中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“儲能電站與技術(shù)應(yīng)用（二）專場”，蘇州黑盾環(huán)境股份有限公司副總經(jīng)理張水兵在會上分享了主題報告《儲能系統(tǒng)溫控解決方案》，以下為演講實錄：
張水兵：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家好！從昨天到今天上午，有很多專家都對儲能系統(tǒng)特別是電儲能系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用做了很專業(yè)的介紹。其中有很多專家對電儲能系統(tǒng)的安全問題非常關(guān)注，我們非常認(rèn)同專家的觀點，安全是企業(yè)的生命，是產(chǎn)品設(shè)計的基本要求。而產(chǎn)品的溫控?zé)嵩O(shè)計、熱管理其實就是安全的一個很重要因素。黑盾環(huán)境主要給設(shè)備提供全方位的溫控解決方案，給設(shè)備提供一個盾牌的保護(hù)，讓設(shè)備可以安全可靠地運行，這是我們黑盾品牌 （BLACKSHILEDS）。
黑盾是1958年成立在美國加州。右邊圖片的工廠是我們美國的工廠，左邊圖片是我們蘇州的工廠。多年來我們一直致力于電力、通訊、能源、銀行、交通、環(huán)保等行業(yè)的設(shè)備溫控解決方案。今天也很榮幸在這里和大家分享一下我們這些年來在電儲能系統(tǒng)溫控方案的應(yīng)用案例和產(chǎn)品應(yīng)用。其中在電儲能系統(tǒng)里面，針對儲能電池系統(tǒng)和PCS系統(tǒng)不同的溫控需求，做了不同的溫控方案。特別是電池對溫度要求比較苛刻，對其工作環(huán)境溫度要求低于室外最高環(huán)境溫度。現(xiàn)在目前的方案都是主動制冷的方案。PCS系統(tǒng)由于工作環(huán)境溫度高于室外環(huán)境溫度，現(xiàn)在做的都是直通風(fēng)的方案，以及板式換熱方案，這時的室內(nèi)溫度會比室外溫度高的一種溫控方案。
針對儲能電池溫控方案，目前在市場上我們推廣的主要有以下五種溫控方案和對應(yīng)的產(chǎn)品系列：
第一種就是一體式頂出風(fēng)空調(diào)+風(fēng)管精確送風(fēng)方案；
第二種是分體式冷熱通道隔離方案；
第三種頂置式空調(diào)+風(fēng)管精確送風(fēng)方案；
第四種是一體式下出風(fēng)方案；
第五種是風(fēng)冷冷水型溫控方案。
這五種方案各有優(yōu)缺點，接下來針對這五種方案作個簡單的介紹：
第一種：一體式頂出風(fēng)空調(diào)+風(fēng)管精確送風(fēng)方案是目前用得最普遍最廣泛的一種溫控方案?？照{(diào)上部冷風(fēng)通過風(fēng)管精確送風(fēng)到電池架的頂部，熱空調(diào)氣然后通過空調(diào)下部回風(fēng)口進(jìn)行回風(fēng)，在空調(diào)里進(jìn)行換熱。室外側(cè)底部冷風(fēng)進(jìn)去，外側(cè)上部分出熱風(fēng)進(jìn)行熱交換。這種方案目前的應(yīng)用范圍比較廣。它的優(yōu)點：在熱仿真和應(yīng)用的時候，只要系統(tǒng)風(fēng)阻、風(fēng)量和風(fēng)壓等參數(shù)計算得非常匹配時，系統(tǒng)才能發(fā)揮得正常，機柜內(nèi)部溫度非常均勻（溫差在5度以下），溫度一致性非常好。目前我們在行業(yè)里面很多集成商實際上是有自己的熱設(shè)計能力，熱管理團(tuán)隊，可以做一些仿真和熱設(shè)計，確保這種方案正常使用，這樣做出來的產(chǎn)品可以達(dá)到機柜內(nèi)部溫度一致性的指標(biāo)。黑盾環(huán)境也專門做溫控方案研發(fā)，產(chǎn)品的熱設(shè)計和仿真，目前公司有50多個研發(fā)人員，可以為我們沒有熱設(shè)計團(tuán)隊的集成商進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品熱設(shè)計和仿真，讓產(chǎn)品能能夠正常的發(fā)揮出最優(yōu)的效果。這個方案的缺點是什么呢？我們看看機柜內(nèi)部的熱空氣是從空調(diào)下面進(jìn)行回風(fēng)的，整個機柜里面的氣流組織是非常紊亂。熱空氣正常來講，它的比重小正常是往上面流動，冷空氣比重大是從上面往下面流動。但這種方案機柜內(nèi)熱風(fēng)從空調(diào)下部進(jìn)行回風(fēng)，造成機柜里面的氣流組織就非常紊亂。冷熱氣流交織的時候就產(chǎn)生損耗，這種損耗就會導(dǎo)致整個溫控系統(tǒng)的效率過低。
總結(jié)一下，這個方案的優(yōu)點是：
第一、整個系統(tǒng)的溫度均勻性比較好，溫度一致性比較好；
第二，在現(xiàn)場沒有安裝工程，特別是產(chǎn)品出口到國外，國外的空調(diào)安裝成本非常高，安裝成本比空調(diào)成本還要高，這款產(chǎn)品在安裝成本上有優(yōu)勢。
這是我們的產(chǎn)品圖片。左邊是內(nèi)循環(huán)，頂部出風(fēng)，下部回風(fēng)。右邊是外循環(huán)的底部進(jìn)風(fēng)，上出風(fēng)，這是現(xiàn)場應(yīng)用案例的一些圖片。
目前在儲能系統(tǒng)里使用的空調(diào)溫控系統(tǒng)，對應(yīng)的都是傳統(tǒng)機械制冷產(chǎn)品，在溫控技術(shù)上還是非常保守，技術(shù)發(fā)展空間還很大。但是在數(shù)據(jù)中心行業(yè)的溫控產(chǎn)品在技術(shù)上面，相對來講比較發(fā)達(dá)。我們大家都知道現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的PUE值，北京出臺是1.4，上海1.3，深圳的更低，目前傳統(tǒng)的機械制冷已經(jīng)滿足不行這個要求，所以數(shù)據(jù)中心溫控產(chǎn)品均在原有機械制冷的產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加使用多種模式的節(jié)能溫控產(chǎn)品。我們最近就在把這種新型產(chǎn)品應(yīng)用在儲能系統(tǒng)進(jìn)行嘗試，新產(chǎn)品把機械制冷和換熱系統(tǒng)放在一起，在原有系統(tǒng)里面增加了一套換熱系統(tǒng)。室內(nèi)外有一定溫差時熱量是通過換熱氣自動把熱量帶走，壓縮機是不工作的，它的能效就相對較高，特別適合長江以北的地區(qū)。
第二種方案就是剛才看的，由于第一種方案機柜內(nèi)冷熱氣流交叉會有損耗。為了減小這個損耗，我們給一家客戶推薦了冷熱通道隔離的溫控方案，這種冷熱通道封密隔離的溫控方案在數(shù)據(jù)中心行應(yīng)用也比較廣。電池維護(hù)通道是一個熱通道，電池背部是冷通道。冷熱氣流是相互隔離的，不會交叉。空調(diào)上部和下部采用雙系統(tǒng)溫度控制，確?？照{(diào)送風(fēng)溫度均勻和一致。以滿足電池要求送風(fēng)溫度要一致的需求。第二種方案也有一個缺點。它的缺點是什么呢？因為空調(diào)的背部要進(jìn)行送冷風(fēng)出來。如果使用一體機方案，熱量就不能從空調(diào)背部進(jìn)行換熱了，這時候必須要加外機。一旦加了外機就會涉及到安裝工程，缺點就出來了，現(xiàn)場就需求進(jìn)行空調(diào)安裝。但是它的有點就是機柜內(nèi)氣流組織上非常順暢的，空調(diào)能效比以及溫控方案整體能效比會比較高。
第三種方案就是頂裝空調(diào)的方案?？照{(diào)從中間熱通道進(jìn)入回風(fēng)，冷風(fēng)通過風(fēng)管精確送到電池箱的上部。這時機柜內(nèi)的熱空氣是往上流動，冷空氣精確送到通道后面上部，向下流動，汽流組織非常順暢。它的缺點，集裝箱在出貨運輸途中頂部不能堆疊。
第四種方案比較簡單，機柜一體式空調(diào)上回風(fēng)下送風(fēng)。它比較適用于分布式儲能的小機柜，周時也適用于集裝箱大柜。這種方案有它的優(yōu)缺點分析，因為熱空氣是在上面，空調(diào)通過上部來回風(fēng)，底部來送風(fēng)，氣流組織相對順暢。它還有另外一個好處，由于集裝箱機柜使用數(shù)量多，產(chǎn)品制冷性能的冗余備份性比較強，其中一臺故障，對系統(tǒng)整體影響不會太明顯。而且現(xiàn)場維修更換速度非常快，對系統(tǒng)影響很小。
第五種是新能源動力電池的風(fēng)冷冷水產(chǎn)品方案。配合電池冷水板進(jìn)行散熱和溫控，這種主要是針對新能源汽車動力電池梯次利用的方案，新能源汽車動力電池直接拿下來，接上冷水機組的進(jìn)出水管直接使用，風(fēng)冷冷水機組使用時放在機柜外面。
接下是PCS儲能變流系統(tǒng)的溫控方案介紹，目前PCS系統(tǒng)最常見的溫控方案直通風(fēng)。直通風(fēng)換熱會有一個缺點，空氣中濕氣沒辦法隔離，還有腐蝕性的氣體沒辦法隔離。機柜內(nèi)部相對濕度過高，PCS間歇性工作時電子元器件非常容易結(jié)露，同時腐蝕性氣體對電子元件器工作使用壽命和穩(wěn)定性影響非常大。如果想隔離濕氣和腐蝕性氣體機柜就需要做到內(nèi)外密封隔離，這時機柜里面熱量出不來，使用空調(diào)進(jìn)行溫控是個不適宜的溫控方案，一方面由于空調(diào)成本過高，另一方面由于發(fā)熱量大，需要使用大制冷量的空調(diào)，對應(yīng)空調(diào)的耗電量就比較大，對儲能系統(tǒng)就不經(jīng)濟。由于PCS的溫度適應(yīng)性比較好，工作環(huán)境溫度可以達(dá)到60度左右，60度和室外溫差就有最少20度的溫差，這個溫差參數(shù)對我們非常關(guān)鍵，換熱系統(tǒng)借助PCS里面換熱風(fēng)機進(jìn)板式換熱內(nèi)循環(huán)，外面是換熱系統(tǒng)增加的外循環(huán)風(fēng)機循環(huán)。如圖示的實際安裝效果圖，在機柜門外面只看到換熱的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。這種方案既可以解決PCS里面因為濕氣而導(dǎo)致的結(jié)露的現(xiàn)象，和腐蝕性氣體的危害，也是一種低成本的溫控方案。
以上這些都是目前公司產(chǎn)品的應(yīng)用案例，其中很多一部份都是應(yīng)用在國外的場景，都是免安裝的案例。另外，目前電儲能系的溫控技術(shù)方案，相對數(shù)據(jù)中心行業(yè)、通訊行業(yè)等其它行業(yè)來講還是非常保守的，儲能系統(tǒng)的溫控技術(shù)方案在包括效率等其它指標(biāo)上還有很大空間要提升，希望將來有機會能和各位一起共同提高儲能系統(tǒng)溫控方案的效率。
今天的介紹就此結(jié)束，歡迎大家批評指定，謝謝大家！
