[实用新型]高效液流电池系统换热装置

说明书

高效液流电池系统换热装置，属于液流电池领域，用于解决钒储能介质降温的问题，要点是：主要由蒸发器、压缩机和冷凝器组成；蒸发器集成在电池管道系统中，作为换热系统内机，压缩机和冷凝器集成在一起为压缩制冷机，作为换热系统外机放置在通风位置；或者蒸发器和压缩机一起集成在电池管道系统中，冷凝器单独放置在通风位置，效果是：实现对钒储能介质降温的效果。

技术领域

本实用新型属于液流电池领域，涉及一种液流电池冷却的装置。

背景技术

全钒液流电池在充放电过程中发生连续的化学反应产生了大量热量，过高的热量会让钒储能介质持续升温，当液温度升高，粘度降低，流动性和活性增强，有助于提高系统的充放电效率，但当钒储能介质温度过高且五价钒达到一定浓度值时，就会生成并析出五氧化二钒固体，五氧化二钒固体的析出和沉积会影响电池的正常使用，降低电池使用寿命。为了让电池系统更加地安全运转，合理地控制钒储能介质温度以避免固态晶体析出，就需要为液流电池系统加上一个换热装置。

常见的液流电池换热装置有水冷循环换热装置，风冷换热器换热装置，水冷和风冷循环换热系统是通过冷却水或冷风与高温钒储能介质进行热交换以达到降温作用，水冷式换热系统需要循环水塔系统或不间断供水源，水温受限于环境温度，同样风冷式换热装置的换热能力也受限于环境温度和空气的干湿度。这些因素都会导致换热装置降温能力低下，换热效率不稳定等问题；由于换热效率低（水和空气温度比较高，与电解液间温差小，风冷换热器换热系数低），换热器占用大量系统空间，同样由于换热效率低，需要大量冷媒（冷水或冷空气）输送，在大规模储能项目中，冷媒输送通道也是设计的难点。

为了提高全钒液流电池的稳定性和安全性，同时提高系统的集成度、促进大规模应用发展，需要发明一种适用于全钒液流电池系统、在任何环境条件下都可以稳定运行，且高度集成，安装施工便利的高效换热装置。

实用新型内容

为了解决钒储能介质降温的问题，本实用新型提出如下方案：一种高效液流电池系统换热装置，主要由蒸发器、压缩机和冷凝器组成；蒸发器集成在电池系统中，作为换热系统内机，压缩机和冷凝器集成在一起为压缩制冷机，作为换热系统外机放置在通风位置；或者蒸发器和压缩机一起集成在电池系统中，冷凝器单独放置在通风位置。

作为技术方案的补充：蒸发器安装于储罐与电堆之间的循环管路中，蒸发器热端出口与钒储能介质管道相连接，蒸发器冷端通过冷媒管路与压缩制冷机连通，钒储能介质通过循环泵从电解液储罐内抽出，经过过滤器、电堆，钒储能介质在堆内发生氧化还原反应，反应后的钒储能介质由管路输至蒸发器进口，在蒸发器内与冷媒进行换热，并从出口回至储罐并以此反复循环。

作为技术方案的补充：所述的一种高效液流电池系统换热装置，其蒸发器是立式或卧式安装的管壳式换热器或蛇形盘管式蒸发器或翅片式蒸发器或板式换热器。

作为技术方案的补充：冷凝器采用风冷式，通过轴流风机把冷凝器的热量瞬间带走；或冷凝器为水冷冷凝器。

作为技术方案的补充：所述的一种高效液流电池系统换热装置，其外壳为耐腐蚀、绝缘外壳，为PP、HDPE、pvc、cpvc、ABS材料中的一种制成。

作为技术方案的补充：蒸发器内部热交换冷媒循环管路为采用耐腐蚀金属材料的管路，为钛金属、钽金属、哈氏合金中的一种制成，或者为采用外衬耐腐蚀材料的管路，为PTFE、PP、PVC、复合陶瓷外衬中的一种制成，或者为采用耐腐蚀涂层方式的管路，为涂层材料环氧脂、聚四氟、TPEP中的一种制成。

作为技术方案的补充：蒸发器内部冷媒循环管路与蒸发器外部冷媒进出口管路连接处采用耐腐蚀绝缘接头，绝缘接头为采用氯丁橡胶、环氧脂、PEEK、SMC复合材料、复合陶瓷中的一种制成。

有益效果：