專利名稱：一種用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種恒溫控制裝置，特別是一種用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置。
背景技術(shù)：
全f凡液流電池(Vanadium Redox Batty,簡稱VRB)是一種新型清潔能源存儲裝置， 具有壽命長、安全環(huán)保、功率容量可獨立設(shè)計、操作及維護費用少、支持頻繁大電流充放電等技術(shù)優(yōu)勢。由于全釩液流電池系統(tǒng)在大電流放電過程中會產(chǎn)生一定的熱量，隨著系統(tǒng)工作時間的延長熱量不斷累積，導(dǎo)致循環(huán)電解液溫度逐漸升高，電解液穩(wěn)定性下降，從而影響到儲能系統(tǒng)的正常工作。同時，如果系統(tǒng)工作的環(huán)境溫度太低會使低價態(tài)的離子產(chǎn)生沉析，影響儲能系統(tǒng)的正常工作。因此，保證系統(tǒng)恒溫工作已經(jīng)成了目前亟待解決的問題。根據(jù)工作介質(zhì)的不同，循環(huán)法溫控系統(tǒng)可分為兩大類，即水循環(huán)及氣體循環(huán)。其中水循環(huán)溫控系統(tǒng)效率高，在激光、軍工、醫(yī)療、電力電子、工業(yè)設(shè)備等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。 水循環(huán)溫控系統(tǒng)的原理非常簡單在一個密閉的液體循環(huán)裝置里，通過水泵產(chǎn)生動力，推動密閉系統(tǒng)中的液體循環(huán)，將熱量帶到面積更大的散熱/加熱裝置中，進行恒溫處理。經(jīng)過恒溫處理后的液體再次回流到設(shè)備中，如此往復(fù)循環(huán)。CN200820056072. 8公開的通信用全釩液流電池系統(tǒng)除電池堆外，還配置有儲液罐、循環(huán)泵、溫控系統(tǒng)和控制器。循環(huán)泵把正極電解液從儲液罐抽出，通過閥門，注入電池堆，在電池堆內(nèi)實施電解液的離子交換，完成充放電工作后，進入溫控系統(tǒng)，使電解液溫度保持在O 45°C之間，然后返回至正極儲液罐。負極電解液的工作過程與正極相同。該溫控系統(tǒng)由電解液熱交換器和半導(dǎo)體致冷組件組成，通過半導(dǎo)體致冷組件正向或反向通電， 對電解液實施冷卻或加熱。該方法需要增設(shè)電解液熱交換器和半導(dǎo)體制冷組件，使得原本體積龐大的全釩液流電池系統(tǒng)增加了占地面積，特別是大規(guī)模應(yīng)用過程中，所需配備的熱交換器和半導(dǎo)體制冷組件數(shù)目過多，控制繁瑣，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅度增加，阻礙了全釩液流電池儲能系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用。同時半導(dǎo)體致冷組件工作時需要用到系統(tǒng)所儲電能，影響了整個系統(tǒng)的能量效率。由于目前國內(nèi)尚無類似的用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控系統(tǒng)，導(dǎo)致大規(guī)模應(yīng)用的全釩液流電池系統(tǒng)在充放電過程中的溫度無法得到有效的控制，給全釩液流電池儲能系統(tǒng)的正常運行埋下隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，在有效控制系統(tǒng)成本及占地空間的基礎(chǔ)上，提供一種用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置，有效的解決大規(guī)模應(yīng)用的全釩液流電池系統(tǒng)在充放電過程中的溫度無法得到有效的控制的問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置，包括溫度控制系統(tǒng)，儲液罐、泵、散熱/加熱部件、溫度傳感器和連接管件，溫度傳感器安裝在儲液罐上部出口處，其特征在于儲液罐內(nèi)壁上設(shè)有吸熱部件，吸熱部件下部設(shè)有工作介質(zhì)進口，上部設(shè)有工作介質(zhì)出口，散熱/加熱部件進口與工作介質(zhì)出口，散熱/加熱部件出口與泵進口相接，泵出口與工作介質(zhì)進口采用連接管件相接，溫度控制系統(tǒng)根據(jù)采集溫度傳感器溫度控制泵的轉(zhuǎn)速。其有益效果是采用循環(huán)溫控法對電解液儲存裝置進行恒溫控制，有效地保證整個系統(tǒng)處在最佳的工作溫度，同時散熱面積大，能巧妙利用儲液罐內(nèi)部空間，節(jié)省儲能系統(tǒng)占地面積，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠地運行。本裝置設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)合理，能實時控制系統(tǒng)的工作溫度，維持溫度恒定，保證系統(tǒng)安全可靠地運行。本裝置可方便的集成在全釩液流電池儲能系統(tǒng)中，實現(xiàn)大規(guī)模儲能系統(tǒng)的工程應(yīng)用，有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如上所述的溫控裝置，其特征在于所述吸熱部件由螺旋鈦合金管和支撐部件組成，所述螺旋鈦合金管直接掛接固定在支撐部件上。其有益效果是能巧妙利用儲液罐內(nèi)部空間，節(jié)省儲能系統(tǒng)占地面積，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠地運行。如上所述的溫控裝置，其特征在于所述溫度控制系統(tǒng)由PLC作為主控器件。其有益效果是能快速的實現(xiàn)系統(tǒng)編程，便于設(shè)備升級換代。如上所述的溫控裝置，其特征在于所述散熱/加熱部件由固定框和彎曲回形銅管組成，銅管用扣件固定在固定框上。其有益效果是散熱/加熱效果良好，設(shè)備器件少，便于維修。如上所述的溫控裝置，其特征在于所述連接管件采用鋼絲軟管。其有益效果是: 系統(tǒng)安裝方便及可操作性強。如上所述的溫控裝置，其特征在于溫控裝置中的工作介質(zhì)采用普通水或空氣。其有益效果是工作介質(zhì)采用普通水或空氣，對環(huán)境無污染。如上所述的溫控裝置，其特征在于吸熱部件的支撐部件可與儲液罐采用一體化成型或支撐部件制作完成后固定在儲液罐中。其有益效果是可根據(jù)生產(chǎn)條件及工藝選擇適當(dāng)?shù)募庸ば问健Ｏ到y(tǒng)安裝方便及可操作性強。


附圖I、本發(fā)明的系統(tǒng)原理示意附圖2、本發(fā)明的吸熱部件結(jié)構(gòu)附圖3、本發(fā)明的散熱/加熱部件結(jié)構(gòu)附圖4、本發(fā)明儲液罐的立體圖。
具體實施例方式圖中標(biāo)記的說明儲液罐I、吸熱部件2、泵3、散熱/加熱部件4、溫度傳感器5、PLC 控制單元6、導(dǎo)線7、支撐部件8、螺旋鈦合金管9、固定框10、銅管11、工作介質(zhì)進口 12、泵出口 13、泵進口 14、出口 15、進口 16、工作介質(zhì)出口 17、連接管件18
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
如附圖I、圖4所示，本發(fā)明由儲液罐I、吸熱部件2、泵3、散熱/加熱部件4、溫度傳感器5、PLC控制單元6和連接管件18組成。如圖2所示，吸熱部件2由螺旋鈦合金管9和支撐部件8組成，支撐部件選用聚丙烯塑料。螺旋鈦合金管9直接掛接固定在支撐部件8上。在吸熱部件2下部設(shè)有工作介質(zhì)進口 12，上部設(shè)有工作介質(zhì)出口 17。支撐部件8和儲液罐I之間的連接采用塑料熱熔焊接。 如采用大批量生產(chǎn)，可將螺旋鈦合金管9作為單一部件，其余部分整體一次性成型制作。在儲液罐I還未封頂之前將支撐部件8焊接在儲液罐I內(nèi)壁及底部上，保證足夠的焊接強度。 然后將螺旋鈦合金管9套入支撐部件8中，并將下部工作介質(zhì)進口 12和上部工作介質(zhì)出口 17由預(yù)留的孔中穿到儲液罐I外面來。螺旋鈦合金管9與支撐部件8直接掛接固定在支撐部件8上，工作介質(zhì)進出管12和17與儲液罐I之間的間隙采用徑向密封件密封，并進行局部加強處理，保證儲液罐I足夠的強度和良好的密封性能。如附圖3所示，散熱/加熱部件4由固定框10和銅管11組成。銅管11用扣件固定在固定框10上，并設(shè)置有進口 16和出口 15。散熱/加熱部件4可采用以下幾種方式擺設(shè)
I散熱/加熱部件4擺放在室內(nèi)比較空曠的地方，利用周邊的環(huán)境溫度進行自然恒溫控制，此法僅適用于四季溫差不大的區(qū)域(室內(nèi)環(huán)境溫度維持在23±2°C之間)。II散熱/加熱部件4擺放在室內(nèi)比較空曠的地方，采用強制鼓風(fēng)的方式進行恒溫控制。III散熱/加熱部件4事先埋放在土壤深處(I. 5m — 2m的位置，視地域氣候而定)， 利用土壤的溫度維持恒溫。IV周邊有大量水資源，散熱/加熱部件4可事先安放在江河湖泊深處維持恒溫。V在其他特殊的情況下，可在散熱/加熱部件4上配置熱交換機，實時降溫及升溫自動控制過程。當(dāng)散熱/加熱部件4安放在室外，且輸送距離較遠時，可以在路徑管外包裹一層隔熱保溫棉，保持良好的恒溫效果。用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置由如下器件組建連接管件18 可選用鋼絲軟管，用鋼絲軟管將吸熱部件進口 12與泵出口 13連接，吸熱部件出口 17與散熱/加熱部件進口 16連接，散熱/加熱部件出口 15與泵進口 14連接。同時在吸熱部件出口 17附近設(shè)置溫度傳感器5，通過導(dǎo)線7將溫度傳感器5和泵3與PLC控制單元6連接，由溫度傳感器5反饋循環(huán)工作介質(zhì)的實時溫度信號給PLC控制單元6，并通過PLC處理后輸出控制信號給泵3，控制泵3的轉(zhuǎn)速，從而控制整個循環(huán)系統(tǒng)中工作介質(zhì)的流速，起到恒溫控制的作用。
權(quán)利要求
1.一種用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置，包括溫度控制系統(tǒng)，儲液罐、 泵、散熱/加熱部件、溫度傳感器和連接管件，溫度傳感器安裝在儲液罐上部出口處，其特征在于儲液罐內(nèi)壁上設(shè)有吸熱部件，吸熱部件下部設(shè)有工作介質(zhì)進口，上部設(shè)有工作介質(zhì)出口，散熱/加熱部件進口與工作介質(zhì)出口，散熱/加熱部件出口與泵進口相接，泵出口與工作介質(zhì)進口采用連接管件相接，溫度控制系統(tǒng)根據(jù)采集溫度傳感器溫度控制泵的轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求I所述的溫控裝置，其特征在于所述吸熱部件由螺旋鈦合金管和支撐部件組成，所述螺旋鈦合金管直接掛接固定在支撐部件上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的溫控裝置，其特征在于所述溫度控制系統(tǒng)由PLC作為主控器件。
4.如權(quán)利要求I或2所述的溫控裝置，其特征在于所述散熱/加熱部件由固定框和彎曲回形銅管組成，銅管用扣件固定在固定框上。
5.如權(quán)利要求I或2所述的溫控裝置，其特征在于所述連接管件采用鋼絲軟管。
6.如權(quán)利要求I或2所述的溫控裝置，其特征在于溫控裝置中的工作介質(zhì)采用普通水或空氣。
7.如權(quán)利要求I或2所述的溫控裝置，其特征在于吸熱部件的支撐部件可與儲液罐采用一體化成型或支撐部件制作完成后固定在儲液罐中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種恒溫控制裝置，特別是一種用于全釩液流電池電解液存儲裝置中的溫控裝置。本發(fā)明通過采用循環(huán)溫控法對電解液儲存裝置進行恒溫控制，有效地保證整個系統(tǒng)處在最佳的工作溫度，同時散熱面積大，利用儲液罐內(nèi)部空間，節(jié)省儲能系統(tǒng)占地面積，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠地運行。本裝置設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)合理，能實時控制系統(tǒng)的工作溫度，維持溫度恒定，保證系統(tǒng)安全可靠地運行。本裝置可方便的集成在全釩液流電池儲能系統(tǒng)中，實現(xiàn)大規(guī)模儲能系統(tǒng)的工程應(yīng)用，有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號H01M8/04GK102593487SQ20121002809
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者嚴(yán)川偉, 劉建國, 劉飛, 李愛魁, 楊祥軍, 谷山強, 馬軍 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司