CN102338433A - 一种利用低谷电储能的蓄水池结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用低谷电储能的蓄水池结构，所述蓄水池结构包括一储能池和平衡池；所述储能池中设置有一补水管与平衡池连通，补水管上安装一补水平衡泵，补水平衡泵的开启由设置在平衡池中的温度感应器控制；所述平衡池侧壁在高于储能池水面的部位设置有连通储能池的溢水孔；所述平衡池中设置着冷风机机组的送水管和回水管，送水管依序连接送水泵、冷风机盘管、回水管而与平衡池形成一水循环回路。本发明结构设计，使得整个空调在运行过程中冷风机盘管的冷量（或热量）释放基本保持平衡，从而使空调的制冷（或制热）效果保持恒定，避免出现制冷（或制热）效果逐渐降低的现象发生。

Description

一种利用低谷电储能的蓄水池结构

技术领域

本发明涉及中央空调系统，特别涉及一种利用低谷电储能的蓄水池结构。

背景技术

公开号为CN201412922的实用新型专利公开了一种利用低谷电运行主机的全新风高效节能中央空调系统，该系统利用晚间的低谷电优势开启电机组给大保温蓄水池制冷进行冷量存储，把整个蓄水池的水制冷到0℃左右的冰水，而在白天关闭电机组，利用大保温蓄水池储存的冷量送往冷风机盘管为中央空调系统输送冷量。

在此，该系统中的大保温蓄水池为一体式结构，这种结构存在很大的设计缺陷，因整个大保温蓄水池中的蓄水都是相互连通的，整个蓄水池的水温基本保持一致。

在制冷工况下，随着空调使用中蓄水与冷风机盘管不断的进行热量交换，整个大保温蓄水池中的蓄水温度随着使用时间的增加而逐渐升高，这种工作方式使池水从开始工作时的0℃左右一直升高到关闭空调时的12℃左右。而实际中，蓄水温度与室内温度的温度差与空调的制冷效果成正比，蓄水温度的不断上升，意味着蓄水温度与室内温度的温度差不断缩小，温度差的缩小则意味着空调制冷效果的降低，因此，整体式的大保温蓄水池结构，使得在整个中央空调在运行当中，开始时的制冷效果最好，并随着时间的增加逐渐降低，到下午关闭时的制冷效果最差，冷风机盘管的冷量释放是不平衡的，风机整个运行过程中冷量的释放是逐渐减弱的。

同理，在制热工况下，冷风机盘管的热量释放是不平衡的，空调在整个运行过程中热量的释放也是逐渐减弱的。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种利用低谷电储能的蓄水池结构，该结构设计，使得整个空调在运行过程中由蓄水池输出送往冷风机盘管的冷量（或热量）基本保持一致，从而使空调的制冷（或制热）效果保持恒定，避免出现制冷（或制热）效果逐渐降低的现象。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用低谷电储能的蓄水池结构，其特征在于：所述蓄水池结构包括一储能池和平衡池；所述储能池中设置有一补水管与平衡池连通，补水管上安装一补水平衡泵，补水平衡泵的开启由设置在平衡池中的温度感应器控制；所述平衡池侧壁在高于储能池水面的部位设置有连通储能池的溢水孔；所述平衡池中设置着冷风机机组的送水管和回水管，送水管依序连接送水泵、冷风机盘管、回水管而与平衡池形成一水循环回路。

上述平衡池所占容积不超过整个蓄水池结构容积的二分之一。

上述平衡池所占容积为整个蓄水池容积的十分之一到四十分之一。

上述送水管和回水管分别设置在平衡池的两头，所述溢水孔设置在安装送水管侧的平衡池侧壁上。

上述补水管的进口在储能池中的位置设置在远离平衡池的一侧。

上述补水管的出口在平衡池中的位置设置在靠近送水管的一侧。

上述平衡池在送水管的进水口部位设置有一进水槽，进水槽的高度低于所述溢水孔的设置高度。

上述温度感应器紧靠送水管的进口设置。

上述补水管出口在平衡池中的位置设置在靠近回水管的一侧。

上述平衡池在所述送水管和补水管之间设置有弯路通道结构。

上述蓄水池结构还包括一储能机组，储能机组由储能进水管、主机和储能出水管组成，其中储能进水管连通平衡池，储能出水管连通储能池。

上述平衡池在靠近池底的位置设置有与储能池连通的直通孔，且直通孔靠近回水管安装位置设置。

上述直通孔上设置有当储能池液面高于平衡池液面时开启的单向阀。

上述单向阀为一设置在平衡池侧的挡板，挡板的上侧与平衡池的侧壁铰接。

上述储能池中设置有曲路通道结构。

本发明把现有的一体式结构的蓄水池设计成平衡池和储能池的双水池结构，在此，平衡池和储能池可分体设置，也可由一体的蓄水池通过隔板隔离而成。

其中平衡池用于与冷风机机组的热量交换，储能池则通过补水管和补水平衡泵对平衡池进行水温平衡。

在制冷工况下，首先利用平衡池的低温冰水使室内温度迅速降温到一适当的温度，在此过程中，平衡池的池水温度会慢慢上升，当该温度上升到温度感应器设定的温度值时，补水泵开始工作，用储能池的池水进行补水中和，使平衡池中的水温在接下来的空调使用当中始终不超过温度感应器设定的温度范围，从而保证送水管进水水温的恒定，使空调冷量平衡释放，制冷效果恒定，克服了现有结构空调制冷效果随使用时间增加而逐渐减弱的缺陷。

在制热工况下，首先利用平衡池的高温热水使室内温度迅速升温到一适当的温度，在此过程中，平衡池的池水温度会慢慢降低，当该温度降低到温度感应器设定的温度值时，补水泵开始工作，用储能池的池水进行补水中和，使平衡池中的水温在接下来的空调使用当中始终不低于温度感应器设定的温度范围，从而保证送水管进水水温的恒定，使空调热量平衡释放，制热效果恒定，克服了现有结构空调制热效果随使用时间增加而逐渐减弱的缺陷。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、本发明图1中A-A部的截面示意图；

图3、本发明储能池和平衡池分体设置的结构示意图；

图4、本发明第二种实施方式的结构示意图；

图5、本发明储能池带曲路通道结构的示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种利用低谷电储能的蓄水池结构，所述蓄水池结构包括一储能池1和平衡池2。

所述储能池1中设置有一补水管11与平衡池2连通，补水管11上安装一补水平衡泵12，补水平衡泵12的开启由设置在平衡池2中的温度感应器3控制。所述温度感应器3控制补水平衡泵12开启的温度范围根据实际需要设定。

所述平衡池2侧壁在高于储能池1水面的部位设置有连通储能池1的溢水孔21。在此，本实施方式中的储能池1和平衡池2由一体的蓄水池通过隔板4隔离而成，溢水孔21无需连接管路直接与储能池1连通。而在实际设计当中，储能池1和平衡池2也可分体设计，其结构如图3所示，此时，溢水孔21就需外接一管路211与储能池1连通。

所述平衡池2中设置着冷风机机组的送水管51和回水管52，其中送水管51依序连接送水泵53、冷风机盘管54、回水管52而与平衡池2形成一水循环回路。在此，为使平衡池2的出水与回水能够充分进行热量交换，就需要延长两者的热交换时间，为此，本实施方式中的送水管51和回水管52分别设置在平衡池2的两头，且所述溢水孔21也设置在送水管51的一头。同时平衡池2在送水管51的进水口部位设置有一进水槽22，进水槽22的高度低于所述溢水孔21的设置高度。此外，为增强储能池1的补水效果，所述补水管11的进口在储能池1中的位置设置在远离平衡池2的一侧，补水管11的出口设置在所述送水管51的进水口旁边的进水槽22内。同时为使温度感应器3所测温度能实时监测送水管51的进水温度，本实施方式中的温度感应器3设置在送水管51的进口旁边。

以下以制冷工况为例，在开始时，因平衡池2中的蓄水处于0℃左右，此温度远低于温度感应器3控制补水平衡泵12的开启温度，补水平衡泵12不工作。冷风机机组首先利用平衡池2的低温冰水使室内温度迅速降温到一适当的温度。在此过程中，平衡池2的池水温度会慢慢上升，一旦平衡池2中的水温上升到温度感应器3设定的温度范围内，温度感应器3触发而使补水平衡泵12工作，补水管11从储能池1中抽取低温蓄水送入平衡池2的进水槽22中，从而使进水槽22中的水得到中和降温，而一旦温度感应器3所测送水管51进水口水温低于设定温度后，补水平衡泵12则马上被关闭，停止补水，该过程一直到送水管51进水口水温再次到达温度感应器3的温度设定范围内，补水平衡泵12才再次开启进行补水降温。依此类推，即可保证进送水管51进水口水温在接下来的空调使用当中始终不超过温度感应器3的设定温度，即保证了送水管51所抽取的蓄水温度始终不超过温度感应器3的设定温度，从而保证送水管3进水水温恒定，即保证了冷风机盘管54进水温度的恒定，使空调冷量平衡释放，制冷效果恒定，克服了现有结构空调制冷效果随使用时间增加而逐渐减弱的缺陷。

在此，随着补水管11补水的加入，平衡池2的蓄水水面就会上升，该水面一旦到达溢水孔21位置，多余的蓄水就会从溢水孔21进入储能池1，在此，因溢出水的温度高于储能池1中水的温度，溢出水的流入就会使储能池1的水温慢慢上升，但储能池1的水温上升不会影响到平衡池2中的水温范围，因储能池1水温的上升只会使补水管11补水的降温效果减弱，只要增加补水平衡泵12的开启时间和频率来提升补水量即可弥补。

如图4所示，为本发明的第二种实施方式，一种利用低谷电储能的蓄水池结构，其包括一储能池1和平衡池2。所述储能池1中设置有一补水管11与平衡池2连通，补水管11上安装一补水平衡泵12，补水平衡泵12的开启由设置在平衡池2中的温度感应器3控制。

所述平衡池2侧壁在高于储能池1水面的部位设置有连通储能1池的溢水孔21。所述平衡池2中设置着冷风机机组的送水管51和回水管52，送水管51依序连接送水泵53、冷风机盘管54、回水管52而与平衡池2形成一水循环回路。所述送水管51和回水管52分别设置在平衡池2的两头，所述溢水孔21设置在安装送水管51侧的平衡池2侧壁上。

所述补水管11的进口在储能池1中的位置设置在远离平衡池2的一侧，补水管11的出口在平衡池2中的位置设置在靠近回水管52的一侧。同时为延长平衡池2中池水的热量交换时间，以获得池水温度更好的稳定性，平衡池2在所述送水管51和补水管52之间设置有弯路通道结构，本实施方式中的弯路通道结构为设置在平衡池两侧边交错设置的不完全封闭的挡板61，该弯路通道结构也可采用其他方式，只要能起到延长水路的作用即可，该弯路通道结构设置，使得平衡池2的回水与储能池1的补水混合后经一个弯道流往送水管51侧，大大增长了流水路径，延长了水的热量交换时间。在此，为能所述温度感应器3所测温度为平衡池2的平均温度，本实施方式中的温度感应器3设置在弯路通道结构的中间部位。

以上两种实施方式均能实现本发明的目的，本发明同样适用于中央空调的制热工况。以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

在此，为达到较好的使用效果，所述平衡池2所占容积最大不超过整个蓄水池的二分之一。而实际使用中，平衡池2占整个蓄水池容积的比例越少，平衡池2所起到的平衡效果越好，但过少的容积又会影响冷风机盘管的水路循环，为此，平衡池2占整个蓄水池容积的最优比例为整个蓄水池容量的十分之一到三十分之一之间。

此外，为实现晚上利用低谷电优势进行储能，本蓄水池结构还包括一储能机组，储能机组由储能进水管71、主机72和储能出水管73组成，其中储能进水管71连通平衡池2，储能出水管73连通储能池1。在此，为保证储能机组能同时对平衡池2和储能池1进行储能操作，本发明的平衡池2在靠近池底的位置设置有与储能池1连通的直通孔23，且直通孔23上设置有当储能池1液面高于平衡池2液面时开启的单向阀24，在本实施方式中，单向阀24为一设置在平衡池2侧的挡板，挡板的上侧与平衡池的侧壁铰接。在此，为能获得更好的热量交换效果，整个直通孔23结构靠近所述回水管52安装位置设置。当晚间储能机组开启时，一旦储能进水管71抽取平衡池2的池水经主机72和储能出水管73送入储能池1时，平衡池2的蓄水液面就会低于储能池1，此时，因水压的存在，直通孔23中的单向阀24就会开启，储能池1的蓄水就会迅速通过直通孔23补入平衡池2，以此保证平衡池2中的蓄水高度，而随着储能机组的不断运行，平衡池2和储能池1的蓄水不断循环，即可使两者同时达到储能温度。同时以上直通孔23的结构设置，也保证了平衡池2中的蓄水量，可有效避免储能机组干抽现象发生而导致报废。

同时以上直通孔23结构设置，也能为白天冷风机机组刚开始运行时的平衡池2的蓄水补充。因冷风机机组刚开启时，送水管51抽取的蓄水将有很大一部分维持在冷风机机组中运行，这导致平衡池2的蓄水水面低于储能池1的蓄水水面，此时，直通孔23上的单向阀24就会打开，储能池1的蓄水就会迅速通过直通孔23补入平衡池2，直到两边的蓄水水面保持平衡时单向阀24才关闭。而当储能池1中蓄水通过补水管11对平衡池2进行补水时，因此时的平衡池2水面高度高于储能池1的液面高度，直通孔23上的单向阀24不开启，平衡池2的蓄水只有上升到一定高度后由溢水孔21溢出而流回储能池1。

再者，为延长储能池1两侧蓄水的热量交换时间，储能池1中设置有曲路通道结构，在本实施方式中，曲路通道结构为交错设置在储能池侧壁上的半封闭挡板13结构，其结构如图5所示。

综上所述，本发明把蓄水池设计成平衡池2和储能池1两部分，其中平衡池2用于与冷风机机组的热量交换，储能池1则通过补水管11和补水平衡泵12对平衡池2进行水温平衡，使平衡池2中的水温在整个空调使用当中始终保持在一定温度范围内，从而保证了送水管51进水水温恒定，保证了冷风机盘管的进水温度恒定，使空调冷量（或热量）平衡释放，制冷（或制热）效果恒定，克服了现有结构空调制冷（或制热）效果随使用时间增加而逐渐减弱的缺陷。

Claims (15)

1.一种利用低谷电储能的蓄水池结构，其特征在于：所述蓄水池结构包括一储能池和平衡池；所述储能池中设置有一补水管与平衡池连通，补水管上安装一补水平衡泵，补水平衡泵的开启由设置在平衡池中的温度感应器控制；所述平衡池侧壁在高于储能池水面的部位设置有连通储能池的溢水孔；所述平衡池中设置着冷风机机组的送水管和回水管，送水管依序连接送水泵、冷风机盘管、回水管而与平衡池形成一水循环回路。

2.如权利要求1所述的蓄水池结构，其特征在于：所述平衡池所占容积不超过整个蓄水池结构容积的二分之一。

3.如权利要求1所述的蓄水池结构，其特征在于：所述平衡池所占容积为整个蓄水池容积的十分之一到四十分之一。

4.如权利要求1所述的蓄水池结构，其特征在于：所述送水管和回水管分别设置在平衡池的两头，所述溢水孔设置在安装送水管侧的平衡池侧壁上。

5.如权利要求1所述的蓄水池结构，其特征在于：所述补水管的进口在储能池中的位置设置在远离平衡池的一侧。

6.如权利要求1-5任一权项所述的蓄水池结构，其特征在于：所述补水管的出口在平衡池中的位置设置在靠近送水管的一侧。

7.如权利要求6所述的蓄水池结构，其特征在于：所述平衡池在送水管的进水口部位设置有一进水槽，进水槽的高度低于所述溢水孔的设置高度。

8.如权利要求6所述的蓄水池结构，其特征在于：所述温度感应器紧靠送水管的进口设置。

9.如权利要求1-5任一权项所述的蓄水池结构，其特征在于：所述补水管的出口在平衡池中的位置设置在靠近回水管的一侧。

10.如权利要求9所述的蓄水池结构，其特征在于：所述平衡池在所述送水管和补水管之间设置有弯路通道结构。

11.如权利要求1-5任一权项所述的蓄水池结构，其特征在于：所述蓄水池结构还包括一储能机组，储能机组由储能进水管、主机和储能出水管组成，其中储能进水管连通平衡池，储能出水管连通储能池。

12.如权利要求11所述的蓄水池结构，其特征在于：所述平衡池在靠近池底的位置设置有与储能池连通的直通孔，且直通孔靠近回水管安装位置设置。

13.如权利要求12所述的蓄水池结构，其特征在于：所述直通孔上设置有当储能池液面高于平衡池液面时开启的单向阀。

14.如权利要求13所述的蓄水池结构，其特征在于：所述单向阀为一设置在平衡池侧的挡板，挡板的上侧与平衡池的侧壁铰接。

15.如权利要求1-5任一权项所述的蓄水池结构，其特征在于：所述储能池中设置有曲路通道结构。

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