Il potenziale guasto della tenuta stagna del gruppo di raffreddamento a liquido dell'accumulo di energia coinvolge molteplici aspetti, quali: perdite, corrosione e deposizione, condensa e altre modalità di guasto.

1- Interconnessione e composizione dei fluidi

Nel sistema di raffreddamento a liquido con accumulo di energia, l'interconnessione del fluido è responsabile del trasferimento del refrigerante tra i vari componenti. Attraverso un'efficace interconnessione del fluido, il refrigerante è garantito per circolare in modo efficiente nel sistema, rimuovendo così il calore in eccesso generato durante il processo di carica e scarica della batteria.

Un sistema ben sigillato può prevenire efficacemente la perdita di refrigerante. La perdita non solo porterà alla perdita di refrigerante e richiederà frequenti rifornimenti, ma influenzerà anche le prestazioni di dissipazione del calore e la stabilità del sistema. Nell'accumulo di energia, la perdita di refrigerante può anche causare un cortocircuito della batteria, causando problemi di sicurezza.

2-Progettazione a tenuta stagna del sistema di interconnessione dei fluidi

La progettazione a tenuta stagna del sistema di interconnessione dei fluidi è l'elemento chiave per garantire che il sistema mantenga la tenuta e impedisca perdite di fluido in diverse condizioni operative.

Figura 1: Tipica distribuzione del sistema di raffreddamento a liquido per l'accumulo di energia

(1) Analizzare le possibili fonti di perdite e i punti di rischio nel sistema:

l Proprietà autosigillante dell'assemblaggio di raffreddamento a liquido. Ad esempio, nella progettazione integrata del sistema di canali di raffreddamento a liquido e del Pack box, i componenti sono collegati tramite saldatura. Difetti di qualità della saldatura, saldature scadenti, pori, crepe, ecc. possono tutti portare a problemi di infiltrazione di liquido.

l La progettazione strutturale è irragionevole. Ad esempio, i fori di posizionamento o i fori filettati della scatola di raffreddamento a liquido sono troppo vicini al canale di flusso e le parti saldate male possono facilmente trasformarsi in canali per infiltrazioni di liquido.

l Parti di collegamento: i collegamenti dei tubi, le valvole e i giunti del sistema di raffreddamento a liquido sono punti di perdita comuni. Se la struttura di collegamento non è progettata correttamente o il processo di fabbricazione non è sofisticato, ci sono piccoli difetti all'interno dei giunti e il refrigerante potrebbe anche fuoriuscire da questi difetti.

l Perdite causate da installazione non corretta, invecchiamento o danneggiamento del materiale, ecc.

(2) Progettazione della struttura di tenuta:

l Il PACK raffreddato a liquido utilizza un metodo di raffreddamento a piastra fredda separata a secco e a umido. In normali condizioni di lavoro, le celle della batteria non hanno alcun contatto con il refrigerante, il che può garantire il normale funzionamento delle celle della batteria. Una soluzione per il raffreddatore a liquido per l'accumulo di energia è quella di formarlo tramite un processo di estrusione, integrare il canale di flusso direttamente sulla piastra fredda e quindi utilizzare la lavorazione meccanica per aprire il percorso di circolazione del raffreddamento. In questo processo, la scelta del giusto processo di saldatura è un passaggio importante per garantire la tenuta. Per i dettagli, fare riferimento a "Progettazione del processo di saldatura per la scatola inferiore per l'accumulo di energia".

l Le condotte di raffreddamento a liquido sono utilizzate principalmente per connessioni di tubi morbidi (duri) di transizione tra fonti di raffreddamento a liquido e apparecchiature, tra apparecchiature e tra apparecchiature e condotte. I principali metodi di connessione sono:

Collegamento rapido: uno dei metodi di collegamento per i sistemi di raffreddamento a liquido con accumulo di energia è l'utilizzo del collegamento rapido VDA o CQC.

Collegamento filettato: entrambe le estremità della struttura di collegamento sono collegate in modo scorrevole ai tubi e il collegamento filettato tra l'anello filettato interno e il manicotto filettato aumenta la solidità del collegamento.

Collegamento di tubo di limitazione e dado: un tubo di collegamento è bloccato a un'estremità del tubo e i tubi di limitazione sono installati in modo fisso su entrambi i lati del tubo di collegamento. Rondelle di gomma e anelli convessi sono installati in modo fisso all'interno dei tubi di limitazione e una scanalatura per l'anello di limitazione è aperta sulla superficie della testa del tubo di collegamento. Un dado è collegato in modo rotante alla parte superiore del tubo di limitazione ed è collegato in modo rotante al tubo di limitazione tramite filettature.

Collegamento dell'anello di tenuta: un anello di tenuta è fissato alla parete interna del manicotto filettato mediante una colla forte, e la parete interna dell'anello di tenuta è collegata in modo mobile alla superficie esterna del tubo per evitare perdite durante l'uso.

(3) La piastra di raffreddamento a liquido PACK, l'interfaccia della cabina, la tubazione della cabina, ecc. sono tutte progettate con protezione dalla corrosione a lungo termine in condizioni comuni di refrigerante, temperatura e portata per garantire un funzionamento a lungo termine senza corrosione. Effetto delle condizioni operative sulla tenuta dei liquidi:

l Temperatura. Influenza della temperatura elevata: all'aumentare della temperatura, la viscosità del liquido generalmente diminuisce, il che può causare una diminuzione delle prestazioni di tenuta del liquido, influenzando così la tenuta del liquido. Ad esempio, alcuni materiali di tenuta possono deformarsi o deteriorarsi ad alte temperature, causando perdite. Influenza della bassa temperatura: in un ambiente a bassa temperatura, il liquido può diventare viscoso, aumentando la difficoltà di flusso, ma può anche migliorare le prestazioni del materiale di tenuta, migliorando così la tenuta del liquido in una certa misura.

l Pressione. Ambiente ad alta pressione: ad alta pressione, la densità e la viscosità del liquido possono aumentare, migliorando così le prestazioni di tenuta del liquido. Tuttavia, una pressione eccessiva può anche danneggiare il materiale di tenuta e causare perdite. Ambiente a bassa pressione: a bassa pressione, le prestazioni di tenuta del liquido possono essere relativamente deboli, soprattutto se il materiale di tenuta stesso è difettoso o invecchiato, è più probabile che si verifichino perdite.

l Portata. Portata elevata: quando il liquido scorre ad alta velocità, può produrre una grande forza d'impatto sulla superficie di tenuta, causando usura o deformazione del materiale di tenuta, influenzando così la tenuta del liquido. Portata bassa: a una portata bassa, le prestazioni di tenuta del liquido sono relativamente buone, ma questo può anche mascherare alcuni potenziali problemi di tenuta come piccoli difetti del materiale.

3-Problemi di corrosione e deposizione

l L'impatto del blocco sulla tenuta all'aria:

Particelle, sedimenti o crescita microbica nel refrigerante possono causare ostruzioni all'interno del tubo, compromettendo il flusso del refrigerante e riducendo così l'efficienza del raffreddamento.

Sporcizia e incrostazioni: i minerali nel refrigerante possono formare depositi sulla parete interna del tubo dopo un funzionamento prolungato, il che è chiamato "incrostazione". Lo sporco può anche formarsi a causa della precipitazione di particelle solide, cristallizzazione, corrosione o attività microbica. Questa sporcizia ostruirà tubi e piastre fredde, aumenterà la resistenza al flusso e ridurrà l'efficienza del trasferimento di calore.

Problema di schiuma: potrebbe generarsi schiuma nel sistema di raffreddamento a liquido. La schiuma aderirà alla superficie della piastra fredda, con conseguente diminuzione dell'effetto di trasferimento del calore e potrebbe aumentare la resistenza nel funzionamento del sistema, causare corrosione da cavitazione alla pompa, ecc. e danneggiare l'apparecchiatura.

l L'influenza delle correnti parassite sulla tenuta all'aria:

Quando un fluido scorre in un tubo o in uno spazio, i cambiamenti di velocità possono causare la formazione di vortici, specialmente quando il fluido passa attraverso parti strette o ostacoli, è più probabile che si formino vortici. Anche la viscosità e la densità del fluido influenzano la generazione di vortici. I fluidi con viscosità più elevata hanno maggiori probabilità di formare vortici, mentre i fluidi con densità più elevata possono indebolire la formazione di vortici.

Percorsi di perdita: le correnti parassite formano vortici sulle superfici di contatto, che possono creare piccoli percorsi di perdita in fessure o superfici irregolari, con conseguente perdita di gas o liquido.

Usura superficiale: il flusso vorticoso può causare l'usura delle superfici di contatto, specialmente in condizioni di flusso ad alta velocità. Questa usura può ridurre ulteriormente la tenuta all'aria perché le superfici usurate hanno maggiori probabilità di formare nuovi canali di perdita.

Effetti termici: il flusso di correnti parassite genera calore, che può causare la deformazione o l'espansione termica del materiale della superficie di contatto, compromettendo così la tenuta stagna, soprattutto nei sistemi con grandi variazioni di temperatura.

4-Problema di condensa

In determinate condizioni, nelle linee di raffreddamento del liquido potrebbe formarsi della condensa, che potrebbe danneggiare l'apparecchiatura o ridurne l'efficienza. Guasto dell'isolamento: se il materiale isolante del tubo è danneggiato o invecchiato, il calore verrà perso e l'effetto di raffreddamento sarà compromesso. Soprattutto in ambienti a bassa temperatura, il guasto dell'isolamento può causare la formazione di brina o ghiaccio sulla superficie del tubo. Crepe dovute al gelo: in ambienti freddi, se non vengono prese le misure antigelo appropriate, il refrigerante nei tubi potrebbe congelare e causare la rottura dei tubi.

Soluzioni

l Misure di sigillatura: assicurarsi che l'ingresso e l'uscita della tubazione di raffreddamento a liquido siano completamente bloccati per impedire all'aria umida esterna di entrare nel vano batteria.

l Apparecchiatura di deumidificazione: installare un condizionatore d'aria con funzione di deumidificazione oppure utilizzare la funzione di deumidificazione per mantenere l'umidità nel vano batteria entro un intervallo appropriato.

l Controllo della temperatura: installando sistemi di aria condizionata o ventilazione, è possibile controllare la temperatura e l'umidità dell'ambiente in cui si trova l'armadio di accumulo energetico. Ad esempio, la temperatura può essere mantenuta a 20-25 gradi Celsius e l'umidità relativa può essere controllata al 40%-60%.

l Misure di isolamento: semplice isolamento dei rack delle batterie vuoti per impedire all'umidità di penetrare nel vano contenente il gruppo batterie.

Condivideremo regolarmente aggiornamenti e informazioni su tecniche di progettazione termica e alleggerimento, per la vostra consultazione. Grazie per l'interesse verso Walmate.