CN112146498A - 斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜温层控制增强的蓄热装置和该蓄热装置的控制方法，蓄热装置包括热源装置、蓄热罐、多个水温检测器和控制器，热源装置用于加热水，热源装置具有进口和出口，蓄热罐具有热水口和冷水口，热水口与热源装置的出口相连，热源装置的出口与热水口之间设有热源出口阀，冷水口与热源装置的进口相连，冷水口与热源装置的进口之间设有蓄热循环泵，多个水温检测器用于检测蓄热罐内的多个水位的水温，控制器根据多个水温检测器检测到的水温得出蓄热罐内的斜温层厚度并根据斜温层的厚度控制热源出口阀和蓄热循环泵。由此，可以精确调节蓄热流量和放热流量，保证斜温层厚度始终在预设范围内，维持斜温层稳定，提高蓄热效率。

Description

斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法

技术领域

本发明属于储热技术领域，具体地，涉及一种斜温层控制增强的蓄热装置和该蓄热装置的控制方法。

背景技术

蓄热装置在储热阶段将热量储存在装置内的水中，在放热阶段向热能使用装置释放热量，可适用于火电厂深度调峰、热电解耦、低谷电利用、消纳弃风弃光可再生能源、太阳能利用、工业余热利用等储热系统，具有提高能源利用效率、平衡热能供求和环境保护的重要意义。在火电厂设置蓄热装置，能够实现热电解耦和电厂调峰，其运行模式可在白天电负荷高峰时在电厂内增加发电量、减少抽汽，由蓄热装置供热；夜间在电厂减少上网电量，增加抽汽或采用电锅炉生产热水，利用蓄热装置进行蓄热。在供热管网区域设置蓄热装置，蓄热装置在夜间低谷电时期蓄热；在白天峰电时期放热，提供区域供热，起到低谷电利用的作用。

蓄热装置通常采用自然分层原理，形成一定厚度的斜温层，斜温层上部为热水、斜温层下部为冷水，通过自然分层的热水/冷水的移运实现储热和放热。但是由于冷热水的导热、蓄热装置进出水扰动导致的对流、密度差导致的对流等因素，冷热水之间产生传热和交混、斜温层增厚、蓄热装置内的可用热水的体积减少、蓄热效率降低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种蓄热装置，该蓄热装置能够根据实时蓄热和放热要求，精确调节蓄热流量和放热流量控制斜温层，提高蓄热效率。

本发明的实施例还提出一种蓄热装置的控制方法。

根据本发明实施例的蓄热装置包括：热源装置，所述热源装置用于加热水，所述热源装置具有进口和出口；蓄热罐，所述蓄热罐具有位于上部的热水口和位于下部的冷水口，所述热水口与所述热源装置的出口相连，所述热源装置的出口与所述热水口之间设有热源出口阀，所述冷水口与所述热源装置的进口相连，所述冷水口与所述热源装置的进口之间设有蓄热循环泵；多个水温检测器，所述多个水温检测器沿上下方向排列，用于分别检测所述蓄热罐内的多个水位的水温；控制器，所述控制器与所述热源出口阀、所述蓄热循环泵和所述多个水位检测相连，所述控制器根据所述多个水温检测器检测到的水温得出所述蓄热罐内的斜温层厚度并根据所述斜温层的厚度控制所述热源出口阀和所述蓄热循环泵。

根据本发明实施例的蓄热装置，通过设置与多个温度检测器检测蓄热罐内不同水位处的水位，可以对斜温层的厚度和运动过程实时监测，通过控制热源出口阀和蓄热循环泵的运行状态，可以精确调节蓄热流量和放热流量，保证斜温层厚度始终在预设范围内，维持斜温层稳定，提高蓄热效率。

在一些实施例中，所述蓄热装置还包括设在所述蓄热罐内且邻近所述热水口的上部水分配装置和设在所述蓄热罐内且邻近所述冷水口的下部水分配装置。

在一些实施例中，所述上部水分配装置包括第一上板、第一下板和设在所述第一上板和第一下板之间的多个第一隔板，所述第一隔板沿所述上部水分配装置的周向间隔分布，所述第一下板设有沿该第一上板的厚度方向贯通的第一环缝；所述下部水分配装置包括第二上板、第二下板和设在所述第二上板和第二下板之间的多个第二隔板，所述第二隔板沿所述下部水分配装置的周向间隔分布，所述第二上板设有沿该第二上板的厚度方向贯通的第二环缝；

在一些实施例中，所述控制器在所述斜温层的厚度超过第一预设值时减小所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度。

在一些实施例中，所述控制器在所述斜温层的厚度小于第二预设值时增大所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度。

在一些实施例中，所述蓄热装置还包括：用于检测所述冷水口的出水温度的冷水口温度检测器；用于检测所述热水口的出水温度的热水口温度检测器；放热循环泵，所述放热循环泵的出口与所述蓄热循环泵的入口相连；冷水阀，所述冷水发的一端与所述冷水口相连，所述冷水阀的另一端连接在所述放热循环泵的出口与所述蓄热循环泵的入口之间，其中所述控制器与所述冷水温度检测器、所述热水温度检测器和所述放热循环泵相连，所述控制器在所述冷水温度检测器检测的所述冷水口的出水温度升高至预设热水温度时控制所述蓄热循环泵停止运行，其中所述控制器在所述热水温度检测器检测的所述热水口的出水温度降低到预设冷水温度时控制所述放热循环泵停止运行。

在一些实施例中，所述蓄热装置还包括热水阀和流量计，所述热水阀设在所述热水口与所述热源出口阀之间，所述流量计设在所述热水口与所述热水阀之间，所述控制器与流量计相连，所述控制器在所述流量计检测到的流量超过第一预设流量时减小所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度，且在所述流量计检测到的流量小于第二预设流量时增大所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度。

在一些实施例中，所述蓄热装置还包括：热水使用装置，所述热水使用装置具有进水口和出水口，所述出水口与所述放热循环泵的入口相连；进水阀，所述进水阀的一端与所述热源出口阀和所述热水阀相连，所述进水阀的另一端与所述热水使用装置的进水口相连，入口水温检测器，所述入口水温检测器用于检测所述热水使用装置的入口水温，所述控制器与所述入口水温检测相连，所述控制器在所述入口水温检测器检测到的水温低于第一用水设定温度时控制所述放热循环泵增大流量且在所述入口水温检测器检测到的水温高于第二用水设定温度时控制所述放热循环泵减小流量。

根据本发明实施例的蓄热装置的控制方法，包括：在蓄热阶段检测所述蓄热装置的蓄热罐内多个水位的水温以获得所述蓄热罐内的斜温层的厚度；在所述斜温层的厚度超过第一预设值时减小向所述蓄热罐内供给热水的流量；在所述斜温层的厚度小于第二预设值时增大向所述蓄热罐内供给热水的流量。

根据本发明实施例的蓄热装置的控制方法，通过检测斜温层的厚度，并通过控制蓄热罐内供给热水的流量，对斜温层的厚度精准控制，并使斜温层的厚度始终处于预设范围内，有利于蓄热装置的蓄热效果和蓄热效率。

在一些实施例中，蓄热装置的控制方法还包括：在蓄热阶段检测向所述蓄热罐内供给热水的流量；在所述流量计检测到的流量超过第一预设流量时减小向所述蓄热罐内供给热水的流量，且在所述流量计检测到的流量小于第二预设流量时增大向所述蓄热罐内供给热水的流量。

在一些实施例中，蓄热装置的控制方法还包括：在蓄热阶段检测所述蓄热罐的冷水口的出水温度；在放热阶段检测的所述热水口的出水温度，其中在所述冷水口的出水温度升高至预设热水温度时结束蓄热阶段；其中在所述热水口的出水温度降低到预设冷水温度时结束放热阶段。

在一些实施例中，蓄热装置的控制方法还包括：检测所述蓄热装置的热水使用装置的入口水温，在所述入口水温低于第一用水设定温度时增大所述热水使用装置的出水流量且在所述入口水温检测器检测到的水温高于第二用水设定温度时减小所述热水使用装置的出水流量。

附图说明

图1是根据本发明实施例的蓄热装置的示意图。

图2是根据本发明实施例的蓄热装置的上部水分配器的平面示意图；

图3是图2所示上部水分配器的剖面示意图。

图4是根据本发明实施例的蓄热装置的下部水分配器的平面示意图；

图5是图4所示下部水分配器的剖面示意图。

附图标记：

蓄热装置100；

热源装置10；进口101；出口102；排污阀16

蓄热罐20；热水口201；冷水口202；热源出口阀203；蓄热循环泵204；斜温层205；蒸汽口206；安全阀207；溢流口208；排污阀209；

水温检测器30；冷水口温度检测器301；热水口温度检测器302；

控制器40；

上部水分配装置50；第一上板501；第一下板502；第一环缝503；第一隔板504；

下部水分配装置60；第二上板601；第二环缝602；第二下板603；第二隔板604；

放热循环泵70；冷水阀701；热水阀702；流量计703；

热水使用装置80；进水阀801；入口水温检测器802。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的蓄热装置100包括热源装置10、蓄热罐20、水温检测器30和控制器40。

热源装置10用于加热水，热源装置10具有进口101和出口102。如图1所示，水经进口101流入加热装置10，经加热装置10加热后的热水从出口102流出。

蓄热罐20具有位于上部的热水口201和位于下部的冷水口202，热水口201与热源装置10的出口102相连，热源装置10的出口102与热水口201之间设有热源出口阀203。如图1所示，热水口201与出口102通过热水管连接，热源出口阀103设在热水管上，经热源装置10加热后的热水从出口102流出，并沿热水管流经热源出口阀203，热源出口阀203用于调节热水流量，从而控制热水经进口201进入蓄热罐20内的速度。

冷水口202与热源装置10的进口101相连，冷水口202与热源装置10的进口101之间设有蓄热循环泵204。如图1所示，冷水口202与热源装置10的进口101通过冷水管连通，蓄热循环泵204设在冷水管上，蓄热循环泵204用于适于调节蓄热装置100的水循环流量。

多个水温检测器30沿上下方向排列，用于分别检测蓄热罐20内的多个水位的水温。由此可以对蓄热罐20内的多个点的水温实时检测，有利于提高斜温层205的检测精度。

控制器40与热源出口阀203、蓄热循环泵204和多个水温检测器30相连，控制器40根据多个水温检测器30检测到的水温，可以计算出蓄热罐20内的斜温层205的厚度，并根据斜温层205的厚度控制热源出口阀203和蓄热循环泵204的开度。换言之，控制器40接受多个水温检测器30检测的温度信息，并以此实时监测斜温层205的厚度和运动过程，并根据温度信息控制热源出口阀203和蓄热循环泵204的开度，从而控制蓄热罐20的进水或出水流速，使斜温层205的厚度始终处于预设范围内。

例如，在蓄热阶段，当水温检测器30监测到斜温层205急剧增厚时，控制器40调节蓄热循环泵204和/或热源出口阀203开度，降低蓄热热水流量。

当水温检测器30监测到斜温层205的厚度较小时，例如小于一个预设值，即使斜温层的厚度在允许的范围内，控制器40也可以调节蓄热循环泵204和/或热源出口阀203开度，增加蓄热热水流量，以增大蓄热效率。

斜温层厚度超出预设范围或运动状态不稳定时，蓄热罐内的热水和冷水的自然分层会被破坏，冷热水出现对流交混，蓄热罐蓄热能力下降。

由此，根据本发明实施例的蓄热装置，通过设置多个温度检测器监测储热罐内的斜温层的厚度，相应地控制连接在热源装置与热水口之间的热源出口阀和连接在冷水口与热源装置之间的蓄热循环泵，可以对斜温层的厚度实时监测，且通过控制热源出口阀和蓄热循环泵，可以精确调节蓄热流量和放热流量，保证斜温层的厚度始终处于预设范围内，维持斜温层稳定，提高蓄热效率。

在一些实施例中，如图1-图3所示，蓄热装置100还包括设在蓄热罐20内且邻近热水口201的上部水分配装置50和设在蓄热罐20内且邻近冷水口202的下部水分配装置60。

如图2所示，上部水分配装置50包括第一上板501、第一下板502和设在第一上板501和第一下板502之间的多个第一隔板504，第一隔板504沿上部水分配装置50的周向间隔分布，第一下板502设有沿该第一上板501的厚度方向贯通的第一环缝503。

如图2所示，上部水分配装置50呈圆形结构，多个第一隔板504均沿上部水分配装置50的径向方向延伸，且任意相邻的两个第一隔板50之间形成有一个布水空间，由此，可以在上部水分配装置50内间隔出多个均匀的布水空间，从而提高上部水分配装置布水的均匀性。多个第一环逢503沿上部水分配装置50的径向间隔分布，且多个第一环逢503均与上部水分配装置50同轴，布水空间内的水适于通过对应位置的第一环逢503流出，从而进一步提高布水均匀性，降低水流扰动。如图2和图3所示，上部水分配装置50还包括入口接管505，入口接管505与热水管连接，入口接管505为渐扩管，起到导流作用。

如图3所示，下部水分配装置60包括第二上板601、第二下板603和设在第二上板601和第二下板603之间的多个第二隔板604，第二隔板604沿所述下部水分配装置60的周向间隔分布，第二上板601设有沿该第二上板601的厚度方向贯通的第二环缝602。可以理解的是，下部水分配装置60的作用及布水方式与上部水分配装置50相同，在此不再阐述。如图4和图5所示，下部水分配装置60还包括入口接管605，入口接管605与冷水管连接，且入口接管605为渐扩管，起到导流作用。

在一些实施例中，控制器40在斜温层205的厚度超过第一预设值时减小热源出口阀203和蓄热循环泵204中至少一个的开度。也就是说，当斜温层205的厚度超过第一预设值时，控制器40判定斜温层205的厚度过大，通过控制减小出口阀203和/或蓄热循环泵204的开度，可以降低热水流量，使斜温层205的厚度恢复至预设厚度，提高蓄热罐20的蓄热效果。

在一些实施例中，在斜温层205的厚度小于第二预设值时，控制器40增大热源出口阀203和蓄热循环泵204中至少一个的开度。换言之，当斜温层205的厚度小于第二预设值时，控制器40判定斜温层205的厚度较小，通过控制增大出口阀203和/或蓄热循环泵204的开度，可以适当提高热水流量，提高蓄热罐20的蓄热效率。需要理解的是，斜温层的厚度即使较小，也可能处于允许的范围内，也可以增大出口阀203和/或蓄热循环泵204的开度，以提高储热效率。

在一些实施例中，如图1所示，蓄热装置100还包括用于检测冷水口的出水温度的冷水口温度检测器301、用于检测热水口的出水温度的热水口温度检测器302、放热循环泵70和冷水阀701，且如图1所示，这些元件均与控制器40相连。

放热循环泵70的出口与蓄热循环泵204的入口相连。如图1所示，放热循环泵70适于控制蓄热罐20的排入冷水流量。

冷水阀701的一端与冷水口202相连，冷水阀701的另一端连接在放热循环泵70的出口102与蓄热循环泵204的入口之间。控制器40与冷水口温度检测器301、热水口温度检测器302和放热循环泵70相连，控制器40在冷水口温度检测器301检测的冷水口202的出水温度升高至预设热水温度时控制蓄热循环泵204停止运行。

具体地，当斜温层205从下部水分配装置60排出时，冷水口温度检测器301检测的冷水口202的出水温度从冷水温度升至所设置的热水温度，表明蓄热罐20蓄满热水，则控制器40控制蓄热循环泵204停止运行，停止热水继续流入蓄热罐，蓄热阶段结束。

控制器40在热水温度检测器302检测的热水口301的出水温度降低到预设冷水温度时控制放热循环泵70停止运行。换言之，当水口301的出水温度降低到预设冷水温度时，蓄热罐20内蓄满了冷水，此时控制放热循环泵70停止运行，避免冷水流向热能使用装置80。

在一些实施例中，如图1所示，蓄热装置100还包括热水阀702和流量计703，热水阀702设在热水口与热源出口阀203之间，流量计703设在热水口与所述热水阀702之间，控制器40与流量计703相连，控制器40在流量计703检测到的流量超过第一预设流量时减小热源出口阀203和蓄热循环泵204中至少一个的开度。

换言之，流量计703检测到的流量超过第一预设流量时，热水流量过大，通过减小热源出口阀203和/或蓄热循环泵204的开度，可以降低热水流量，减小蓄热罐20内的水流扰动，从而使斜温层稳定，维持斜温层的厚度在预设范围内，提高蓄热能力。

在流量计703检测到的流量小于第二预设流量时增大热源出口阀203和蓄热循环泵204中至少一个的开度。换言之，当流量计703检测到的流量小于第二预设流量时，通过增大热源出口阀203和/或蓄热循环泵204的开度，可以增大热水流量，在水流扰动不影响斜温层205的前提下，提高蓄热罐20的蓄热效率。

在一些实施例中，如图1所示，蓄热装置100还包括热水使用装置80、进水阀801和入口水温检测器802。

热水使用装置80具有进水口和出水口，出水口与放热循环泵70的入口相连。由此，放热循环泵70可以控制热水使用装置80的热水流量。热水使用装置80应做广义理解，例如也可以成为热水用户。

进水阀801的一端与热源出口阀203和热水阀702相连，进水阀801的另一端与热水使用装置80的进水口相连。由此，进水阀801可以控制进入热水使用装置80的热水流量。

入口水温检测器802用于检测所述热水使用装置80的入口水温，控制器40与入口水温检测相连，控制器40在入口水温检测器802检测到的水温低于第一用水设定温度时控制放热循环泵70增大流量。由此，可以在热水使用装置80的入口水温较低时，控制放热循环泵70增大流量，满足热水使用装置80的要求。

在入口水温检测器802检测到的水温高于第二用水设定温度时控制所述放热循环泵70减小流量。由此，可以在热水使用装置80的入口水温较高时，控制放热循环泵70减小流量。

下面描述根据本发明一个具体示例的储热装置。

在蓄热阶段，水被热源装置10加热，流经热源出口阀203、热水阀702、热水管、和上部水分配装置6流入蓄热罐20，蓄热罐20内的高温水区增厚、斜温层205向下平移移动，蓄热罐20底部冷水流出，经过下部水分配装置8、冷水管、冷水阀701和蓄热循环泵204加压后流回热源装置10继续加热。

蓄热水罐的内壁面附近间隔布置一定间距的一组水温温度测点，通过水温检测器30检测各个水温温度测点处的水温，实时监测斜温层205的厚度和运动过程。

在蓄热阶段，当监测到斜温层急剧增厚且流量计24监测到流量高于预设值时，智能的控制器40调节蓄热循环泵204和热源出口阀203的开度，降低蓄热热水流量；当监测到斜温层厚度在允许范围内且流量计24监测到流量在设置的运行范围内时，控制器40调节蓄热循环泵204和热源出口阀203的开度，增加蓄热热水流量。

蓄热阶段结束时，当斜温层205从下部水分配装置8排出时，蓄热罐底部的冷水出口温度测点通过冷水口温度检测器301测量得到出口水温从冷水温度升至设置的热水温度，表明蓄热罐20蓄满热水，则控制器40控制蓄热循环泵204停止，蓄热阶段结束。

在放热阶段，热水流经热水管和热水阀702流入热水使用装置80，例如热用户。热水经热用户换热后，成为低温回水，低温回水通过放热循环泵70加压，经冷水管、冷水阀701和下部水分配装置8流入蓄热罐20，蓄热罐20内的低温水区增厚、斜温层205向上作平移移动，蓄热罐20上部热水流出。

在放热阶段，当热用户的入口温度测点入口水温检测器802监测到热用户的入口热水温度低于设定值，则控制器40控制放热循环泵70增加流量；当热用户的入口温度测点监测到热用户的入口热水温度高于设定值，则控制器40控制放热循环泵70降低流量，从而实现热用户温度的精确控制。

放热阶段结束时，当斜温层205从上部水分配装置6流出时，蓄热装置上部热水出口温度测点热水口温度检测器302测到出口水温从热水温度降至所设定的冷水温度后，蓄热罐充满冷水，则控制器40控制放热循环泵70停止，放热阶段结束。

上部水分配装置6为结构简单的径向盘式水分配装置，下部水分配装置8的结构与上部水分配装置6相同。

根据蓄热功率和放热功率的需求，蓄热循环泵204和放热循环泵70的流量受到控制器40控制。热源出口阀203可以为电动调节阀，调节从热源装置10出口的热水总流量。热水阀702可以为电动调节阀，调节进入蓄热罐的热水流量、控制液位。蓄热罐内储满热水时，液位最大高度不超过上限。

蓄热罐20的壁面材料为不锈钢，外部保温层的材料为使用上限温度高于110℃、导热系数小于0.04W/(mK)且热稳定性较高的保温材料，可采用硬质聚氨酯泡沫、橡塑保温板、岩棉或其他材料。

蓄热罐20的顶部设置蒸汽口206，控制进入蓄热罐20的蒸汽流量和罐内压力，蓄热罐20顶部设置安全阀207，压力超过限值则向大气自动排放；设置溢流口208，当液位超过限值则溢流；蓄热罐20底部设置排污阀20916，用于启动前和运行过程中排污。

根据本发明实施例的蓄热装置,基于密度差驱动的斜温层储热原理，通过斜温层控制的水分配装置减少了流体扰动、限制了斜温层内部导热和冷热水交混造成的热损失、冷热水交替与壁面接触的传热损失，且无需能动设备，实现了热分层增强作用。

在储热阶段，热水从顶部通过上水分配装置流入蓄热罐，由于热水和冷水的密度不同，形成热水在上部高温区、冷水在下部低温区的自然分层，高温区和低温区之间形成具有一定厚度和温度梯度较大的斜温层。随着储热阶段热水的流入，热分层受到来流扰动、热水分布不均导致的羽流、水和壁面的传热导致的环流效应影响，导致斜温层增厚、高温区增加且向下运动。

在放热阶段，蓄热罐内上层高温区的热水流出至热用户，热用户回水流入蓄热罐内下层低温区。随着放热阶段冷水的流入，热分层受到来流扰动、冷水分布不均导致的羽流、水和壁面的传热导致的环流效应影响、斜温层略有增厚、低温区增加且向上运动。发明人通过研究发现，当不受外界流动和传热扰动影响时，蓄热罐内的热分层能够维持较长的一段时间。

蓄热罐的壁面热损失会导致壁面附近的水温低于内部水温，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。因此在蓄热罐外表面设置双层保温层，减少壁面热损失，从而抑制壁面环流，维持稳定的热分层。

通过蓄热罐、上水分配装置、下水分配装置和外部保温的设置，降低了流动和传热扰动，减少了热水和冷水交混，利用自然热分层原理和智能控制结合的方法实现斜温层稳定运行的控制、蓄热量和供热量的精确控制和调节。

根据本发明的蓄热装置，基于斜温层储热原理进行设计，增强了储热介质自然分层，降低了蓄热罐进水扰动、抑制了冷热水的对流交混、降低了冷热水的导热，提高了蓄热效率，提供了适用于热电联产、火电深度调峰、谷电利用、可再生能源储能等储能供热系统的高效节能储热方式。

此外，根据本发明的实施例，通过设计结构简单的径向盘式上水分配装置和下水分配装置，不易堵塞，为蓄热罐提供了低流速和均匀流动的进水，增加最高运行流量的同时、降低了进水扰动对蓄热罐内自然分层的破坏、抑制了冷热水对流交混、控制了斜温层厚度；且结构简单、安全稳定、加工安装简易、成本较低。

通过智能监测和控制，实现储热量和供热量的优化配置；降低了冷热水交混，确保了斜温层运行在最佳状态，控制了斜温层厚度，提高了蓄热效率；精确控制热用户温度，优化了供热模式。

根据本发明实施例的蓄热装置无需能动设备，运行稳定可靠、成本低、后续维护简单。

根据本发明实施例的蓄热装置，通过设置双层保温层，减少壁面热损失，从而抑制由于壁面热损失引起的壁面环流，减少由于冷热水交替接触壁面导致的传热损失，维持稳定的热分层。

下面描述根据本发明实施例的蓄热装置的控制方法，该控制装置可以为根据上述实施例描述的蓄热装置。

根据本发明实施例的蓄热装置的控制方法包括以下步骤：

在蓄热阶段检测所述蓄热装置的蓄热罐内多个水位的水温以获得蓄热罐内的斜温层的厚度，在斜温层的厚度超过第一预设值时减小向蓄热罐内供给热水的流量，在斜温层的厚度小于第二预设值时增大向所述蓄热罐内供给热水的流量。

由此，根据本发明实施例的蓄热装置的控制方法，通过检测斜温层的厚度，并通过控制蓄热罐内供给热水的流量，实现对斜温层的厚度精准控制，并使斜温层的厚度始终处于预设范围内，有利于蓄热装置的蓄热效果和蓄热效率。

在一些实施例中，蓄热装置的控制方法还包括：在蓄热阶段检测向蓄热内供给热水的流量，在流量计检测到的流量超过第一预设流量时减小向蓄热罐内供给热水的流量，且在流量计检测到的流量小于第二预设流量时增大向蓄热罐内供给热水的流量。由此，可以通过流量计的检测值，控制向蓄热罐内供给热水的流量大小，从而在避免水流扰动影响到斜温层的前提下，提高蓄热罐蓄热效率。

在一些实施例中，蓄热装置的控制方法还包括：在蓄热阶段检测蓄热罐的冷水口的出水温度，在放热阶段检测的热水口的出水温度，其中在冷水口的出水温度升高至预设热水温度时结束蓄热阶段。可以理解的是，冷水口的出水温度升高至预设热水温度时，说明蓄热罐蓄满了热水，此时结束蓄热阶段。

其中在热水口的出水温度降低到预设冷水温度时结束放热阶段。可以理解的是，热水口的出水温度降低到预设冷水温度时，说明蓄热罐蓄满了冷水，蓄热罐不能继续供热，此时结束放热阶段，进行下一个蓄热阶段。

在一些实施例中，蓄热装置的控制方法，还包括检测蓄热装置的热水使用装置的入口水温，在入口水温低于第一用水设定温度时增大热水使用装置的出水流量且在入口水温检测器检测到的水温高于第二用水设定温度时减小热水使用装置的出水流量。

具体地，热水使用装置的排出的水流入热源装置，当入口水温低于第一用水设定温度时，通过增大热水使用装置的出水流量，可以提高热水使用装置的入口水温，当入口水温高于第二用水设定温度时，通过减小热水使用装置的出水流量，以降低入口水温。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种蓄热装置，其特征在于，包括：

热源装置，所述热源装置用于加热水，所述热源装置具有进口和出口；

蓄热罐，所述蓄热罐具有位于上部的热水口和位于下部的冷水口，所述热水口与所述热源装置的出口相连，所述热源装置的出口与所述热水口之间设有热源出口阀，所述冷水口与所述热源装置的进口相连，所述冷水口与所述热源装置的进口之间设有蓄热循环泵；

多个水温检测器，所述多个水温检测器沿上下方向排列，用于分别检测所述蓄热罐内的多个水位的水温；

控制器，所述控制器与所述热源出口阀、所述蓄热循环泵和所述多个水位检测相连，所述控制器根据所述多个水温检测器检测到的水温得出所述蓄热罐内的斜温层厚度并根据所述斜温层的厚度控制所述热源出口阀和所述蓄热循环泵。

2.根据权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于，还包括设在所述蓄热罐内且邻近所述热水口的上部水分配装置和设在所述蓄热罐内且邻近所述冷水口的下部水分配装置。

3.根据权利要求2所述的蓄热装置，其特征在于，所述上部水分配装置包括第一上板、第一下板和设在所述第一上板和第一下板之间的多个第一隔板，所述第一隔板沿所述上部水分配装置的周向间隔分布，所述第一下板设有沿该第一上板的厚度方向贯通的第一环缝；

所述下部水分配装置包括第二上板、第二下板和设在所述第二上板和第二下板之间的多个第二隔板，所述第二隔板沿所述下部水分配装置的周向间隔分布，所述第二上板设有沿该第二上板的厚度方向贯通的第二环缝。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的蓄热装置，其特征在于，所述控制器在所述斜温层的厚度超过第一预设值时减小所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度。

5.根据权利要求4所述的蓄热装置，其特征在于，所述控制器在所述斜温层的厚度小于第二预设值时增大所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度。

6.根据权利要求5所述的蓄热装置，其特征在于，还包括：

用于检测所述冷水口的出水温度的冷水口温度检测器；

用于检测所述热水口的出水温度的热水口温度检测器；

放热循环泵，所述放热循环泵的出口与所述蓄热循环泵的入口相连；

冷水阀，所述冷水发的一端与所述冷水口相连，所述冷水阀的另一端连接在所述放热循环泵的出口与所述蓄热循环泵的入口之间，

其中所述控制器与所述冷水温度检测器、所述热水温度检测器和所述放热循环泵相连，所述控制器在所述冷水温度检测器检测的所述冷水口的出水温度升高至预设热水温度时控制所述蓄热循环泵停止运行，

其中所述控制器在所述热水温度检测器检测的所述热水口的出水温度降低到预设冷水温度时控制所述放热循环泵停止运行。

7.根据权利要求6所述的蓄热装置，其特征在于，还包括热水阀和流量计，所述热水阀设在所述热水口与所述热源出口阀之间，所述流量计设在所述热水口与所述热水阀之间，

所述控制器与流量计相连，所述控制器在所述流量计检测到的流量超过第一预设流量时减小所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度，且在所述流量计检测到的流量小于第二预设流量时增大所述热源出口阀和所述蓄热循环泵中至少一个的开度。

8.根据权利要求7所述的蓄热装置，其特征在于，还包括：

热水使用装置，所述热水使用装置具有进水口和出水口，所述出水口与所述放热循环泵的入口相连；

进水阀，所述进水阀的一端与所述热源出口阀和所述热水阀相连，所述进水阀的另一端与所述热水使用装置的进水口相连，

入口水温检测器，所述入口水温检测器用于检测所述热水使用装置的入口水温，

所述控制器与所述入口水温检测相连，所述控制器在所述入口水温检测器检测到的水温低于第一用水设定温度时控制所述放热循环泵增大流量且在所述入口水温检测器检测到的水温高于第二用水设定温度时控制所述放热循环泵减小流量。

9.一种蓄热装置的控制方法，其特征在于，包括：

在蓄热阶段检测所述蓄热装置的蓄热罐内多个水位的水温以获得所述蓄热罐内的斜温层的厚度；

在所述斜温层的厚度超过第一预设值时减小向所述蓄热罐内供给热水的流量；

在所述斜温层的厚度小于第二预设值时增大向所述蓄热罐内供给热水的流量。

10.根据权利要求9所述的蓄热装置的控制方法，其特征在于，还包括：

在蓄热阶段检测向所述蓄热罐内供给热水的流量；

在所述流量计检测到的流量超过第一预设流量时减小向所述蓄热罐内供给热水的流量，且在所述流量计检测到的流量小于第二预设流量时增大向所述蓄热罐内供给热水的流量。

11.根据权利要求10所述的蓄热装置的控制方法，其特征在于，还包括：

在蓄热阶段检测所述蓄热罐的冷水口的出水温度；

在放热阶段检测的所述热水口的出水温度

其中在所述冷水口的出水温度升高至预设热水温度时结束蓄热阶段；

其中在所述热水口的出水温度降低到预设冷水温度时结束放热阶段。

12.根据权利要求11所述的蓄热装置的控制方法，其特征在于，还包括：

检测所述蓄热装置的热水使用装置的入口水温，

在所述入口水温低于第一用水设定温度时增大所述热水使用装置的出水流量且在所述入口水温检测器检测到的水温高于第二用水设定温度时减小所述热水使用装置的出水流量。

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