[发明专利]一种集成氟泵制冷和除湿的液冷系统及其控制方法

说明书

本发明涉及储能集装箱温控设备技术领域，具体涉及一种集成氟泵制冷和除湿的液冷系统及其控制方法。系统包括控制模块以及均与控制模块连接的压缩制冷单元、氟泵制冷单元、除湿单元和水力模块；所述水力模块与散热对象相连接，用于将散热对象的热量带出；所述压缩制冷单元和氟泵制冷单元与水力模块相连接，用于与水力模块进行热交换；所述除湿单元与压缩制冷单元相连接，用于对散热对象安装环境进行除湿。本发明在满足散热对象工作温度控制的同时，还可按需智能启停除湿功能，实现送风温湿度的调节，确保散热对象工作环境湿度可靠性，环境适应性强、低温启动性好，节省空间和成本，合理利用压缩机能耗，避免能源浪费。

技术领域

本发明涉及储能集装箱温控设备技术领域，更具体地，涉及一种集成氟泵制冷和除湿的液冷系统及其控制方法。

背景技术

近年来，新能源发电占比不断提升，储能设备也遇到了历史发展机遇，成为了能源转型的重要一环。由于储能集装箱高散热量、全年运行、电池负载充放电发热变化和环境高低温湿度变化等特点，要求空调系统需长期稳定运行、散热效率高、经济节能、可靠性高、环境适应性强、控制精准度强，因此对于如何做好储能集装箱的热管理也是一大挑战。

其中，液冷温控方式是以液体为冷却介质，通过对流换热将电池产生的热量带走，其具备换热密度大、散热效率高，均温性好、可提高电池的寿命，以及节能和节省空间等优势，已逐渐成为了目前主流的电池冷却方式。另外，温控系统环境适应力强、节能潜力深挖、系统安全可靠性也是电化学电池储能技术发展关键因素之一，因此还需考虑温控系统的压缩机系统在低温环境下的性能可靠性变差的劣势，需使温控系统在不同高低温高低湿的自然环境下均能可靠运行。且由于电化学电池安装的集装箱内部环境对湿度有较严格要求(电化学电池的使用环境相对湿度不宜大于75％)，故温控系统还需具备除湿功能。

现有技术中的温控系统通常仅能实现电池的降温，无法同时解决集装箱环境湿度问题，而高湿度会给电池带来安全隐患。通常还需独立配套风冷空调或其他除湿装置进行集装箱内部环境湿度调节，但这种方式占据储能集装箱内的空间较大，且项目投入成本和安装工程量较大，不利于电化学储能技术推广应用。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种集成氟泵制冷和除湿的液冷系统及其控制方法，采用三种不同模式的制冷单元，实现高效节能的技术效果，在确保制冷功能的同时兼具除湿功能，可同时满足散热对象工作时的温湿度要求，节省空间和成本，提高系统安全可靠性，提高环境适应性。

本发明采取的技术方案是：

第一方面，提供一种集成氟泵制冷和除湿的液冷系统，包括控制模块以及均与控制模块连接的压缩制冷单元、氟泵制冷单元、除湿单元和水力模块；

所述水力模块与散热对象相连接，用于将散热对象的热量带出；

所述压缩制冷单元和氟泵制冷单元与水力模块相连接，用于与水力模块进行热交换；

所述除湿单元与压缩制冷单元相连接，用于对散热对象安装环境进行除湿；

所述除湿单元的入口还设有第二膨胀阀，所述第二膨胀阀用于独立控制至少一个除湿蒸发器的蒸发压力。

本发明提供的系统将温湿度控制一体化集成、压缩制冷及氟泵制冷一体化集成，具有节能高效、节省空间和成本、低温启动性好、环境适应性强、寿命长、安全可靠、散热效率高且均温性好等优点。同时，在除湿单元分支路的液管单独设膨胀阀，可独立控制蒸发压力，精准控制温湿度。

进一步的，所述系统包括蒸发器、压缩机、第一单向阀、冷凝器、储液罐、第二单向阀、第一膨胀阀、第三单向阀和氟泵；所述蒸发器、压缩机、第一单向阀、冷凝器、储液罐、第二单向阀和第一膨胀阀依次连接组成所述压缩制冷单元，所述压缩制冷单元通过所述蒸发器与水力模块进行热交换；