本發明專利技術公開了一種集成換熱功能的電解液儲罐，包括電解液儲罐（1）和冷卻/加熱裝置（3），電解液儲罐（1）外側設有換熱槽（2），電解液儲罐（1）和換熱槽（2）之間設有儲罐內壁（11），換熱槽（2）外側設有儲罐外壁（12），冷卻/加熱裝置（3）通過流體流入管（4）和流體流出管（6）分別與換熱槽（2）上的入口（5）和出口（7）連接，電解液儲罐（1）內還設有溫度傳感器（9）。本發明專利技術能夠降低儲罐壁熱阻，使得儲罐壁的換熱能力大幅度增加，不僅能在電池過熱時降溫，同時能在外界溫度過低時對電池升溫，使電池保持在25攝氏度～35攝氏度之間最佳的工作溫度，提高儲罐的使用壽命，并省去換熱盤管，使整個儲罐系統得到簡化。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池儲罐散熱領域，尤其是涉及。
技術介紹
鋅溴電池是以常溫運轉、電解循環為特征的電力存儲用充電電池之一。電池內的活性物質溴，在沸點58. 8攝氏度的溫度以下是液態物質。電池中存在著電解液電阻、膜電阻、反應電阻以及電極電阻。在通電(充電、放電)狀態下，這種電阻會引起焦耳熱，使電池溫度上升。溴會成為氣態，溴在溶解于電解液的狀態下是穩定的，但是成為氣體狀態后，反應性以及腐蝕性就會上升，性能和使用壽命就會大幅度下降。因而通常需要將電池溫度控制在35攝氏度以下。但是電解液溫度也不宜過低，當溫度過低，儲電量便會降低，所以通常保 持電池溫度在25攝氏度以上。關于鋅溴液流電池的散熱一般米用兩種方式，一種為水冷方式，具體實現方法在鋅側液罐中裝入散熱盤管，散熱盤管引出后與冷水機相連；如參考專利特開平8-111245所述，散熱盤管為鈦管或薄壁塑料管，鈦管的主要問題是成本比較高，同時如果溴濃度增高，也會對鈦管造成不同程度的腐蝕；如果使用薄壁塑料管，由于塑料管的導熱系數不夠，因此需要集束狀的塑料散熱盤管，盤管接頭處存在多個焊接點，很容易發生焊接點的失效，從而造成系統損壞；還有的采用在循環管路里引入塑料散熱盤管，然后對散熱盤管進行風冷的方式，該方式除去容易泄漏的問題，另外還存在受環境溫度影響較大，如果環境溫度過高，風冷達不到期望效果；只能散熱，不能升溫，一旦系統需要溫度升高時，風冷系統很難提供。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供，它能夠降低儲罐壁熱阻，使得儲罐壁的換熱能力大幅度增加，不僅能在電池過熱時進行降溫，同時能在外界溫度過低時對電池進行升溫，使電池保持在25攝氏度 35攝氏度之間一個最佳的工作溫度，從而提高儲罐的使用壽命，并省去換熱盤管，使整個儲罐系統得到簡化。本專利技術的技術方案一種集成換熱功能的電解液儲罐，包括電解液儲罐和冷卻/加熱裝置，電解液儲罐外側設有換熱槽，電解液儲罐和換熱槽之間設有儲罐內壁，換熱槽外側設有儲罐外壁，冷卻/加熱裝置通過流體流入管和流體流出管分別與換熱槽上的入口和出口連接，電解液儲罐內還設有溫度傳感器。由于在電解液儲罐外側設有換熱槽，用換熱槽將電解液儲罐包裹，換熱介質的密度大于電解液密度的一半，降低了內壁兩側壓差，所以在減小電解液儲罐內壁厚度的時同樣滿足了電解液儲罐所需強度，并減小了內壁熱阻，大大提升了內壁的熱交換能力，縮短了降溫時間，節省了冷卻/加熱裝置的能耗。電解液儲罐和換熱槽組成了夾層結構，在電解液儲罐泄漏時夾層的存在阻止了電解液直接泄漏到開放的空間內。前述的這種集成換熱功能的電解液儲罐中，儲罐內壁采用非金屬材料。前述的這種集成換熱功能的電解液儲罐中,儲罐內壁厚度為2mm 4_。前述的這種集成換熱功能的電解液儲罐中，儲罐內壁厚度為3mm。前述的這種集成換熱功能的電解液儲罐中，儲罐外壁內設保溫層，儲罐外壁的厚度大于5mm。為了保證運輸、安裝、使用中的強度儲罐外壁須在5mm以上。前述的這種集成換熱功能的電解液儲罐中，儲罐內壁和儲罐外壁之間設有支架。由于儲罐內壁和儲罐外壁之間設有支架，對內壁結構起到支撐作用，以增加換熱面積。前述的這種集成換熱功能的電解液儲罐中，換熱槽內出口處設有電解液泄漏傳感器。當電解液盛放區發生泄漏時，電解液會混入到換熱介質中，從而使換熱介質中的電導率升高，電解液泄漏傳感器通過監測換熱介質的電導率變化，可及時發現儲罐的泄漏，從而避免更大事故的發生。前述裝置電解液儲罐集成換熱的控制方法為 步驟a，溫度傳感器對工作中的電解液儲罐內的電解液進行溫度檢測，當檢測溫度達到35攝氏度時，冷卻/加熱裝置啟動冷卻功能，將換熱介質降溫至15攝氏度，換熱介質從出口經流體流出管流回冷卻/加熱裝置，經恒溫后，換熱介質通過流體流入管從入口流入換熱槽與電解液儲罐內電解液進行熱交換，當檢測溫度達到25攝氏度時，冷卻/加熱裝置停止運轉，換熱介質與電解液之間自然換熱；當溫度傳感器檢測溫度低于10攝氏度時，且環境溫度低于此溫度時，冷卻/加熱裝置開啟，將換熱介質提升至25攝氏度后，換熱介質從出口經流體流出管流回冷卻/加熱裝置，經恒溫后，換熱介質通過流體流入管從入口流入換熱槽與電解液儲罐內電解液進行熱交換，當檢測溫度達到25攝氏度時，冷卻/加熱裝置停止運轉，換熱介質與電解液之間自然換熱。步驟b，換熱介質流經出口時，電解液泄漏傳感器對換熱介質檢測是否混有電解液，檢測無電解液，溫度傳感器檢測溫度達到30攝氏度時停止換熱，檢測中混有電解液則停止電解液儲罐工作，進行泄漏檢查。一般的，步驟a中冷卻/加熱裝置的加熱功能只用于電池啟動階段或泵長期低速運行或待機階段，正常電池工作過程中，自身熱量足以維持其正常運轉。與現有技術相比，本專利技術由于在電解液儲罐外側設有換熱槽，用換熱槽將電解液儲罐包裹，換熱介質的密度大于電解液密度的一半，降低了內壁兩側壓差，所以在減小電解液儲罐內壁厚度的時同樣滿足了電解液儲罐所需強度，并減小了內壁熱阻，大大提升了內壁的熱交換能力，縮短了降溫時間，節省了冷卻/加熱裝置的能耗。電解液儲罐和換熱槽組成了夾層結構，在電解液儲罐泄漏時夾層的存在阻止了電解液直接泄漏到開放的空間內；當電解液盛放區發生泄漏時，電解液會混入到換熱介質中，從而使換熱介質中的電導率升高，電解液泄漏傳感器通過監測換熱介質的電導率變化，可及時發現儲罐的泄漏，從而避免更大事故的發生。傳統儲罐考慮到運輸、安裝、使用中的強度要求，防止因為外力破損或變形，壁厚一般不低于10_。造成儲罐壁熱阻增加，與儲罐壁的熱交換能力大大降低。而本專利技術結構由于使用雙層結構，在儲罐外壁與內壁之間充入換熱介質，而換熱介質密度要大于電解液密度的一半，大大減小了儲罐內壁兩側的壓差，使內壁降低置以往內壁的五分之一厚度仍可以保證強度，同時儲罐內壁越薄其熱交換能力越強，大大縮減了降溫和升溫所需時間，使電解液保持在最佳溫度狀態進行工作，不僅降低了冷卻/加熱裝置的能耗，更加延長了電解液儲罐的使用壽命。同時不需借助散熱盤管而完成換熱，使得整體系統得到簡化。按換熱效果衡算按照系統需要冷卻時靜態熱傳導模型計算電解液儲罐換熱效果。定義換熱要求電解液儲罐內電解液溫度上限為35攝氏度，下限為25攝氏度。電解液總量為180Kg，在電解液循環泵的作用下，電解液儲罐內液體充分混勻。換熱介質溫度(t)恒溫為15攝氏度,系統能效為3. 5,換熱介質為水,換熱面積為lm2，壁厚為3mm，電解液側，系統放出總換熱量為 dQ = KXAXd(T-t)公式中Q:系統總換熱量K:總導熱系數T:熱流體溫度t:冷流體溫度A:換熱面積對于電解液，則有dQ = MXCpXdTQ:系統總換熱量M:電解液質量Cp:電解液比熱T:電解液溫度當電解液儲罐內電解液溫度到達35攝氏度時，冷卻/加熱裝置開啟，換熱介質在冷卻/加熱裝置的作用下，恒溫至15攝氏度。塑料的導熱系數K為O. 51W/(mK)，此時系統換熱功率滿足圖4所示。電解液35攝氏度時開始降溫，冷卻到30攝氏度時，降溫曲線如圖5所示。冷卻至30攝氏度所需時間約為20min，換熱速度較快，有良好的換熱效果。按系統能耗計算根據以上工況，系統峰值換熱功率為3. 4kff,估值換熱功率1. 7。平均換熱功率計算為 廣 PiOdrP — down_ hot■ |- up本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種集成換熱功能的電解液儲罐，包括電解液儲罐（1）和冷卻/加熱裝置（3），其特征在于：電解液儲罐（1）外側設有換熱槽（2），電解液儲罐（1）和換熱槽（2）之間設有儲罐內壁（11），換熱槽（2）外側設有儲罐外壁（12），冷卻/加熱裝置（3）通過流體流入管（4）和流體流出管（6）分別與換熱槽（2）上的入口（5）和出口（7）連接，電解液儲罐（1）內還設有溫度傳感器（9）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟琳，劉學軍，陸克，張祺，
申請(專利權)人：青海百能匯通新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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