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儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法與流程

986   編輯:中冶有色技術網   來源:華澗新能源科技(上海)有限公司  
2023-10-19 16:30:30
一種儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法與流程

1.本發(fā)明涉及熱管理技術領域,特別涉及一種儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術:

2.熱管理,是指對總系統(tǒng)、分立部件或其環(huán)境的溫度進行管理和控制,其目的是維護各部件的正常運行或提高其性能或壽命。當前,在諸如電化學儲能等領域中通常都需要進行熱管理,熱管理對儲能系統(tǒng)的性能、壽命、安全性都有顯著影響。由于液冷的熱管理系統(tǒng)的換熱能力較強,電芯溫差可以做到3℃以內,因此,相對于風冷系統(tǒng)而言,液冷可以顯著提升儲能系統(tǒng)的壽命。鑒于此,目前在儲能領域多采用液冷系統(tǒng)。

3.儲能液冷系統(tǒng)所需的制冷量通常在100kw及以下,這種小冷量的制冷循環(huán)多采用傳統(tǒng)渦旋或轉子壓縮機。目前在一些熱管理系統(tǒng)中,為了省去回油管路,提升壓縮機與系統(tǒng)的可靠性,還會采用離心壓縮機替代渦旋壓縮機。離心壓縮機中設置有氣浮軸承,其工作時轉軸不與軸承接觸,而是靠氣膜懸浮電機轉子,可以將軸承壽命提高至少1倍;同時基于高速永磁同步電機的離心壓縮機的尺寸與重量分別會比渦旋壓縮機小50%左右和90%左右。

4.但是,離心壓縮機通常會有喘振保護,即一定排氣壓力下,僅靠調節(jié)轉速的最小流量會受到喘振線的限制,這意味著一定的環(huán)境溫度下,所述離心壓縮機的最小制冷量會受到約束,不利于儲能電站部分負荷能效的提升。

技術實現(xiàn)要素:

5.針對現(xiàn)有技術中的部分或全部問題,為了增加離心壓縮機喘振裕度,本發(fā)明第一方面提供一種儲能熱管理系統(tǒng),其采用離心壓縮機進行制冷循環(huán),其中所述離心壓縮機的進口處設置有導葉,其中所述導葉的開度可調。

6.進一步地,所述導葉包括:

7.若干葉片,所述若干葉片繞所述離心壓縮機的轉軸周向均勻分布;以及

8.執(zhí)行軸,其沿所述葉片的中軸線設置,且垂直于所述離心壓縮機的轉軸,在驅動機構控制下,所述執(zhí)行軸帶動所述葉片轉動以調節(jié)導葉的開度,進而調節(jié)進入所述離心壓縮機的流量。

9.進一步地,所述離心壓縮機包括多級,且每級進氣口處均設置有導葉。

10.基于如前所述的儲能熱管理系統(tǒng),本發(fā)明第二方面提供所述儲能熱管理系統(tǒng)的控制方法,通過聯(lián)調導葉的開度與離心壓縮機的轉速,提升所述儲能熱管理系統(tǒng)全工況的能效,所述控制方法包括:

11.擬合得到離心壓縮機不同轉速下喘振線;

12.控制導葉全開,并判斷當前冷量是否達到目標冷量:

13.若當前冷量大于目標冷量,則按照第一預設步長降低轉速,若轉速觸及變頻喘振線時仍未達到目標冷量,則按照第二預設步長減小導葉的開度,同時調整轉速,直至達到目標冷量;以及

14.若當前冷量小于目標冷量,則按照第三預設步長增大導葉的開度,若導葉全開時仍未達到目標冷量,則按照第四預設步長增加轉速直至達到目標冷量。

15.進一步地,所述喘振線根據(jù)如下公式擬合得到:

16.pr=prmin-(prmax-prmin)/(e^a-1)+(prmax-prmin)/(e^a-1)*e^b;

17.其中,

18.pr為壓比,prmin為最小壓比,prmax為最大壓比,且prmin=prmin_d*(spd_a/spd_d)^(sf_spd*c*prmin/prmax),prmax=prmax_d*(spd_a/spd_d)^(sf_spd*c),其中spd_d為設計轉速,spd_a為實際轉速,prmin_d為設計轉速最小壓比,prmax_d為設計轉速最大壓比,sf_spd為轉速線形狀因子,以及當spd_a>spd_d時,c=spd_d/spd_a,當spd_a<spd_d時,c=spd_a/spd_d;

19.a=sf*(igvmax-igvmin),其中igvmax為導葉最大開度,igvmin為導葉最小開度,sf為形狀因子,用于控制喘振線形狀,其絕對值越小,所述喘振線越保守;以及

20.b=sf*(igv-igvmin),其中igv為導葉的當前開度。

21.進一步地,所述第二預設步長等于所述第三預設步長,取值為1%;和/或

22.所述第一預設步長等于所述第四預設步長,取值為0.5%。

23.進一步地,實時判斷當前冷量是否達到目標冷量包括:

24.實時測量冷凝溫度及回水溫度;

25.計算所述冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值,并與第一預設值比較:

26.若所述差值小于所述第一預設值,則未達到目標冷量;以及若所述差值大于等于所述第一預設值,則計算所述回水溫度與

27.目標值的差值,并與第二預設值比較:

28.若所述回水溫度與目標值的差值大于第二預設值,則未達到目標冷量;以及

29.若所述回水溫度與目標值的差值小于等于第二預設值,則當記錄當前溫度維持時長,若其大于等于預設時長,則達到目標冷量,否則未達到目標冷量。

30.進一步地,所述控制方法還包括:

31.轉速觸及變頻喘振線前,若冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值小于第一預設值,且冷量未達到目標冷量,則在降低轉速的同時關小節(jié)流裝置,直至達到目標冷量。

32.進一步地,轉速觸及變頻喘振線包括:

33.在指定時長內發(fā)生喘振的次數(shù)大于第一預設值。

34.進一步地,所述控制方法還包括:

35.關小導葉時,若冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值小于第一預設值,且冷量未達到目標冷量,則在關小導葉的同時提高轉速,直至達到目標冷量。

36.進一步地,所述控制方法還包括:

37.若指定時長內發(fā)生喘振的次數(shù)大于第二預設值,則控制所述離心壓縮機停機。

38.進一步地,所述控制方法還包括:

39.當包括兩級導葉時,第二級導葉的開度按照第一級導葉的開度進行分段插值。

40.本發(fā)明提供的一種儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法,在離心壓縮機的進口處設置有開度可調的導葉,通過對導葉的開度及離心壓縮機的轉速進行聯(lián)調,可顯著增加所述離心壓縮機的喘振裕度,在一定的環(huán)境溫度下,所述儲能熱管理系統(tǒng)可以在更小的制冷量下工

作,進而顯著地提升所述儲能熱管理系統(tǒng)全工況的能效。

附圖說明

41.為進一步闡明本發(fā)明的各實施例的以上和其它優(yōu)點和特征,將參考附圖來呈現(xiàn)本發(fā)明的各實施例的更具體的描述。可以理解,這些附圖只描繪本發(fā)明的典型實施例,因此將不被認為是對其范圍的限制。在附圖中,為了清楚明了,相同或相應的部件將用相同或類似的標記表示。

42.圖1示出本發(fā)明一個實施例的一種儲能熱管理系統(tǒng)的結構示意圖;

43.圖2示出本發(fā)明一個實施例的導葉的結構示意圖;

44.圖3示出本發(fā)明一個實施例的離心壓縮機卸載線示意圖;

45.圖4示出本發(fā)明一個實施例的一種儲能熱管理系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖;

46.圖5示出本發(fā)明一個實施例的形狀因子sf與喘振線形狀的關系示意圖;

47.圖6示出本發(fā)明一個實施例的不同轉速下的喘振線示意圖;以及

48.圖7示出本發(fā)明一個實施例的兩級導葉的開度關系示意圖。

具體實施方式

49.以下的描述中,參考各實施例對本發(fā)明進行描述。然而,本領域的技術人員將認識到可在沒有一個或多個特定細節(jié)的情況下或者與其它替換和/或附加方法、材料或組件一起實施各實施例。在其它情形中,未示出或未詳細描述公知的結構、材料或操作以免模糊本發(fā)明的發(fā)明點。類似地,為了解釋的目的,闡述了特定數(shù)量、材料和配置,以便提供對本發(fā)明的實施例的全面理解。然而,本發(fā)明并不限于這些特定細節(jié)。此外,應理解附圖中示出的各實施例是說明性表示且不一定按正確比例繪制。

50.在本說明書中,對“一個實施例”或“該實施例”的引用意味著結合該實施例描述的特定特征、結構或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在本說明書各處中出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”并不一定全部指代同一實施例。

51.在本發(fā)明的實施例中,術語“喘振線”是指不同導葉開度的喘振點的連線。某點位于“變頻喘振線”上,是指壓縮機不能再通過降轉速卸載。某點位于“關導葉喘振線”是指該點是壓縮機在對應的壓比下所能達到的最小冷量點。

52.由于離心壓縮機存在喘振保護,即一定排氣壓力下,僅靠調節(jié)轉速的最小流量會受到喘振線的限制,這意味著一定的環(huán)境溫度下,壓縮機的最小制冷量受到約束,不利于儲能電站部分負荷能效的提升。針對這一問題,本發(fā)明提供的一種儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法,在離心壓縮機的進口處設置有開度可調的導葉,通過對導葉的開度及離心壓縮機的轉速進行聯(lián)調,可顯著增加所述離心壓縮機的喘振裕度。

53.下面結合實施例附圖對本發(fā)明的方案做進一步描述。

54.圖1示出本發(fā)明一個實施例的一種儲能熱管理系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示,一種儲能熱管理系統(tǒng),包括制冷循環(huán)模塊001、中間換熱器002以及冷卻液循環(huán)模塊003。其中所述制冷循環(huán)模塊001用于制冷劑的循環(huán),通過制冷劑的相變來帶走熱量,進而可對冷卻液進行降溫,所述冷卻液循環(huán)模塊003則用于冷卻液的循環(huán)以對儲能設備進行降溫或供熱,所述制冷循環(huán)模塊001、及冷卻液循環(huán)模塊003通過所述中間換熱器002進行耦合。

55.如圖1所示,所述制冷模塊001的核心組件為離心壓縮機011,優(yōu)選為氣浮離心壓縮機。所述離心壓縮機011的進氣口與中間換熱器002連通,在所述中間換熱器中與冷卻液完成熱交換后的高溫低壓制冷劑進入所述離心壓縮機011內進行壓縮,形成第一狀態(tài)的制冷劑。

56.為了增加離心壓縮機的喘振裕度,在本發(fā)明的一個實施例中,在所述離心壓縮機011的進氣口處處設置有導葉,其中所述導葉的開度可調。圖2示出本發(fā)明一個實施例的導葉的結構示意圖。如圖2所示,在本發(fā)明的一個實施例中,所述導葉包括多個葉片201,所述多個葉片繞所述離心壓縮機的轉軸周向均勻分布。通過控制所述葉片繞軸旋轉,可以控制所述導葉的開度,進而調節(jié)進入所述離心壓縮機的流量,在本發(fā)明的一個實施例中,所述葉片的軸垂直于所述離心壓縮機的轉軸。如圖2所示,在本發(fā)明的一個實施例中,在每個葉片的中軸線處均設置有一執(zhí)行軸202,所述執(zhí)行軸202垂直于所述離心壓縮機的轉軸,在諸如驅動電機等驅動機構控制下,所述執(zhí)行軸帶動所述葉片轉動以調節(jié)導葉的開度,進而調節(jié)進入所述離心壓縮機的流量,實現(xiàn)制冷量的增加或者減小。在本發(fā)明的一個實施例中,當所述離心壓縮機為多級時,可在每級進氣口處均設置導葉,即所述制冷模塊中可包含多級導葉。

57.如圖1所示,所述制冷循環(huán)模塊001還包括冷凝器012以及節(jié)流裝置013。其中所述冷凝器012的入口連接至所述離心壓縮機011的排氣口,用于對所述第一狀態(tài)的制冷劑進行降溫,以得到第二狀態(tài)的制冷劑,所述第二狀態(tài)的制冷劑的溫度低于所述第一狀態(tài)的制冷劑,但壓力基本不變。在本發(fā)明的一個實施例中,為了提高制冷效率,在所述冷凝器012的翅片處還設置有風扇014,所述風扇014將常溫空氣引入所述冷凝器012的翅片,使得所述冷凝器012內部的高溫制冷劑的熱量與空氣進行熱交換,進而達到冷凝的目的。所述節(jié)流裝置013連接至所述冷凝器012的出口,以對所述第二狀態(tài)的制冷劑進行節(jié)流,節(jié)流后的制冷劑迅速進行膨脹,形成第三狀態(tài),所述第三狀態(tài)的制冷劑的壓力低于所述第二狀態(tài)的制冷劑,但溫度基本不變。所述第三狀態(tài)的制冷劑進入中間換熱器以與冷卻劑進行熱交換。在本發(fā)明的實施例中,所述節(jié)流裝置是指用于降低氣體壓力以達到蒸發(fā)目的的裝置或元件,例如可以為:膨脹閥、毛細管、節(jié)流管等。

58.為了計算系統(tǒng)制冷需求進而控制各個器件或模塊的工作狀態(tài),以及保護系統(tǒng)運行,在本發(fā)明的一個實施例中,在所述制冷模塊001中還設置有溫度傳感器t及壓力傳感器p。如圖所示,所述溫度傳感器t及壓力傳感器p例如可設置于所述中間換熱器的第一出口和/或所述離心壓縮機的排氣口處。

59.所述中間換熱器包括兩個入口以及兩個出口,進而形成制冷劑管路以及冷卻液管路。其中,所述制冷劑管路的出入口記為第一入口及第一出口,所述第一入口與所述節(jié)流裝置013連通,第一出口則與所述離心壓縮機011的進氣口連通。所述冷卻液管路的出入口記為第二入口及第二出口,分別與所述冷卻液循環(huán)模塊中管路的出入口連通,所述冷卻液管路設置于所述制冷劑管路的周圍,使得冷卻液與制冷劑能夠進行熱交換。在本發(fā)明的一個實施例中,采用蒸發(fā)器作為中間換熱器。

60.如圖所示,在本發(fā)明的一個實施例中,所述冷卻模塊003包括水泵031及ptc加熱器032。其中所述水泵031用于為冷卻劑循環(huán)提供動力。所述水泵031通過水管與所述中間換熱器的第二入口連接,將冷卻液送入所述中間換熱器。將熱量傳遞給制冷劑后,冷卻液通過管

路到達儲能設備,所述儲能設備,例如儲能電池的電芯所產生的熱量傳遞給冷卻液,升溫后的冷卻液再次回到水泵,以此循環(huán)。所述ptc加熱器032則用于為儲能設備,例如電芯供熱。在本發(fā)明的一個實施例中,為了提升換熱效率,在所述中間換熱器中,冷卻液流入方向和制冷劑流入方向正好相反,例如可將所述中間換熱器第一入口與第二出口設置于所述中間換熱器的第一側,以及所述第二入口與第一出口設置于所述中間換熱器的相對于第一側的第二側。

61.本發(fā)明實施例中的儲能熱管理系統(tǒng)采用的為風冷冷凝器,當儲能電站的制冷需求下降,需相應減小制冷量時,由于環(huán)境溫度保持不變,對于離心壓縮機來說其卸載線如圖3所示,即其壓比保持不變,僅流量減小。如圖3所示,額定制冷量時所述離心壓縮機工作在p1點,其流量壓比轉速分比為(m1,pr,n1),制冷量減小時離心壓縮機沿著卸載線進行卸載,首先到達p2點(m2,pr,n2),p1到p2點過程中,所述導葉保持全開,只是轉速由n1降為n2,p2點已經位于變頻喘振線上,不能通過降轉速進一步卸載。在本發(fā)明的一個實施例中,m2等于m1的70%左右,即僅通過變頻冷量可降到額定值70%左右。為了進一步減小冷量,從p2點開始需關小導葉開度,最終到達p3點(m3,pr,n2),在此過程中,轉速保持n2不變,僅關小導葉開度。在本發(fā)明的一個實施例中,m3等于m1的40%左右,即僅調整導葉開度可將額定冷量降到40%左右。p3點位于關導葉喘振線上,即p3點是離心壓縮機在壓比pr下所能達到的最小冷量點。

62.基于此,圖4示出本發(fā)明一個實施例的一種儲能熱管理系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖。如圖4所示,所述控制方法包括:

63.首先,在步驟401,擬合喘振線。擬合得到離心壓縮機不同轉速下喘振線。在實時冷量控制策略前,首先需要試驗標定所述離心壓縮機的map,每條轉速線都會有不同導葉開度的喘振點,為提高效率,通常只會測量有限的數(shù)據(jù)點?;趦?yōu)先的數(shù)據(jù)點,在本發(fā)明的一個實施例中,采用如下函數(shù)關系擬合喘振線:

64.pr=prmin-(prmax-prmin)/(e^a-1)+(prmax-prmin)/(e^a-1)*e^b;

65.其中,

66.pr為壓比,prmin為最小壓比,prmax為最大壓比,且prmin=prmin_d*(spd_a/spd_d)^(sf_spd*c*prmin/prmax),prmax=prmax_d*(spd_a/spd_d)^(sf_spd*c),其中spd_d為設計轉速,spd_a為實際轉速,prmin_d為設計轉速最小壓比,prmax_d為設計轉速最大壓比,sf_spd為轉速線形狀因子,在本發(fā)明的一個實施例中,其取值為2,以及當spd_a>spd_d時,c=spd_d/spd_a,當spd_a<spd_d時,c=spd_a/spd_d,圖6示出本發(fā)明一個實施例的不同轉速,100%、90%、110%轉速下的喘振線示意圖;

67.a=sf*(igvmax-igvmin),其中igvmax為導葉最大開度,igvmin為導葉最小開度,sf為形狀因子,用于控制喘振線形狀,其絕對值越小,所述喘振線越保守,圖5示出本發(fā)明一個實施例的形狀因子sf與喘振線形狀的關系示意圖,如圖5所示,sf=-0.01時,喘振線比較保守,sf=-0.02時,喘振線適中,sf=-0.04時,喘振線比較激進;以及

68.b=sf*(igv-igvmin),其中igv為導葉的當前開度;

69.接下來,在步驟402,系統(tǒng)初始化。擬合得到喘振線后即可進行冷量調節(jié)。系統(tǒng)在初始狀態(tài),即剛開機時,控制所述導葉至全開狀態(tài);

70.接下來,在步驟403,實時監(jiān)測當前冷量并判斷是否達到目標冷量。所述儲能熱管

理系統(tǒng)開始工作后,實時監(jiān)測并判斷當前冷量是否達到目標冷量。在本發(fā)明的一個實施例中,通過實時監(jiān)測冷凝溫度與冷卻水回水溫度來判斷當前冷量。具體而言,包括:

71.實時測量冷凝溫度及回水溫度;

72.計算所述冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值,并與第一預設值比較:

73.若所述差值小于所述第一預設值,則未達到目標冷量;以及若所述差值大于等于所述第一預設值,則計算所述回水溫度與

74.目標值的差值,并與第二預設值比較:

75.若所述回水溫度與目標值的差值大于第二預設值,則未達到目標冷量;以及

76.若所述回水溫度與目標值的差值小于等于第二預設值,則當記錄當前溫度維持時長,若其大于等于預設時長,則達到目標冷量,否則未達到目標冷量。

77.在本發(fā)明的一個實施例中,所述第一預設值取值為7℃,第二預設值取值為1.5℃,以及預設時長取值為15min,則當冷凝溫度減去環(huán)境溫度≥7℃時,若回水溫度實測值與目標值偏差在穩(wěn)定在1.5℃以內,且保持溫度15min,即認為達到目標冷量。根據(jù)監(jiān)測結果,若需要減小冷量,則進入步驟441,若需增加冷量,則進入步驟451;

78.在步驟441,降低轉速。當需要減小冷量時,按第一預設步長降低轉速,同時根據(jù)如前所述的方法實時監(jiān)測當前冷量是否達到目標冷量。在本發(fā)明的一個實施例中,所述第一預設步長為設計轉速0.5%的步長。在本發(fā)明的一個實施例中,若所述冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值低于第一預設值時,仍未達到目標冷量,可關小節(jié)流裝置,使冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值升至第一預設值以上,然后降轉速與節(jié)流裝置關小聯(lián)調,直到達到目標冷量。在降低轉速的過程中,隨著轉速逐漸降低會觸及變頻喘振線,此時進入步驟442。在本發(fā)明的一個實施例中,在指定時長內發(fā)生喘振的次數(shù)大于第一預設值時認為其觸及喘振線,其中根據(jù)電流百分比波動來判斷是否發(fā)生喘振。在本發(fā)明的一個實施例中,電流百分比波動≥10%即認為喘振發(fā)生,比如:第1s電流百分比為50%,沒有任何操作,第2s電流百分比為65%,電流百分比波動為15%,認為發(fā)生一次喘振。在本發(fā)明的又一個實施例中,4min內發(fā)生兩次喘振即認為觸及喘振線;

79.在步驟442,聯(lián)調導葉開度及轉速。在觸及喘振線時,若仍需繼續(xù)減小冷量,則需按照第二預設步長減小導葉的開度。在本發(fā)明的一個實施例中,所述第二預設步長為1%開度。關小導葉時,壓比會有所減小,當所述冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值低于第一預設值時,仍未達到目標冷量,則需要進一步地提高轉速使冷凝溫度回到環(huán)境溫度+7℃以上,然后導葉與轉速聯(lián)調,使使冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值維持至第一預設值以上,達到目標冷量為止。當冷量繼續(xù)減小,會觸及關導葉喘振線,此時已達最小冷量。為了保護離心壓縮機,在本發(fā)明的一個實施例中,在減小冷量的過程中,若指定時長內發(fā)生喘振的次數(shù)大于第二預設值,則會觸發(fā)壓縮機停機保護,例如8min內發(fā)生4次喘振,則控制所述離心壓縮機停機;

80.在步驟451,增大導葉開度。當需要增大冷量時,按照第三預設步長增大導葉的開度,同時根據(jù)如前所述的方法實時監(jiān)測當前冷量是否達到目標冷量。在本發(fā)明的一個實施例中,所述第三預設步長為1%開度。若導葉全開時仍未達到目標冷量,則進入步驟452;

81.在步驟452,增加轉速。若導葉全開時仍未達到目標冷量,則按照第四預設步長增加轉速直至達到目標冷量。在本發(fā)明的一個實施例中,所述第四預設步長為設計轉速0.5%的步長。

82.如前所述,在本發(fā)明的其他實施例中,所述離心壓縮機如果為多級,可在每級進氣口處均設置導葉。以兩級離心壓縮機為例,當兩級進氣口處均設置有導葉時,則需要分別標定兩級導葉的喘振線,并按如前所述的方法參數(shù)化擬合,且調節(jié)導葉開度時需要兩級聯(lián)動,第二級導葉的開度是第一級開度的函數(shù),按如圖7所示的開度關系進行分段插值。

83.本發(fā)明提供的一種儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法,在離心壓縮機的進口處設置有開度可調的導葉,通過對導葉的開度及離心壓縮機的轉速進行聯(lián)調,可顯著增加所述離心壓縮機的喘振裕度,在一定的環(huán)境溫度下,所述儲能熱管理系統(tǒng)可以在更小的制冷量下工作,進而顯著地提升所述儲能熱管理系統(tǒng)全工況的能效。

84.盡管上文描述了本發(fā)明的各實施例,但是,應該理解,它們只是作為示例來呈現(xiàn)的,而不作為限制。對于相關領域的技術人員顯而易見的是,可以對其做出各種組合、變型和改變而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,此處所公開的本發(fā)明的寬度和范圍不應被上述所公開的示例性實施例所限制,而應當僅根據(jù)所附權利要求書及其等同替換來定義。技術特征:

1.一種儲能熱管理系統(tǒng),其特征在于,包括:離心壓縮機,其被配置為進行制冷循環(huán);以及導葉,其設置在所述離心壓縮機的進口處,其中所述導葉的開度可調。2.如權利要求1所述的儲能熱管理系統(tǒng),其特征在于,所述導葉包括:若干葉片,所述若干葉片繞所述離心壓縮機的轉軸周向均勻分布;以及執(zhí)行軸,其沿所述葉片的中軸線設置,且垂直于所述離心壓縮機的轉軸,所述執(zhí)行軸被配置為在驅動機構控制下,帶動所述葉片轉動以調節(jié)導葉的開度,進而調節(jié)進入所述離心壓縮機的流量。3.如權利要求1所述的儲能熱管理系統(tǒng),其特征在于,所述離心壓縮機包括多級,且每級的進氣口處均設置有導葉。4.一種如權利要求1至3任一所述的儲能熱管理系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,包括步驟:擬合得到離心壓縮機不同轉速下喘振線;控制導葉全開,并實時判斷當前冷量是否達到目標冷量:若當前冷量大于目標冷量,則按照第一預設步長降低轉速,若轉速觸及變頻喘振線時仍未達到目標冷量,則按照第二預設步長減小導葉的開度,同時調整轉速,直至達到目標冷量;以及若當前冷量小于目標冷量,則按照第三預設步長增大導葉的開度,若導葉全開時仍未達到目標冷量,則按照第四預設步長增加轉速直至達到目標冷量。5.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述喘振線根據(jù)如下公式擬合得到:pr=prmin-(prmax-prmin)/(e^a-1)+(prmax-prmin)/(e^a-1)*e^b;其中,pr為壓比,prmin為最小壓比,prmax為最大壓比,且prmin=prmin_d*(spd_a/spd_d)^(sf_spd*c*prmin/prmax),prmax=prmax_d*(spd_a/spd_d)^(sf_spd*c),其中spd_d為設計轉速,spd_a為實際轉速,prmin_d為設計轉速最小壓比,prmax_d為設計轉速最大壓比,sf_spd為轉速線形狀因子,以及當spd_a>spd_d時,c=spd_d/spd_a,當spd_a<spd_d時,c=spd_a/spd_d;a=sf*(igvmax-igvmin),其中igvmax為導葉最大開度,igvmin為導葉最小開度,sf為形狀因子,sf用于控制喘振線形狀,其絕對值越小,所述喘振線越保守;以及b=sf*(igv-igvmin),其中igv為導葉的當前開度。6.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述第二預設步長等于所述第三預設步長,取值為1%;和/或所述第一預設步長等于所述第四預設步長,取值為0.5%。7.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,實時判斷當前冷量是否達到目標冷量包括:實時測量冷凝溫度及回水溫度;計算所述冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值,并與第一預設值比較:若所述差值小于所述第一預設值,則未達到目標冷量;以及若所述差值大于等于所述第一預設值,則計算所述回水溫度與目標值的差值,并與第

二預設值比較:若所述回水溫度與目標值的差值大于第二預設值,則未達到目標冷量;以及若所述回水溫度與目標值的差值小于等于第二預設值,則當記錄當前溫度維持時長,若其大于等于預設時長,則達到目標冷量,否則未達到目標冷量。8.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,還包括步驟:在轉速觸及變頻喘振線前,若冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值小于第一預設值,且冷量未達到目標冷量,則在降低轉速的同時關小節(jié)流裝置,直至達到目標冷量。9.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,轉速觸及變頻喘振線包括:在指定時長內發(fā)生喘振的次數(shù)大于第一預設值。10.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,還包括步驟:關小導葉時,若冷凝溫度與環(huán)境溫度的差值小于第一預設值,且冷量未達到目標冷量,則在關小導葉的同時提高轉速,直至達到目標冷量。11.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,還包括步驟:若指定時長內發(fā)生喘振的次數(shù)大于第二預設值,則控制所述離心壓縮機停機。12.如權利要求4所述的控制方法,其特征在于,當包括兩級導葉時,第二級導葉的開度按照第一級導葉的開度進行分段插值。

技術總結

本發(fā)明公開一種儲能熱管理系統(tǒng),其采用離心壓縮機進行制冷循環(huán),且在離心壓縮機的進口處設置有開度可調的導葉,通過對導葉的開度及離心壓縮機的轉速進行聯(lián)調,可顯著增加離心壓縮機的喘振裕度,顯著提升儲能熱管理系統(tǒng)全工況的能效。況的能效。況的能效。

技術研發(fā)人員:馮福金 劉學松 舒濤 宋云建

受保護的技術使用者:華澗新能源科技(上海)有限公司

技術研發(fā)日:2023.02.20

技術公布日:2023/5/25
聲明:
“儲能熱管理系統(tǒng)及其控制方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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