Trong thiết kế và ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng, công nghệ tản nhiệt là yếu tố then chốt đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Hiện nay, làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng là hai phương pháp tản nhiệt phổ biến nhất. Sự khác biệt là gì? Bài viết này có gì khác biệt? sẽ giới thiệu chi tiết

Điểm khác biệt thứ nhất: nguyên lý tản nhiệt là khác

Làm mát không khí dựa vào luồng không khí để lấy đi nhiệt, do đó nhiệt độ bề mặt của thiết bị giảm và hiệu ứng tản nhiệt sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ môi trường và lưu thông không khí. Làm mát không khí đòi hỏi phải có một khoảng cách nhất định giữa các bộ phận của thiết bị là ống dẫn khí nên thể tích của thiết bị làm mát làm mát bằng không khí thường lớn hơn. Ngoài ra, do ống dẫn khí và nhu cầu trao đổi nhiệt với không khí bên ngoài nên kết cấu thường không thể đạt được mức độ bảo vệ tương đối cao.

Làm mát bằng chất lỏng là để giảm nhiệt độ bên trong của thiết bị thông qua tuần hoàn chất lỏng, yêu cầu các bộ phận của thiết bị sưởi cần tiếp xúc tốt với tấm tản nhiệt và ít nhất một mặt của thiết bị tản nhiệt phải trơn tru và đều đặn. Quá trình trao đổi nhiệt Kiểm soát nhiệt độ làm mát bằng chất lỏng cuối cùng bị thất lạc ra thế giới bên ngoài thông qua máy làm mát bằng chất lỏng, vì bản thân thiết bị được trang bị chất lỏng nên thiết bị làm mát bằng chất lỏng có thể đạt được mức độ bảo vệ tương đối cao.

Sự khác biệt thứ hai: Các kịch bản ứng dụng khác nhau

Làm mát bằng không khí được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lưu trữ năng lượng ở mọi quy mô và chủng loại, đặc biệt là trong môi trường ngoài trời với khả năng ứng dụng tốt hơn. Đây hiện là công nghệ làm mát được sử dụng rộng rãi nhất, như điện lạnh công nghiệp, trạm gốc truyền thông, trung tâm dữ liệu, kịch bản kiểm soát nhiệt độ, v.v. Sự trưởng thành và độ tin cậy về mặt kỹ thuật của nó đã được xác minh rộng rãi, đặc biệt là trong các tình huống công suất thấp và trung bình, việc làm mát bằng không khí vẫn chiếm vị trí chủ đạo.

Làm mát bằng chất lỏng phù hợp hơn cho các dự án lưu trữ năng lượng mật độ năng lượng cao, quy mô lớn. Ưu điểm của làm mát bằng chất lỏng đặc biệt rõ ràng khi mật độ năng lượng của bộ pin cao, tốc độ sạc và xả nhanh và nhiệt độ môi trường thay đổi lớn.

Sự khác biệt thứ ba: hiệu ứng tản nhiệt là khác nhau

Hiệu quả tản nhiệt của làm mát không khí dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài, chẳng hạn như nhiệt độ môi trường và luồng không khí, do đó nhu cầu tản nhiệt cho thiết bị công suất cao có thể không được đáp ứng. Hiệu quả tản nhiệt của làm mát bằng chất lỏng tốt hơn, điều này có thể kiểm soát hiệu quả nhiệt độ bên trong của thiết bị, cải thiện độ ổn định của thiết bị và kéo dài tuổi thọ.

Sự khác biệt thứ tư: sự phức tạp của thiết kế

Thiết kế làm mát không khí tương đối đơn giản và trực quan, chủ yếu tập trung vào việc lắp đặt quạt làm mát và thiết kế đường dẫn lưu thông không khí. Cốt lõi của nó nằm ở cấu hình của điều hòa không khí và ống dẫn khí để đạt được sự trao đổi nhiệt hiệu quả.

Nói một cách tương đối, thiết kế làm mát bằng chất lỏng phức tạp hơn, liên quan đến cách bố trí tổng thể của hệ thống tuần hoàn chất lỏng, việc lựa chọn máy bơm, sự tuần hoàn của chất làm mát và việc bảo trì lâu dài hệ thống.

Sự khác biệt thứ năm: Chi phí và bảo trì khác nhau

Chi phí trả trước cho việc làm mát bằng không khí thấp và việc bảo trì đơn giản. Tuy nhiên, do mức bảo vệ không cao hơn IP65 nên có thể dẫn đến tích tụ bụi trong thiết bị, cần phải vệ sinh thường xuyên và sẽ làm tăng chi phí bảo trì.

Chi phí đầu tư ban đầu cho việc làm mát bằng chất lỏng cao và hệ thống tuần hoàn chất lỏng cần được bảo trì. Tuy nhiên, do cách ly chất lỏng trong thiết bị nên độ an toàn của nó cao hơn và chất làm mát cần được kiểm tra thường xuyên do tính dễ bay hơi của nó.

Sự khác biệt thứ sáu: mức tiêu thụ điện năng hoạt động là khác nhau

Thành phần tiêu thụ điện năng của cả hai là khác nhau, làm mát không khí chủ yếu bao gồm mức tiêu thụ điện năng của điều hòa không khí và quạt kho điện. Làm mát bằng chất lỏng chủ yếu là mức tiêu thụ điện năng của bộ làm mát chất lỏng và quạt thùng điện. Nếu trong cùng điều kiện, để duy trì cùng nhiệt độ, mức tiêu thụ điện năng của làm mát không khí thường thấp hơn so với làm mát bằng chất lỏng.

Máy lưu trữ nhẹ công nghiệp và thương mại (làm mát bằng không khí)

Điểm khác biệt 7: Yêu cầu về không gian khác nhau

Làm mát bằng không khí có thể chiếm nhiều không gian hơn do nhu cầu lắp đặt quạt và bộ tản nhiệt. Nói một cách tương đối, bộ tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng nhỏ hơn và có thể thiết kế nhỏ gọn hơn nên nhu cầu về không gian linh hoạt hơn và có thể tiết kiệm không gian một cách hiệu quả. Chẳng hạn như 125kW /233kWh hệ thống lưu trữ năng lượng làm mát bằng chất lỏng công nghiệp và thương mại, sử dụng thiết kế tích hợp cao, có diện tích chỉ 1.3 mét vuông, có thể tiết kiệm không gian rất nhiều.

Hệ thống lưu trữ năng lượng làm mát bằng chất lỏng công nghiệp và thương mại

Tổng hợp

Tóm lại, việc áp dụng làm mát không khí và làm mát bằng chất lỏng trong hệ thống lưu trữ năng lượng đều có những ưu điểm và nhược điểm, và việc lựa chọn chúng cần được xác định theo kịch bản và nhu cầu ứng dụng cụ thể. Nếu chi phí và hiệu quả tản nhiệt là yếu tố chính thì chất lỏng làm mát có thể phù hợp hơn. Nếu bạn coi việc bảo trì dễ dàng và khả năng thích ứng với môi trường, làm mát không khí sẽ có lợi hơn. Tất nhiên, nó cũng có thể được trộn theo tình huống cụ thể để đạt được hiệu quả tản nhiệt tốt hơn.