温时，无法通过换热器实现较好的增温效果，更近一步的，现有的全钒液流电池多不具备余热回收模块，让全钒液流电池工作过程中所发出的热量散发到空气中，这样不仅造成电池周围温度过高，而且一定程度上造成了热量的浪费。

技术实现思路

1、针对上述问题，提供一种应用于钒液流电池的高效散热及热能回收设备，通过提供一种不仅可以根据不同型号的全钒液流电池自行转换冷却空间而且可以对全钒液流电池进行高效冷却换热的设备，从而解决现有技术对全钒液流电池冷却效果差且无法高效在低温状态下对全钒液流电池升温和肆意让全钒液流电池工作时所产生的热量散发所导致的资源浪费的技术问题。

2、为解决现有技术问题，本发明提供一种应用于钒液流电池本体的高效散热及热能回收设备 ，包括支撑底座、设置于支撑底座上的钒液流电池本体；内冷却装置呈竖直状态环绕钒液流电池本体设置且可根据钒液流电池本体体积相应变换，冷却状态下的内冷却装置紧贴钒液流电池本体侧壁设置，所述内冷却装置外还环绕设置有外冷却装置且外冷却装置和内冷却装置之间留有间隙，所述间隙为调节间隙；防护架呈竖直状态固定设置于支撑底座上且罩盖设置于外冷却装置外用以保护外冷却装置；感温模块呈竖直状态固定设置于内冷却装置一侧，用以实时检测钒液流电池本体温度；液冷循环装置呈竖直状态固定设置于支撑底座一侧，且通过管路分别与内冷却装置和外冷却装置连通设置。

3、优选的，内冷却装置包括第一纵向冷却组，第一纵向冷却组成竖直状态设置于钒液流电池本体长边方向一侧，第二纵向冷却组相对第一纵向冷却组设置于钒液流电池本体另一侧；所述第一纵向冷却组和第二纵向冷却组的长边方向一侧还分别平行固定设置有纵向引导模块；第一横向冷却组成竖直状态固定设置钒液流电池本体短边方向一侧，第二横向冷却组相对第一横向冷却组设置于钒液流电池本体短边方向的另一侧；第一横向冷却组和第二横向冷却组的长边方向两侧还分别平行固定设置有横向引导模块，第一纵向冷却组、第二纵向冷却组、第一横向冷却组和第二横向冷却组围合形成矩形框且罩盖设置钒液流电池本体外侧，用以全方位对钒液流电池本体进行包裹散热，所述相邻设置的第一纵向冷却组和第一横向冷却组分别通过各自长边方向水平固定设置的纵向引导模块和横向引导模块滑配连接。

4、优选的，第一纵向冷却组包括散热翅片，散热翅片呈竖直状态固定设置于钒液流电池本体一侧且沿着钒液流电池本体竖直方向等距设置有多组，组成散热翅片组；散热翅片上下两端还分别开设有缺口；散热翅片组内穿插设置有第一换热铜管且所述第一换热铜管远离钒液流电池本体的一侧设置；所述第一换热铜管的进液口和出液口处还分别同轴固定设置有串联接头用以与相邻的第一纵向冷却组串联。

5、优选的，纵向引导模块包括第一引导滑轨，第一引导滑轨沿着钒液流电池本体的长边方向平行扣装设置于散热翅片上端所开设的缺口处，用以限固引导散热翅片；所述第一引导滑轨的两端下表面还分别垂直固定设置有矩形板且所述矩形板上贯穿开设有长圆形滑槽；长圆形滑槽沿着第一引导滑轨的长边方向平行开设。

6、优选的，横向引导模块包括第二引导滑轨，第二引导滑轨沿着第一横向冷却的长边方向平行扣装设置于第一横向冷却组的顶部；所述第二引导滑轨的两端还分别垂直设置有矩形板以及垂直设置于矩形板外侧表面的滑导柱；凸缘同轴固定设置于滑导柱端部；第一锁紧螺栓同轴螺接设置于滑导柱外。

7、优选的，所述钒液流电池本体中正负电解液溶罐的导回管路外还同轴套缠绕设置有第三换热铜管。

8、优选的，外冷却装置包括第二散热翅片，第二散热翅片通过第一支撑架呈水平状态固定设置于支撑底座上且环绕内冷却装置设置；所述第二散热翅片呈u形设置且沿着钒液流电池本体的竖直方向等距设置有多组，形成第二散热翅片组且所述第二散热翅片组内穿插设置有第二换热铜管；所述第二换热铜管的进液口以及出液口处还分别同轴固定设置有进液接头和出液接头，用以通过管路与液冷循环装置连通设置。

9、优选的，感温模组为温度传感器。

10、优选的，风冷循环装置包括下风冷导出模组，下风冷导出模组居中固定设置于支撑底座上且导出端竖直向上设置，上风冷导出模组相对下风冷导出模组水平固定设置于防护架顶部；所述上风冷导出模组顶部还固定设置有两个相对设置的延伸架以及垂直设置于延伸架上的第二导向杆；第二导向杆的杆部穿过横跨设置于防护架顶部的限位架设置且于限位架滑动配合连接；每组第二导向杆外还同轴螺接设置有第二锁紧螺栓；下风冷导出模组和上风冷导出模组结构相同。

11、优选的，液冷循环装置包括循环泵，第一循环泵设置于支撑底座上；热循环水箱设置于第一循环泵一侧且通过管路与第一循环泵导出端连通设置，第一循环泵的吸入端通过管路与内冷却装置的导出端连通设置；冷循环水箱设置于热循环水箱上且通过管路与第二循环泵连通设置，第二循环泵的输出端与内冷却装置的导入端连通设置。

12、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

13、1、本发明通过可相对调节设置的第一纵向冷却组、第二纵向冷却组、第一横向冷却组和第二横向冷却组实现了如何根据不同型号的钒液流电池本体调节出相应规格区域的冷却区间的工作，且可以使得第一纵向冷却组、第二纵向冷却组、第一横向冷却组和第二横向冷却组直接与钒液流电池本体侧壁贴触，实现对热量的接触传导，大幅度提高了对钒液流电池本体的散热效果。

14、2、本发明通过外冷却装置和风冷循环装置的配合实现了如何在需要对钒液流电池本体进行高效散热时，如何对其内冷却装置所吸收的热量进行进一步吸收冷却的工作，使其成型更好的散热效果。

15、3、本发明通过液冷循环装置和风冷循环装置的配合实现了如何对钒液流电池本体所产生的热能分别通过热空气以及热流两种方式进行吸收，从而实现供给使用时提供热水以及热风两种使用效果，充分的对钒液流电池本体工作时所产生的热能进行了妥善利用。