CN109140575B - 热分层增强的蓄热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热分层增强的蓄热装置，所述蓄热装置包括：壳体，所述壳体内安装有分层板，所述分层板将所述壳体限定出的容纳腔分隔为位于所述分层板上方的第一温区和位于所述分层板下方的第二温区，所述分层板具有连通所述第一温区和所述第二温区的连通孔；第一布水器，所述第一布水器设于所述第一温区，且用于与热水管连通；第二布水器，所述第二布水器设于所述第二温区，且用于与冷水管连通。本发明的热分层增强的蓄热装置，壳体内设有分层板，分层板可将壳体的容纳腔分为温度较高的第一温区和温度较低的第二温区，分层板可促进壳体内蓄热介质的分层效果，实现强迫热分层，蓄热装置结构简单、运行可靠，分层稳定。

Description

热分层增强的蓄热装置

技术领域

本发明涉及蓄热技术领域，尤其是涉及一种热分层增强的蓄热装置。

背景技术

供热是人民生活和生产活动的基本能源需求，但通过热源直接提供热能不能实时地满足用户的热能需求，因此，很多供热系统中设有蓄热装置，蓄热装置可解决热能供求在时间和空间上不匹配的问题。

相关技术中，水储热技术通常采用自然分层的蓄热水罐或水箱作为蓄热装置，蓄热装置内冷热水由于密度差，在重力作用下形成自然热分层，冷热流体之间形成温度跃层，通过热分层的热水-冷水的流入和流出来实现热能的存储与释放。但该蓄热装置在储热或释热阶段，流动的蓄热介质会导致扰动、冷热介质分布非均匀条件下会形成羽流、热水通过壁面的热损失会形成沿着壁面的环流，均影响到蓄热装置内的热分层现象，导致冷热流体交混增加、斜温层厚度增加、热分层受到一定程度的破坏，存在改进的空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种热分层增强的蓄热装置，该蓄热装置的具有较好的热分层效果，且冷热层稳定。

根据本发明实施例的热分层增强的蓄热装置，所述蓄热装置包括：壳体，所述壳体内安装有分层板，所述分层板将所述壳体限定出的容纳腔分隔为位于所述分层板上方的第一温区和位于所述分层板下方的第二温区，所述分层板具有连通所述第一温区和所述第二温区的连通孔；第一布水器，所述第一布水器设于所述第一温区，且用于与热水管连通；第二布水器，所述第二布水器设于所述第二温区，且用于与冷水管连通。

根据本发明实施例的热分层增强的蓄热装置，壳体内设有分层板，分层板可将壳体的容纳腔分为温度较高的第一温区和温度较低的第二温区，分层板可促进壳体内蓄热介质的分层效果，实现强迫热分层，且容纳腔通过第一布水器和第二布水器与外部供热循环水路连通，以实现储热和供热，有利于解决热能供求在时间和空间上不平衡的问题，蓄热装置结构简单、运行可靠，分层稳定。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述分层板的外周壁与所述壳体的内周壁固定连接。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一温区内还设有第一孔板，所述第一孔板具有多个间隔开分布的通孔，所述第一孔板设于所述第一布水器与所述分层板之间；所述第二温区内还设有第二孔板，所述第二孔板具有多个间隔开分布的通孔，所述第二孔板设于所述第二布水器与所述分层板之间。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一孔板到所述第一布水器的距离小于所述第一孔板到所述分层板的距离，所述第二孔板到所述第二布水器的距离小于所述第二孔板到所述分层板的距离。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述分层板、所述第一孔板和所述第二孔板水平设置。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述壳体包括：外保温层和内保温层，所述外保温层覆盖于所述内保温层外，所述内保温层限定出容纳腔。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一布水器和所述第二布水器均为盘式布水器，所述第一布水器和所述第二布水器在轴向的端部设有分别与所述热水管和所述冷水管连通的管接口，所述第一布水器和所述第二布水器的径向侧部设有沿径向向外的布水口。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一布水器的管接口设于所述第一布水器的上端，所述第二布水器的管接口设于所述第二布水器的下端。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一布水器的管接口设有内径从上到下逐渐变大的第一扩散器，所述第二布水器的管接口设有内径从下到上逐渐变大的第二扩散器。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一布水器和所述第二布水器均包括：沿竖向间隔开相对设置的挡板和底板，所述管接口开设于所述挡板，所述布水口设于所述挡板和所述底板之间。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述挡板上安装有入口丝网，所述入口丝网设于所述管接口。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述挡板的直径小于所述底板的直径，且所述挡板与所述底板对中布置。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述第一布水器和所述第二布水器均包括：多个沿所述管接口周向间隔开设置的隔板，所述隔板连接在所述挡板和所述底板之间，且所述隔板沿径向延伸。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述隔板的径向内端延伸至所述管接口的边沿，所述隔板的径向外端延伸至所述底板的外周沿。

根据本发明一个实施例的热分层增强的蓄热装置，所述隔板的背离所述底板的一侧在径向内端设有台阶面，所述挡板支撑于所述台阶面，且所述挡板的背离所述底板的表面与所述隔板的背离所述底板的一侧在径向外端的表面平齐。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的蓄热装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的蓄热装置的第一布水器的截面图；

图3是根据本发明实施例的蓄热装置的第二布水器的截面图；

图4是根据本发明实施例的蓄热装置的第一布水器或第二布水器的俯视图；

图5是根据本发明实施例的蓄热装置的第一孔板或第二孔板的俯视图；

图6是根据本发明实施例的蓄热装置的分层板的俯视图；

图7是根据本发明实施例的蓄热系统的结构示意图。

附图标记：

蓄热系统1000，

蓄热装置100，

壳体1，外保温层11，内保温层12，容纳腔13，第一温区14，第二温区15，

第一孔板21，第二孔板22，通孔23，

第一布水器31，第二布水器32，挡板331，底板332，隔板333，台阶面334，入口丝网335，

热水管41，冷水管42，第一扩散器51，第二扩散器52，分层板6，连通孔61，

热源换热器101，用户端换热器102，热源出口阀103，放热循环泵104，储热循环泵105，低温水阀106，高温水阀107，蒸汽阀108，安全阀109，排污阀110。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的热分层增强的蓄热装置100，该热分层增强的蓄热装置100可应用于供热系统中，可在热源供热过剩时储热，也可在热源供热不足时放热，可解决热能供求在时间和空间上不匹配的问题，且蓄热装置100的分层效果明显，蓄热状态良好。

如图1所示，根据本发明实施例的热分层增强的蓄热装置100包括：壳体1、第一布水器31和第二布水器32。

如图1所示，壳体1内安装有分层板6，壳体1内限定出容纳腔13，分层板6将容纳腔13分为第一温区14和第二温区15。如图1和图6所示，第一温区14位于分层板6的上方，第二温区15位于分层板6的下方，分层板6具有连通孔61，连通孔61连通第一温区14和第二温区15，流体可通过连通孔61在第一温区14和第二温区15之间流动。

容纳腔13内注有蓄热介质，蓄热介质可与外界进行换热，蓄热介质可以为水，其中，第一温区14内水的温度高于第二温区15内水的温度，即第一温区14为高温区且注有热水，第二温区15为低温区且注有冷水，这样，第一温区14内的水流出后与外界进行换热可用以供热，第二温区15内的水流出后与外界进行换热可用以储热，这样，可实现蓄热装置100的储热、供热。其中，如图1所示，分层板6沿水平方向设置，且分层板6位于容纳腔13内沿竖向的中部，即分层板6与壳体1上端的距离和分层板6与壳体1下端的距离相等或相差较小，可使得容纳腔13内的热水总量和冷水总量较为均衡。且第一温区14和第二温区15在分层板6附近形成温度居中的斜温层。

在壳体1内安装分层板6，可将第一温区14和第二温区15间隔开，可防止第一温区14内的水和第二温区15内的水发生对流传热，减少热水和冷水交混，抑制容纳腔13内水的热扩散，强化热水和冷水自然分层，促进热分层，使得蓄热装置100内部形成强迫热分层，抑制第一温区14和第二温区15之间热扩散，保证第一温区14和第二温区15内温度相对稳定。

第一布水器31设于第一温区14，且第一布水器31用于与热水管41连通，如图1所示，第一温区14的上部设有第一布水器31，且第一布水器31与第一温区14上方的热水管41连通，热水管41与外界供热循环水路相连。热水管41内的水也可通过第一布水器31流入第一温区14，以将热源提供的过多的热能进行暂时储存；第一温区14内的水可通过第一布水器31流向热水管41，用以向用户供热。

第二布水器32设于第二温区15，且第二布水器32用于与冷水管42连通，如图1所示，第二温区15的下部设有第二布水器32，且第二布水器32与第二温区15下方的冷水管42连通，冷水管42与外界供热循环水路相连。

这样，在第一温区14内的水流向外界循环水路进行供热时，第二温区15中的部分水通过连通孔61流向第一温区14，冷水管42中的水可通过第二布水器32流入第二温区15，以使容纳腔13内蓄热介质的总量保持恒定；当热源提供的热能过剩时，热水管41中被热源加热的水进入第一温区14，且部分从连通孔61进入第二温区15，此时，第二温区15的水通过第二布水器32流向冷水管42，使得循环水路中的水量恒定，且保证容纳腔13中压力稳定，避免容纳腔13内水量过大致壳体1胀裂，提高供热系统整体的稳定性和蓄热装置100的安全性，便于长期使用。

可以理解的是，蓄热装置100在与外界供热循环水路进行换热时，蓄热介质流入或流出均易造成蓄热装置100内第一温区14和第二温区15产生对流，由此，通过分层板6将第一温区14和第二温区15间隔开，可保证第一温区14内的水和第二温区15内的水发生对流传热，使得蓄热装置100内部形成强迫热分层，维持容纳腔13内部稳定分层。蓄热装置100的结构简单、运行可靠，分层稳定，可用于消纳弃风电量和太阳能等可再生能源、辅助电力调峰等，解决热能供求在时间和空间上不平衡的问题，进一步地提高能源利用效率，实现节能减排和清洁供热，为热电联产、谷电利用、消纳可再生能源等区域提供储热和一定时间的热源，具有很好的实用性。

根据本发明实施例的热分层增强的蓄热装置100，壳体1内设有分层板6，分层板6可将壳体1的容纳腔13分为温度较高的第一温区14和温度较低的第二温区15，分层板6可促进壳体1内蓄热介质的分层效果，实现强迫热分层，且容纳腔13通过第一布水器31和第二布水器32与外部供热循环水路连通，以实现储热和供热，有利于解决热能供求在时间和空间上不平衡的问题，蓄热装置100结构简单、运行可靠，分层稳定。

在一些实施例中，分层板6的外周壁与壳体1的内周壁固定连接，如图1所示，分层板6与壳体1沿周向贴合相连，这样，可避免第一温区14的水从分层板6的边沿处流向第二温区15，防止第一温区14和第二温区15在分层板6的周向边沿处发生对流，保证蓄热装置100内部分层稳定。

需要说明的是，蓄热装置100的壳体1与外界空气接触，壳体1易与空气发生热量交换，这样，会导致壳体1壁面附近的水温低于容纳腔13中部的水温，在浮力驱动下形成壁面附近水沿壁面向下流动、内部水上升的自然对流(壁面环流)。由此，将分层板6的外周壁与壳体1的内周壁紧密贴合相连，可避免第一温区14内的水沿壁面向下流动，提高热分层的稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，第一温区14内还设有第一孔板21，第一孔板21沿水平方向设置，第一孔板21具有多个间隔开分布的通孔23，第一孔板21设于第一布水器31与分层板6之间，第一孔板21可对第一温区14内的水起到抑制对流的作用，减小第一温区14内水沿竖向的流速。

第一孔板21中间的多个通孔23可起到整流的作用，当第一温区14的水沿竖向的流动过于集中时，第一孔板21可减缓流速，同时，集中的水流被迫分别从不同的通孔23中流动，使得热水在横截面上均匀分布，从而减小由于流量分配不均而引起的横截面局部自然对流和传热，增强第一温区14内的分层效果，第一孔板21可起到导流和流量分配的作用，使得热水的流量在周向上均匀分布，从而减小由于流量分配不均而引起的周向自然对流和传热、抑制羽流效应。

在一些实施例中，如图1所示，第二温区15内还设有第二孔板22，第二孔板22沿水平方向设置，第二孔板22具有多个间隔开分布的通孔23，第二孔板22设于第二布水器32与分层板6之间，第二孔板22可对第二温区15内的水起到抑制对流的作用，减小第二温区15内水沿竖向的流速。

第二孔板22中间的多个通孔23可起到整流的作用，当第二温区15的水沿竖向的流动过于集中时，第二孔板22可减缓流速，同时，集中的水流被迫分别从不同的通孔23中流动，使得热水在横截面上均匀分布，从而减小由于流量分配不均而引起的横截面局部自然对流和传热，增强第二温区15内的分层效果，第二孔板22可起到导流和流量分配的作用，使得热水的流量在周向上均匀分布，从而减小由于流量分配不均而引起的周向自然对流和传热、抑制羽流效应。

在一些实施例中，如图1所示，第一孔板21到第一布水器31的距离小于第一孔板21到分层板6的距离，这样，热水管41中的水从第一布水器31进入后，第一孔板21即对进入的热水作整流处理，使得热水均衡、缓慢地向分层板6流动，第一孔板21到分层板6的距离较大，可使得热水在分散后，以较低的流速流向分层板6，且在流动的过程中进一步地减缓流速，这样，使得热水在第一温区14内具有较低流速，避免热水沿竖向的流速过大引起对流，维持稳定的热分层。

在一些实施例中，如图1所示，第二孔板22到第二布水器32的距离小于第二孔板22到分层板6的距离，这样，冷水管42中的水从第二布水器32进入后，第二孔板22即对进入的冷水作整流处理，使得冷水均衡缓慢地向分层板6流动，第二孔板22到分层板6的距离较大，可使得热水在分散后，以较低的流速流向分层板6，且在流动的过程中进一步地减缓流速，这样，使得冷水在第二温区15内具有较低流速，避免冷水沿竖向的流速过大引起对流，维持稳定的热分层。

在一些实施例中，如图1所示，分层板6、第一孔板21和第二孔板22水平设置，这样，分层板6、第一孔板21和第二孔板22可最大程度地抑制容纳腔13内的水沿竖向对流，分层板6、第一孔板21和第二孔板22沿竖向间隔开且相互平行，极大地提高第一温区14和第二温区15分层的效果，降低沿竖向对流的作用，有效地抑制自然对流，增强容纳腔13内的分层稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，壳体1包括：外保温层11和内保温层12，外保温层11覆盖于内保温层12外，内保温层12限定出容纳腔13。其中，外保温层11材料为使用温度上限大于110℃，导热系数小于0.05W/(mK)的保温材料，内保温层12材料为使用温度上限大于110℃，导热系数小于0.04W/(mK)且热稳定性较高的保温材料。

可以理解的是，内保温层12与热水、冷水直接接触，由此，内保温层12采用热稳定性较高的材料可延长蓄热装置100的使用寿命，利于长期使用。通过双层保温材料的设置，降低蓄热水箱内水通过壁面向外导热以及冷热交替的热损失、抑制由于热损失导致的壁面环流，维持了蓄热水箱内部热分层的稳定；降低热损失，增加蓄热水箱能量利用率，增强分层稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，第一布水器31为盘式布水器，第一布水器31在轴向的端部设有管接口，管接口与热水管41连通，且第一布水器31的径向侧部设有布水口，布水口沿径向向外敞开，这样，热水管41中的水从管接口沿竖向向下进入第一温区14，且沿着第一布水器31从布水口沿径向扩散。由此，改变了热水的流向，热水从沿轴向流动改变为沿径向流动，且热水的流程和出口面积均增加，进一步地降低热水流速，减小热水对蓄热装置100内流场的射流冲击和扰动。

如图1所示，第二布水器32为盘式布水器，第二布水器32在轴向的端部设有管接口，管接口与冷水管42连通，第二布水器32的径向外侧设有布水口，布水口沿径向向外敞开。这样，冷水管42中的水从管接口沿竖向向上进入第二温区15，且沿着第二布水器32从布水口沿径向扩散。由此，改变了冷水的流向，热水从沿轴向流动改变为沿径向流动，且冷水的流程和出口面积增加，进一步地降低冷水流速，减小冷水对蓄热装置100内流场的射流冲击和扰动。

在一些实施例中，如图1所示，第一布水器31的管接口设于第一布水器31的上端，热水管41中的热水可从第一布水器31的上端流入第一温区14，第一温区14的热水也可从第一布水器31的上端流向热水管41中。这样，可将热水集中于容纳腔13的上部，热水从第一布水器31的上端注入并经过缓冲、减速后，位于容纳腔13上部的热水可与位于容纳腔13下部的冷水形成明显的分层效果，由此，可提高蓄热装置100的分层作用。

如图1所示，第二布水器32的管接口设于第二布水器32的下端，冷水管42中的热水可从第二布水器32的下端流向第二温区15，第二温区15的冷水也可从第二布水器32的下端流向冷水管42中。这样，可将冷水集中与容纳腔13的下部，冷水从第二布水器32的下端注入并经过缓冲、减速后，位于容纳腔13下部的冷水可与位于容纳腔13上部的热水形成明显的分层效果，由此，可提高蓄热装置100的分层作用。

在一些实施例中，如图1所示，第一布水器31的管接口设有第一扩散器51，第一扩散器51的内径从上到下逐渐变大，第一扩散器51的上端与热水管41相连，热水管41中的水可通过第一扩散器51进入容纳腔13中，且在热水进入容纳腔13的过程中，热水由第一扩散器51的上端至下端逐渐地扩散开，实现热水沿径向分散流动，由此，可防止容纳腔13内注入的水流过于集中，分散水流，减缓流速，增强分层效果。

如图1所示，第二布水器32的管接口设有第二扩散器52，第二扩散器52的内径从下到上逐渐变大，这样，冷水在从第二扩散器52的下端进入容纳腔13的过程中，冷水由第二扩散器52的下端至上端逐渐地扩散开，实现冷水沿径向分散流动，由此，可防止容纳腔13内注入的水流过于集中，分散水流，减缓流速，增强分层效果。

在一些实施例中，如图2-图4所示，第一布水器31和第二布水器32均包括：挡板331和底板332。

挡板331和底板332沿竖向间隔开相对设置，即挡板331和底板332沿竖向的投影至少部分重叠，管接口开设于挡板331，布水口设有挡板331和底板332之间，水从第一扩散器51或第二扩散器52中进入管接口，并由管接口沿竖向进入挡板331和底板332之间，在热水流至底板332后，沿径向扩散开。由此，水从管接口沿竖向进入挡板331和底板332之间，在底板332的作用下沿径向通过布水口流入容纳腔13中，水流的方向从竖向改变为水平方向，实现对蓄热介质的导流和分散作用。

其中，如图2-图4所示，挡板331上安装有入口丝网335，入口丝网335设于管接口，入口丝网335可使管接口处的入口阻力均匀，进行对注入水的初次流量分配，增强布水器对水流的分散作用，减缓水流流速。

在一些实施例中，如图2-图4所示，挡板331的直径小于底板332的直径，且挡板331与底板332对中布置，即挡板331的径向尺寸小于底板332的径向尺寸，且挡板331的轴线与底板332的轴线重合，这样，水流从挡板331的管接口处流向底板332的中部，且经底板332沿径向充分扩散，增强布水器对水流的分散作用，减缓水流流速。

发明人根据蓄热装置100的结构参数和热工参数设计方法，计算得到热分层增强的蓄热装置100主要参数结果；应用于不同蓄热系统1000，通过计算能够得到较优参数结果。

如下参数可作为本发明的其中一个具体实施例：

表1 具体实施例

参数	单位	数值
			蓄热装置体积	m3	10000
蓄热装置横截面形状	--	圆形/方形/其他中心对称形
			布水器横截面形状	--	圆形/方形/其他中心对称形
孔板横截面形状	--	圆形/方形/其他中心对称形
			布水器高度	m	0.5
孔板孔径	m	0.05
			孔板与布水器距离	m	0.3
隔板孔径	m	3
			布水器出口流速	m/s	0.1
斜温层厚度	m	0.7
			蓄热装置效率		>97％

在一些实施例中，如图2-图4所示，第一布水器31和第二布水器32均包括多个隔板333，多个隔板333沿管接口周向间隔开设置，多个隔板333等高且呈放射状分布，隔板333连接在挡板331和底板332之间，且隔板333沿径向延伸，隔板333可对水流进行导流和流量分配，使得水流流量在周向上均匀分布，从而减小由于流量分配不均而引起的周向自然对流和传热、抑制蓄热装置100热水入口位置截面的羽流效应。其中，相邻两个隔板333的夹角为α，α满足：20°≤α≤90°，如在一个实施例中，隔板333为8个，相邻两个隔板333之间的夹角α为45°，由此，可使得布水器的导流效果更加明显。

在一些实施例中，如图2-图3所示，隔板333的径向内端延伸至管接口的边沿，隔板333的径向内端不影响水流正常注入，隔板333的径向外端延伸至底板332的外周沿，隔板333的径向外端与底板332的外周沿平齐，由此，可保证布水器正常的导流，散流作用，同时使得布水器整体的外轮廓结构更加平整，提高布水器结构的整体性和合理性。

在一些实施例中，如图2-图3所示，隔板333的背离底板332的一侧在径向内端设有台阶面334，挡板331支撑于台阶面334，且挡板331的背离底板332的表面与隔板333的背离底板332的一侧在径向外端的表面平齐，这样，挡板331可稳定地支撑于隔板333，其中，挡板331、隔板333和底板332可为一体成型，以使布水器的整体结构更加稳定，便于实现对水流的导流、分散作用，且挡板331和隔板333安装形成的整体结构轮廓平整，整体性较佳。

下面参考图7描述一个具有本发明的热分层增强的蓄热装置100的蓄热系统1000的具体实施例：

如图7所示，蓄热系统1000包括：热源换热器101、用户端换热器102和上述任一项实施例中的蓄热装置100。

其中，如图7所示，热源换热器101与用户端换热器102通过管路相连形成循环水路，热源换热器101的出口端与用户端换热器102的入口端之间设有热源出口阀103，热源出口阀103用于控制循环水路中的换热介质流通，蓄热装置100连接在循环水路中，且蓄热装置100与用户端换热器102、热源换热器101并联，蓄热装置100的热水管41连接在热源换热器101的出口端与用户端换热器102的入口端之间，蓄热装置100的冷水管42连接在热源换热器101的入口端与用户端换热器102的出口端之间，由此，可根据热源的供热状态和用户的使用需求，调整蓄热装置100的工作状态，实现储热和供热作用，有利于解决热能供求在时间和空间上不平衡的问题。

热源可为电极锅炉、太阳能集热器等加热装置，也可为蒸汽-水换热装置。对于火电灵活性改造等应用场景，锅炉利用电厂的调峰电量加热水，或采用蒸汽-水换热装置加热水；对于低谷电利用、弃风弃光电能消纳等应用场景，锅炉利用低谷电或弃风弃光电量加热水；对于太阳能水储热的应用场景，则热源为太阳能集热器。

如图7所示，冷水管42与用户端换热器102的出口端之间设有放热循环泵104，冷水管42与热源换热器101的入口端之间设有储热循环泵105，放热循环泵104、储热循环泵105用于驱动水流在循环水路中流动，实现持续换热。

如图7所示，冷水管42设有低温水阀106，低温水阀106用于控制冷水管42中冷水的流通流量，热水管41设有高温水阀107，高温水阀107用于控制冷水管42中热水的流通流量。低温水阀106和高温水阀107均可为电动调节阀。

如图7所示，蓄热装置100顶部设置蒸汽阀108，控制进入蓄热装置100的蒸汽流量和罐内压力；蓄热装置100的顶部设置有安全阀109和溢流阀，蓄热装置100内压力超过限值则向大气自动排放，或当液位超过限值则溢流；蓄热装置100底部设置排污阀110，用于启动前和运行过程中排污。

该蓄热系统1000可根据热源的供热状态和用户的使用需求，调整蓄热装置100的工作状态，实现储热和供热作用，有利于解决热能供求在时间和空间上不平衡的问题，实用且方便。

在蓄热装置100放热阶段，热水流经热水管41流入热用户，热用户可为水-水换热器或水-空气换热器等。热水通过热用户换热后，回水通过放热循环泵104加压后流入蓄热装置100。

热源直接供热阶段，热源加热的热水直接流入热用户，通过热用户换热后，回水通过储热循环泵105加压后流回热源继续加热。

蓄热装置100储热阶段，热水流经热水管流入蓄热装置100，随着储热阶段热水的流入，第一温区14增加、斜温层向下运动且增厚，蓄热装置100底部冷水流出，经过储热循环泵105加压后流回热源继续加热。根据蓄热量和蓄热功率的需求，调节高温水阀107，控制第一温区14的高度，第一温区14的最大高度为蓄热装置100内储满至最高水位的热水。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述蓄热装置包括：

壳体，所述壳体内安装有分层板，所述分层板将所述壳体限定出的容纳腔分隔为位于所述分层板上方的第一温区和位于所述分层板下方的第二温区，所述分层板具有连通所述第一温区和所述第二温区的连通孔；

所述分层板的外周壁与所述壳体的内周壁固定连接，所述分层板布置于所述容纳腔的中部，以使所述第一温区和所述第二温区的容积相等；

第一布水器，所述第一布水器设于所述第一温区，且用于与热水管连通；

第二布水器，所述第二布水器设于所述第二温区，且用于与冷水管连通；

所述第一温区内还设有第一孔板，所述第一孔板具有多个间隔开分布的通孔，所述第一孔板设于所述第一布水器与所述分层板之间；

所述第二温区内还设有第二孔板，所述第二孔板具有多个间隔开分布的通孔，所述第二孔板设于所述第二布水器与所述分层板之间。

2.根据权利要求1所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述第一孔板到所述第一布水器的距离小于所述第一孔板到所述分层板的距离，所述第二孔板到所述第二布水器的距离小于所述第二孔板到所述分层板的距离。

3.根据权利要求1所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述分层板、所述第一孔板和所述第二孔板水平设置。

4.根据权利要求1所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述壳体包括：外保温层和内保温层，所述外保温层覆盖于所述内保温层外，所述内保温层限定出容纳腔。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述第一布水器和所述第二布水器均为盘式布水器，所述第一布水器和所述第二布水器在轴向的端部设有分别与所述热水管和所述冷水管连通的管接口，所述第一布水器和所述第二布水器的径向侧部设有沿径向向外的布水口。

6.根据权利要求5所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述第一布水器的管接口设于所述第一布水器的上端，所述第二布水器的管接口设于所述第二布水器的下端。

7.根据权利要求6所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述第一布水器的管接口设有内径从上到下逐渐变大的第一扩散器，所述第二布水器的管接口设有内径从下到上逐渐变大的第二扩散器。

8.根据权利要求5所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述第一布水器和所述第二布水器均包括：沿竖向间隔开相对设置的挡板和底板，所述管接口开设于所述挡板，所述布水口设于所述挡板和所述底板之间。

9.根据权利要求8所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述挡板上安装有入口丝网，所述入口丝网设于所述管接口。

10.根据权利要求8所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述挡板的直径小于所述底板的直径，且所述挡板与所述底板对中布置。

11.根据权利要求8所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述第一布水器和所述第二布水器均包括：多个沿所述管接口周向间隔开设置的隔板，所述隔板连接在所述挡板和所述底板之间，且所述隔板沿径向延伸。

12.根据权利要求11所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述隔板的径向内端延伸至所述管接口的边沿，所述隔板的径向外端延伸至所述底板的外周沿。

13.根据权利要求11所述的热分层增强的蓄热装置，其特征在于，所述隔板的背离所述底板的一侧在径向内端设有台阶面，所述挡板支撑于所述台阶面，且所述挡板的背离所述底板的表面与所述隔板的背离所述底板的一侧在径向外端的表面平齐。