一种带热泵功能的储能热管理系统的制作方法

本技术涉及热量管理，尤其涉及一种带热泵功能的储能热管理系统。

背景技术：

1、热管理，是指对总系统、分立部件或其环境的温度进行管理和控制，其目的是维护各部件的正常运行或提高其性能或寿命。当前，在诸如电化学储能等领域中通常都需要进行热管理，热管理对储能系统的性能、寿命、安全性都有显著影响。由于液冷的热管理系统的换热能力较强，电芯温差可以做到3℃以内，因此，相对于风冷系统其可以显著提升储能系统的寿命。鉴于此，目前在储能领域多采用液冷系统。目前储能热管理系统仅配置单冷冷水机组，当电池需要加热的时候，则开启电加热，电池需要制冷的时候开启冷水机组。使用电加热器直接加热，不仅能耗高，而且电加热器的成本非常高。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的上述问题中的至少一部分问题，本实用新型提供了一种带热泵功能的储能热管理系统，包括：

2、制冷剂回路，其被配置为流通制冷剂，且制冷剂能够冷却或加热换热介质回路中的换热介质，所述制冷剂回路包括与四通阀的四个口分别连通的第一制冷剂管路、第二制冷剂管路、第三制冷剂管路以及第四制冷剂管路；

3、四通阀，其设置在制冷剂回路上，且被配置为控制所述制冷剂回路的四个制冷管路之间的连通关系，以控制制冷剂的流向；

4、制冷系统组件，设置在制冷剂回路上，包括：

5、压缩机，所述压缩机的排气口和吸气口均与所述四通阀连通；

6、室外侧换热器，其被配置为冷凝制冷剂，且室外侧换热器连接在四通阀及节流元件之间；

7、节流元件，其被配置为对制冷剂进行节流，使其膨胀，以降低制冷剂的压力和温度，且节流元件连接在室外侧换热器与使用侧换热器之间；

8、使用侧换热器，其一部分与制冷剂回路连通，另一部分与换热介质回路连通，且被配置为在制冷剂回路与换热介质回路之间传递热量；

9、换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对储能设备进行冷却或加热；以及

10、水泵，其设置在换热介质回路上，且被配置为为换热介质循环提供动力。

11、进一步地，所述四通阀具有第一口a、第二口b、第三口c和第四口d，其中第一口a与所述第一制冷剂管路连通，第二口b与所述第二制冷剂管路连通，第三口c与所述第三制冷剂管路连通，第四口d与所述第四制冷剂管路连通。

12、进一步地，当所述四通阀的第一口a与第二口b连通，第三口c与第四口d连通时，第一制冷剂管路与第二制冷剂管路连通，第三制冷剂管路与第四制冷剂管路连通；

13、当所述四通阀的第一口a与第三口c连通，第二口b与第四口d连通时，所述第一制冷剂管路与所述第三制冷剂管路连通，所述第二制冷剂管路与所述第四制冷剂管路连通。

14、进一步地，所述使用侧换热器包括第一口和第二口以供制冷剂流过，还包括第三口和第四口以供换热介质流过，其中所述使用侧换热器的第二口通过所述第三制冷剂管路与所述四通阀的第三口c连通。

15、进一步地，所述室外侧换热器通过所述第二制冷剂管路与所述四通阀的第二口b连通；

16、所述压缩机的排气口通过所述第一制冷剂管路与所述四通阀的第一口a连通，所述压缩机的吸气口通过所述第四制冷剂管路与所述四通阀的第四口d连通。

17、进一步地，当所述四通阀的第一口a与第二口b连通，第三口c与第四口d连通时，所述压缩机的排气口与所述室外侧换热器连通，所述使用侧换热器与所述压缩机的吸气口连通；

18、当所述四通阀的第一口a与第三口c连通，第二口b与第四口d连通时，所述压缩机的排气口与所述使用侧换热器连通，所述室外侧换热器与所述压缩机的吸气口连通。

19、进一步地，所述室外侧换热器包括冷凝器和风扇；

20、所述室外侧换热器及所述节流元件设置在所述第二制冷剂管路上；

21、所述使用侧换热器的第一口连通所述第二制冷剂管路，其第二口连通所述第三制冷剂管路。

22、进一步地，还包括吸气压力传感器和吸气温度传感器，二者设置在所述压缩机的吸气口处，用于检测进入压缩机的制冷剂的压力和温度。

23、进一步地，还包括排气温度传感器和排气压力传感器，二者设置在所述压缩机的排气口处，用于检测压缩机排出的制冷剂的温度和压力。

24、进一步地，还包括：

25、储能设备，其设置在所述换热介质回路上；

26、出水温度传感器和出水压力传感器，二者设置在所述使用侧换热器与所述储能设备之间，用于检测被制冷剂冷却或加热后的换热介质的温度和压力。

27、本实用新型至少具有下列有益效果：本实用新型公开的一种带热泵功能的储能热管理系统，本实用新型利用四通阀改变制冷剂的流向，以控制进入使用侧换热器的制冷剂的状态，当需要储能设备加热时，控制四通阀的四个口的连通关系，使得压缩机排出的高温制冷剂进入使用侧换热器中，直接加热换热介质，从而使换热介质上升到预期的温度，以满足储能设备加热的需求；当需要储能设备冷却时，控制四通阀的四个口的连通关系，使得压缩机排出的高温制冷剂依次经过室外侧换热器、节流元件，降低制冷剂的温度和压力，低温的制冷剂进入使用侧换热器中吸收换热介质的热量，从而使换热介质降到预期的温度，以满足储能设备冷却的需求。通过四通阀改变制冷剂的流向，将单冷机组变成冷、热都可提供的机组，不需要额外设置电加热器，降低了能耗；四通阀成本仅为电加热器成本的1/10，降低了成本；电加热的能效在0.8-1之间，热泵系统能效根据环境温度不同在1.5-4之间，能效更高，且更环保；而且，相比于电加热器，直接利用压缩机排出的高温制冷剂的加热速度更快；不需要额外设置电加热器，节省了安装空间，同样尺寸的集装箱内可以布置更多的电池。

技术特征：

1.一种带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，所述四通阀具有第一口a、第二口b、第三口c和第四口d，其中第一口a与所述第一制冷剂管路连通，第二口b与所述第二制冷剂管路连通，第三口c与所述第三制冷剂管路连通，第四口d与所述第四制冷剂管路连通。

3.根据权利要求2所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，当所述四通阀的第一口a与第二口b连通，第三口c与第四口d连通时，第一制冷剂管路与第二制冷剂管路连通，第三制冷剂管路与第四制冷剂管路连通；

4.根据权利要求1所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，所述使用侧换热器包括第一口和第二口以供制冷剂流过，还包括第三口和第四口以供换热介质流过，其中所述使用侧换热器的第二口通过所述第三制冷剂管路与所述四通阀的第三口c连通。

5.根据权利要求4所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，所述室外侧换热器通过所述第二制冷剂管路与所述四通阀的第二口b连通；

6.根据权利要求5所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，当所述四通阀的第一口a与第二口b连通，第三口c与第四口d连通时，所述压缩机的排气口与所述室外侧换热器连通，所述使用侧换热器与所述压缩机的吸气口连通；

7.根据权利要求1所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，所述室外侧换热器包括冷凝器和风扇；

8.根据权利要求1所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，还包括吸气压力传感器和吸气温度传感器，二者设置在所述压缩机的吸气口处，用于检测进入压缩机的制冷剂的压力和温度。

9.根据权利要求1所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，还包括排气温度传感器和排气压力传感器，二者设置在所述压缩机的排气口处，用于检测压缩机排出的制冷剂的温度和压力。

10.根据权利要求1所述的带热泵功能的储能热管理系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本技术涉及一种带热泵功能的储能热管理系统，包括：制冷剂回路，其被配置为流通制冷剂，且制冷剂能够冷却或加热换热介质回路中的换热介质，所述制冷剂回路包括与四通阀的四个口分别连通的第一制冷剂管路、第二制冷剂管路、第三制冷剂管路以及第四制冷剂管路；四通阀，其设置在制冷剂回路上，且被配置为控制所述制冷剂回路的四个制冷管路之间的连通关系，以控制制冷剂的流向；制冷系统组件，设置在制冷剂回路上，包括：压缩机；室外侧换热器；节流元件；使用侧换热器，其一部分与制冷剂回路连通，另一部分与换热介质回路连通；换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对储能设备进行冷却或加热；以及水泵，其设置在换热介质回路上。

技术研发人员：舒涛,刘学松,冯福金,宋云建
受保护的技术使用者：华涧新能源科技（上海）有限公司
技术研发日：20230109
技术公布日：2024/1/11