CN113405257A - 一种承压式谷电蓄热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种承压式谷电蓄热装置，属于谷电蓄热装置技术领域。它包括蓄热罐体、蓄放热电动阀、混水器、混水电动阀、加热循环泵、电真空热水锅炉和加热电动阀，所述蓄热罐体的顶部连接有第一连接管，蓄热罐体的底部连接有第二连接管，蓄热罐体内设置多个圆形孔板。通过根据蓄热罐体高径比在特定位置设置多个圆形孔板，有效加固蓄热罐体，确保蓄热罐体结构安全；利用开孔可防止蓄热罐体内热水紊流，形成放热时高温热水自下向上的垂直层流、蓄热时高温热水自上向下的垂直层流，保障温度分层，提高蓄热效率。

Description

一种承压式谷电蓄热装置
技术领域
本发明涉及一种承压式谷电蓄热装置，属于谷电蓄热装置技术领域。
背景技术
谷电蓄热水箱一般采用方形、开式水箱，为保证热水层流，设计高度一般为4.5m，水箱数量一般为1-2个，单个水箱占地面积大。而公共建筑一般情况下地面、地下室的大面积、形状规则空间均有限，因此开式水箱蓄热受场地制约较大。开式水箱不锈钢板壁厚一般为1.5-2.0mm，采用不锈钢方钢横竖拉筋加固，造价高，可靠性较差，水箱开裂、漏水为常发故障，如发生水箱崩塌，水箱内95℃高温热水烫伤风险高。由于蓄热水温高，水箱为开式，导致了热水循环泵易气蚀。开式水箱不承压，需通过板式换热器换热后向采暖系统供热。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种承压式谷电蓄热装置，它解决了现有技术中受场地制约大、易气蚀、不承压、需通过板式换热器换热后向采暖系统供热的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种承压式谷电蓄热装置，包括蓄热罐体、蓄放热电动阀、混水器、混水电动阀、加热循环泵、电真空热水锅炉和加热电动阀，
所述蓄热罐体的顶部连接有第一连接管，蓄热罐体的底部连接有第二连接管，蓄热罐体内设有多个圆形孔板，圆形孔板在蓄热罐体不同的高径比位置处相互平行设置，每块圆形孔板上均设有多个开孔，
所述混水器包括第一进水口、第二进水口和出水口，
所述第一连接管连接有第一管道和第二管道，第二连接管连接有第三管道和第四管道，混水电动阀设于第一管道上，加热电动阀设于第二管道上，加热循环泵设于第三管道上，混水器的第一进水口与第一连接管通过第一管道连接，电真空热水锅炉与第二连接管通过第二管道连接，混水器的第二进水口与第四管道通过第五管道连接，第四管道与第五管道的连接处连接有进水管，混水器的出水口连接有出水管。
优选地，所述圆形孔板上开孔的形状为八边形。
更优选地，所述开孔以圆形孔板的圆心，每向外扩展一圈，每相邻两圈的开孔之间的距离逐级缩小，每相邻两圈的开孔数量递次增加，同一圈上的相邻两开孔之间的间距逐渐减小。
优选地，所述第一连接管上设有第一电动阀，第二连接管上设有第二电动阀。
优选地，所述进水管上设有第三电动阀，出水管上设有第四电动阀。
优选地，所述蓄热罐体和电真空热水锅炉均采用承压式设计。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种承压式谷电蓄热装置，通过设置圆形孔板，有效加固蓄热罐体，确保蓄热罐体结构安全；利用开孔可防止蓄热罐体内热水紊流，形成放热时高温热水自下向上的垂直层流、蓄热时高温热水自上向下的垂直层流，保障温度分层，提高蓄热效率；采用承压式设计，使蓄热装置与采暖系统对接时，无需中间换热环节，提高蓄热温差，降低了蓄热罐体高度，可根据现场实际情况灵活布置，降低了场地限制；本装置形成的水系统为闭式系统，水质更好，使热水循环泵无气蚀风险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为第一圆形孔板或第二圆形孔板的结构示意图。
图3为第一圆形孔板或第二圆形孔板上的开孔的放大图。
图中：10、蓄热罐体；11、第一圆形孔板；12、第二圆形孔板；13、开孔；21、蓄放热电动阀；22、混水器；23、混水电动阀；24、加热循环泵；25、电真空热水锅炉；26、加热电动阀；27、温度传感器；28、第一连接管；29、第二连接管；30、第一管道；31、第二管道；32、第三管道；33、第四管道；34、第五管道；35、进水管；36、出水管；37、第一电动阀；38、第二电动阀；39、第三电动阀；40、第四电动阀。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
需要说明的是，附图中的双箭头的实心箭头表示水系统放热时高温热水流动方向，双箭头的线形箭头表示水系统蓄热时高温热水流动方向。
实施例一：
请参阅图1-3，本实施例提供一种承压式谷电蓄热装置，包括蓄热罐体10、蓄放热电动阀21、混水器22、混水电动阀23、加热循环泵24、电真空热水锅炉25和加热电动阀26。并且蓄热罐体10垂直面均匀布置10根温度传感器27，谷电蓄热装置具有智能控制系统。
蓄热罐体10和电真空热水锅炉25均采用承压式设计。
蓄热罐体10的顶部连接有第一连接管28，蓄热罐体10的底部连接有第二连接管29。
蓄热罐体10内设有多个圆形孔板，圆形孔板在蓄热罐体10不同的高径比位置处相互平行设置，根据蓄热罐体10高径比，在特定位置设置圆形孔板的结构，一方面提高结构强度保障承压外，另外一方面通过圆形孔板形状和分布密度调整，抑制热对流，保障蓄热所需的温度分层效果。具体地，在蓄热罐体10的三分之一高度处设有第一圆形孔板11，在蓄热罐体10的三分之二高度处设有第二圆形孔板12，其中，第一圆形孔板11和第二圆形孔板12相同，均设有多个开孔13，其中，第一圆形孔板11上的开孔13分布呈圆形且有多个，且均与第一圆形孔板11为同心圆，第二圆形孔板12上的开孔13分布呈圆形且有多个，且均与第二圆形孔板12为同心圆。一方面，可有效蓄热加固罐体，确保蓄热罐体10结构安全；另一方面，可防止蓄热罐体10内热水紊流，形成放热时高温热水自下向上的垂直层流、蓄热时高温热水自上向下的垂直层流，抑制热对流，保障温度分层，提高蓄热效果。
混水器22包括第一进水口、第二进水口和出水口。
第一连接管28连接有第一管道30和第二管道31，第二连接管29连接有第三管道32和第四管道33，混水电动阀23设于第一管道30上，加热电动阀26设于第二管道31上，加热循环泵24设于第三管道32上，混水器22的第一进水口与第一连接管28通过第一管道30连接，电真空热水锅炉25与第二连接管29通过第二管道31连接，混水器22的第二进水口与第四管道33通过第五管道34连接，第四管道33与第五管道34的连接处连接有进水管35，进水管35连接至采暖系统进行采暖回水，混水器22的出水口连接有出水管36，出水管36连接至采暖系统进行采暖供水，使本装置的水系统形成闭式系统，使装置内的水质更好，热水循环泵无气蚀风险，使用寿命长。
本装置可直接并入中央空调采暖水系统，无需板式换热器，高温热水可直接与采暖回水混合后供热。采暖回水直接进蓄热罐体10，蓄热罐体10内热水谷时段蓄热温度为95℃，峰、平时段放热后降至35℃，蓄热罐体10进出水温差高达60℃，蓄热温差更大，相同体积较开式水箱蓄热能力提升20％，蓄热能力更强，降低了为防止热水紊流对蓄热罐体10高度的要求，高度仅为普通开式蓄热水箱的80％，占地面积小，可根据现场实际情况灵活布置多个。
在一种优选实施例中，第一连接管28上设有第一电动阀37，第二连接管29上设有第二电动阀38，进水管35上设有第三电动阀39，出水管36上设有第四电动阀40。
第一圆形孔板11和第二圆形孔板12上开孔13的形状为八边形，参阅图3。
第一圆形孔板11上的开孔13，以第一圆形孔板11的圆心，每向外扩展一圈，每相邻两圈的开孔13之间的距离逐级缩小，每相邻两圈的开孔13数量递次增加，同一圈上的相邻两开孔13之间的间距逐渐减小；
第二圆形孔板12上的开孔13，以第二圆形孔板12的圆心，每向外扩展一圈，每相邻两圈的开孔13之间的距离逐级缩小，每相邻两圈的开孔13数量递次增加，同一圈上的相邻两开孔13之间的间距逐渐减小。
上述第一圆形孔板11和第二圆形孔板12为结构相同的孔板，以直径2800mm，高3600mm的蓄热罐体10为例，开孔13的位置、数量及两开孔13的间距的设计方式如下：
(1)孔板上开孔13的位置：
以孔板的圆心，每向外扩展一圈，相邻两圈的开孔13之间的距离逐级缩小，即外扩距离逐级缩小：
R1＝36.0mm；
R2＝R1+R1*0.985＝71.5mm；
R3＝R2+R1*0.9852＝106.4mm；
Rn＝Rn-1+R1*0.985(n-1)mm；
Rn为外扩第n圈上，所开孔13的中心到孔板圆心的距离。
注：如Rn-R(n-1)计算值小于20mm，则按20mm取值。
(2)孔板上开孔13的数量：
以孔板的圆心，每向外扩展一圈，每相邻两圈的开孔13数量递次增加：
N1＝8；
Nn＝8*n。
(3)孔板上开孔13的间距：
以孔板的圆心，每向外扩展一圈，同一圈上，相邻两个开孔13之间的间距逐渐减小：
D1＝2*3.14159*R1/N1＝28.3mm；
D2＝2*3.14159*R2/N2＝28.1mm；
Dn＝2*3.14159*Rn/Nn mm；
Dn为外扩第n圈上，相邻的孔中心之间的定位圆弧长度。
注：如Dn计算值小于20mm，则按20mm取值。
本实施例提供的一种承压式谷电蓄热装置的工作原理如下：
a)模式1，谷时段，仅蓄热：开启电真空热水锅炉25、加热循环泵24、加热电动阀26、蓄放热电动阀21，向蓄热罐中蓄热；温度达到95℃后，停止蓄热，关闭电真空热水锅炉25、加热循环泵24、加热电动阀26、蓄放热电动阀21。
b)模式2，谷时段，蓄热的同时供热：开启电真空热水锅炉25、加热循环泵24、加热电动阀26、蓄放热电动阀21，向蓄热罐中蓄热；温度达到95℃后，停止蓄热，关闭蓄放热电动阀21；开启混水电动阀23，根据实际采暖负荷大小，调节混水电动阀23开度，向中央空调系统供热。
c)模式3，峰、平时段，蓄热装置供热：关闭电真空热水锅炉25、加热循环泵24、加热电动阀26，开启蓄放热电动阀21、混水电动阀23，根据实际采暖负荷大小，调节混水电动阀23开度，向中央空调系统供热。温度达到35℃后，停止蓄热装置供热。
d)模式4，峰、平时段，电真空热水锅炉25供热：开启电真空热水锅炉25、加热循环泵24、加热电动阀26、混水电动阀23，关闭蓄放热电动阀21，根据实际采暖负荷大小，调节混水电动阀23开度，向中央空调系统供热。
e)蓄热罐体10垂直面均匀布置10根温度传感器27，监测蓄热装置蓄热、放热进程。
f)智能控制系统根据设定峰、平、谷时段以及设定中央空调运行时段，自动按模式1、2、3、4运行。
g)智能控制系统基于历史运行数据和室外环境温湿度进行负荷预测，判断蓄热装置在峰、平时段的供热能力。如评估结果为不能全部覆盖峰、平时段的供热需求，则自动调整系统运行模式，确保峰时段采用蓄热装置供热，平时段采用电真空热水锅炉25供热。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种承压式谷电蓄热装置，其特征在于，包括蓄热罐体、蓄放热电动阀、混水器、混水电动阀、加热循环泵、电真空热水锅炉和加热电动阀，
所述蓄热罐体的顶部连接有第一连接管，蓄热罐体的底部连接有第二连接管，蓄热罐体内设有多个圆形孔板，圆形孔板在蓄热罐体不同的高径比位置处相互平行设置，每块圆形孔板上均设有多个开孔，
所述混水器包括第一进水口、第二进水口和出水口，
所述第一连接管连接有第一管道和第二管道，第二连接管连接有第三管道和第四管道，混水电动阀设于第一管道上，加热电动阀设于第二管道上，加热循环泵设于第三管道上，混水器的第一进水口与第一连接管通过第一管道连接，电真空热水锅炉与第二连接管通过第二管道连接，混水器的第二进水口与第四管道通过第五管道连接，第四管道与第五管道的连接处连接有进水管，混水器的出水口连接有出水管。
2.根据权利要求1所述的一种承压式谷电蓄热装置，其特征在于，所述圆形孔板上开孔的形状为八边形。
3.根据权利要求1或2所述的一种承压式谷电蓄热装置，其特征在于，所述开孔以圆形孔板的圆心，每向外扩展一圈，每相邻两圈的开孔之间的距离逐级缩小，每相邻两圈的开孔数量递次增加，同一圈上的相邻两开孔之间的间距逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的一种承压式谷电蓄热装置，其特征在于，所述第一连接管上设有第一电动阀，第二连接管上设有第二电动阀。
5.根据权利要求1所述的一种承压式谷电蓄热装置，其特征在于，所述进水管上设有第三电动阀，出水管上设有第四电动阀。
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