CN117628960B - 斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法，涉及蓄热领域。斜温层控制增强的蓄热装置，包括：罐体，所述罐体的顶部和底部均固定连接有固定罩，且罐体背面的上下两侧均固定连接有密封罩，两组所述固定罩远离罐体的一侧设置有缓存架；两组所述缓存架内设置有释压组件，所述罐体内腔的上下两侧均设置有布水组件；两组所述密封罩内设置有供给组件，且供给组件的另一侧设置有与罐体配合使用的调温组件。该斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法，在热水和冷水的移运实现放热和蓄热期间，对泵出和泵入状态的热水和冷水实现释压布水效果，以防热水和冷水出现紊流现象，同时对蓄热阶段温度进行精准把控，提高热水蓄热效率。

Description

斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及蓄热技术领域，具体而言，涉及斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法。

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，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。

由于蓄热装置通常采用自然分层原理，形成一定厚度的斜温层，斜温层介于热水和冷水之间，分布在中部区域，而目前的蓄热装置通过自然分层的热水和冷水的移运实现放热和蓄热时，热水和冷水的泵出和泵入易在蓄热容器内出现紊流，导致跟随热水和冷水的泵出和泵入作业上移的斜温层厚度逐步增大，难度控制，造成蓄热容器内热水和冷水分布不均，出现传热和交混现象，同时也不能对蓄热阶段温度进行精准把控，降低热水的蓄热效率。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在热水和冷水的移运实现放热和蓄热期间，不能对泵出和泵入状态的热水和冷水进行释压布水处理，导致热水和冷水出现紊流现象，同时也不能对蓄热阶段温度进行精准把控，降低热水蓄热效率的技术问题。为此，本申请提出斜温层控制增强的蓄热装置及其控制方法。

根据本申请实施例的斜温层控制增强的蓄热装置，包括：罐体，所述罐体的顶部和底部均固定连接有固定罩，且罐体背面的上下两侧均固定连接有密封罩，所述密封罩上连通有进气管，两组所述固定罩远离罐体的一侧设置有缓存架；

两组所述缓存架内设置有释压组件，所述释压组件包括双头电机，所述双头电机通过密封罩固定在罐体背面的中心处，且双头电机的两根输出轴均固定连接有转杆，两组所述转杆远离双头电机的一侧固定连接有与缓存架转动配合的释压球架，且释压球架的四周均开设有释压孔，两组所述释压球架的内腔填充有球形滤材，且释压球架外壁的四周均固定连接有弧形导流架，两组所述弧形导流架上开设有泄压口，且弧形导流架的两侧均固定连接有与泄压口交错配合的导流块，所述罐体内腔的上下两侧均设置有布水组件，所述布水组件包括小同步轮，两组所述小同步轮固定在转杆靠近缓存架的一侧，且小同步轮远离转杆的一侧通过同步带传动连接有与固定罩配合使用的大同步轮，两组所述大同步轮的内腔固定连接有与罐体转动配合的旋转接头，且旋转接头的出口连通有螺旋管，两组所述螺旋管的出口连通有缓存头，且缓存头的四端均连通有支管，两组所述支管的末端连通有环形总管，且环形总管的四端均连通有布水弯管，两组所述布水弯管上开设有布水孔；

两组所述密封罩内设置有供给组件，且供给组件的另一侧设置有与罐体配合使用的调温组件。

优选的，所述供给组件包括冷热一体机，所述冷热一体机固定在密封罩靠近双头电机的一侧，且冷热一体机的热源出口和冷源出口均连通有输送管，所述双头电机的两根输出轴上均固定连接有凸轮，且凸轮的表面滑动连接有活塞杆，两组所述活塞杆远离凸轮的一侧固定连接有与进气管滑动配合的活塞，且活塞杆的外表面套设有复位弹簧，两组所述进气管的出口连通有第一三通接头，所述第一三通接头靠近进气管的一端设置有排气阀，且进气管上设置有吸气阀，且第一三通接头的出口连通有直通总管。

优选的，所述调温组件包括储热空腔和储冷空腔，所述储热空腔和储冷空腔分别开设在罐体内腔的顶部和底部，且罐体的内腔从上至下依次设置有热水区、斜温区和冷水区，所述罐体顶部和底部的外壁分别套设有与储热空腔和储冷空腔配合使用的保温套和隔热套，且直通总管的两个出口均连通有第二三通接头，两组所述第二三通接头的上方出口连通有与储热空腔配合使用的送热管，且第二三通接头的下方出口连通有与储冷空腔配合使用的送冷管，两组所述送热管和送冷管上均设置有单向阀，两组所述送热管和送冷管的末端均连通有与储热空腔和储冷空腔配合使用的集气罩。

优选的，两组所述环形总管的四周均开设有与布水弯管交错配合的布水口，且布水弯管沿缓存头的中轴线呈圆周发散状分布，其中一组缓存头的四周均固定连接有与罐体配合使用的刮条，且缓存头相向的一侧固定连接有水位传感器。

优选的，一组所述缓存架的入口连通有热水接头，且热水接头上设置有第一电磁阀，另一组所述缓存架的入口连通有冷水接头，且冷水接头上设置有第二电磁阀。

优选的，一组所述缓存架的出口连通有热水管，且热水管上嵌设有第一温度传感器，另一组所述缓存架的出口连通有冷水管，且冷水管上嵌设有第二温度传感器。

优选的，所述热水管和冷水管的出口均连通有与旋转接头转动配合的连接接头，且连接接头和旋转接头互通，两组所述缓存架的外侧转动连接有与释压球架固定配合的指向标。

斜温层控制增强的蓄热装置的控制方法，用于上述任一项所述的斜温层控制增强的蓄热装置，包括如下步骤：

步骤一、在放热阶段时，先打开第一电磁阀，并由外接的换热器经过热水接头、位于上方的缓存架和热水管向罐体内热水区的热水进行抽吸泵出，为热用户提供热能供给，同时由第一温度传感器对泵出的热水温度进行检测，再打开第二电磁阀，并由外接的蓄能循环泵经过冷水接头、位于下方的缓存架和冷水管将冷水供入罐体内，同时由第二温度传感器对泵入的冷水温度进行检测，随着热水区的热水量泵出减少，冷水区的冷水量泵入增加，斜温区在罐体内随着冷水量增加而逐渐上移，并使罐体内的水量保持不变，为后续的蓄热阶段做好准备；

步骤二、在热水泵出和冷水泵入的同时，控制双头电机开启并带动两组转杆上的释压球架在上下两组缓存架内进行转动，两组缓存架内的热水和冷水经过转动状态的释压球架上的释压孔进行扰流泄压，减弱热水和冷水泵出和泵入时产生的冲击压力，由两组释压球架内提前填充的球形滤材对流经的热水和冷水中的杂质进行过滤，同时由两组弧形导流架和导流块对泵出和泵入的热水和冷水进一步导流处理，且两组泄压口对泵出和泵入的热水和冷水提供流动空间支持，完成泵出和泵入状态热水和冷水的释压工作；

步骤三、且双头电机带动两组转杆转动的同时，两组转杆带动两组小同步轮随之转动，两组小同步轮通过同步带带动两组大同步轮进行缓慢转动，由两组连接接头对两组旋转接头提供转动连通补偿，则两组大同步轮通过两组旋转接头带动两组螺旋管上的两组缓存头、支管和环形总管分别在罐体内的热水区和冷水区进行缓慢转动，且罐体内热水区内的热水经过缓慢转动状态的环形总管和布水弯管上的布水口和布水孔均匀抽吸，以防热水抽取时在热水区出现紊流，并由热水接头经过外接的换热器泵出，且位于热水区的缓存头带动刮条对罐体内热水区内壁形成的水垢进行刮除，并由热水区缓存头上的水位传感器对热水水位进行检测，若热水区热水水位过低，则热水量泵出过多，此时停止放热工作；

由外接的蓄能循环泵经过冷水接头泵入罐体内的冷水同样经过缓慢转动状态的环形总管和布水弯管上的布水口和布水孔泵出，使冷水均匀分布在罐体的冷水区，以防冷水泵入时在冷水区出现紊流，确保斜温区受到泵出和泵入热水和冷水的冲击程度最小；

步骤四、在蓄热阶段时，由冷热一体机分别提供热源和冷源供应，且由双头电机带动两组凸轮同步转动，由两组复位弹簧对两组活塞杆上的活塞提供弹性缓冲和复位补偿，则两组凸轮带动两组活塞杆上的活塞在两组进气管内进行往复做功并产生增压气体，两组进气管内产生的增压气体经过第一三通接头供入直通总管内，且冷热一体机产生的热源对应由热源出口处的输送管送入直通总管内并与增压气体汇合，形成增压热源；

步骤五、同时控制两组送热管上的单向阀开启，则两组送热管处于开通状态，且两组送冷管上的单向阀关闭，则两组送冷管的通道处于关闭状态，且直通总管内的增压热源分成两路由两组第二三通接头经过两组送热管供入两组集气罩内，两组集气罩内的两路增压热源供入罐体内的储热空腔中，并由保温套对罐体上储热空腔的外围进行保温处理，则储热空腔中的增压热源对流入罐体热水区内的冷水进行加热处理，同理，控制两组送冷管上的单向阀开启，则两组送冷管处于开通状态，且两组送热管上的单向阀关闭，则两组送热管的通道处于关闭状态，冷热一体机产生的冷源对应由冷源出口处的输送管送入直通总管内并与增压气体汇合，形成增压冷源，再控制两组送冷管上的单向阀开启，并依次由两组送冷管经过两组集气罩供入罐体内的储冷空腔中，并由隔热套对外界热量进行隔热处理，则储冷空腔中的增压冷源对罐体进入冷水区的加热冷水进行重新制冷，迫使放热阶段上移的斜温区重新下移至初始位置，并保持预定层厚，完成蓄热工作。

本申请的有益效果是：在放热阶段时，先由释压组件的双头电机提供统一驱动来源，在两组释压孔的配合下，由两组转杆带动两组释压球架对泵出和泵入状态的热水和冷水进行释压处理，同时由球形滤材对泵出和泵入状态的热水和冷水中的杂质起到过滤作用，两组弧形导流架、泄压口和导流块对泵出和泵入状态的热水和冷水起到导流作用，降低泵出和泵入状态的热水和冷水携带的冲击势能，使泵出和泵入状态的热水和冷水均匀从罐体内的热水区和冷水区泵出和泵入，同时由布水组件的两组小同步轮带动两组大同步轮上的两组旋转接头、螺旋管、缓存头、支管、环形总管和布水弯管进行缓慢转动，并通过两组布水孔对罐体热水区和冷水区的热水和冷水进行均匀泵出和泵入，以防泵出和泵入的热水和冷水在罐体的热水区和冷水区出现紊流，导致传热和交混现象，避免罐体内斜温区层厚增大，造成热水区缩小，利于后续热水的蓄热工作，在蓄热阶段时，由供给组件的冷热一体机提供热源和冷源供应，并对应由两组输送管进行输送，并由两组凸轮带动两组活塞杆上的活塞产生增压气体，再由第一三通接头供入直通总管内，为冷热一体机提供热源和冷源提供加压补偿，再由调温组件的储热空腔和储冷空腔对罐体的热水区和冷水区进行对应加热和制冷处理，保温套和隔热套对热量进行保温的同时，也防止外界环境对冷水区造成影响，减少环境因素影响，再由两组第二三通接头经过两组送热管或两组送冷管上的两组集气罩对罐体内的热水区和冷水区进行分区蓄热和制冷处理，提高蓄热阶段热水和冷水的温控精度，加强罐体内斜温层厚度的控制效果，同时也提高热水蓄热效率。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是根据本申请实施例的斜温层控制增强的蓄热装置的立体结构示意图；

图2是根据本申请实施例的斜温层控制增强的蓄热装置的立体结构后视图；

图3是根据本申请实施例的斜温层控制增强的蓄热装置的立体结构侧视剖面图；

图4是根据本申请实施例的斜温层控制增强的蓄热装置的立体结构局部内视图；

图5是根据本申请实施例的释压组件和布水组件结构侧视图；

图6是根据本申请实施例的释压组件和布水组件结构分解图；

图7是根据本申请实施例的释压组件结构局部侧视剖面图；

图8是根据本申请实施例的布水组件结构局部仰视图；

图9是根据本申请实施例的罐体、密封罩、供给组件和调温组件结构侧视剖面图；

图10是根据本申请实施例的供给组件和调温组件结构侧视图；

图11是根据本申请实施例的罐体和调温组件结构局部仰视剖面图；

图12是根据本申请实施例的密封架和蒸汽组件结构侧视剖面图；

图13是根据本申请实施例的蒸汽组件结构仰视图。

图标：1、罐体；2、固定罩；3、密封罩；4、缓存架；5、释压组件；51、双头电机；52、转杆；53、释压球架；54、释压孔；55、球形滤材；56、弧形导流架；57、泄压口；58、导流块；6、布水组件；61、小同步轮；62、大同步轮；63、旋转接头；64、螺旋管；65、缓存头；66、支管；67、环形总管；68、布水弯管；69、布水孔；7、供给组件；71、冷热一体机；72、输送管；73、凸轮；74、活塞杆；75、活塞；76、复位弹簧；77、第一三通接头；78、直通总管；8、调温组件；81、储热空腔；82、储冷空腔；83、保温套；84、隔热套；85、第二三通接头；86、送热管；87、送冷管；88、集气罩；9、密封架；10、蒸汽接头；11、蒸汽组件；111、驱动锥齿轮；112、从动锥齿轮；113、吸风扇；114、负压管；115、第一四通阀；116、吸气管；117、蒸汽盘管；118、洁净水接头；119、增压管；1110、第二四通阀；12、布水口；13、刮条；14、水位传感器；15、热水接头；16、第一电磁阀；17、冷水接头；18、第二电磁阀；19、热水管；20、第一温度传感器；21、冷水管；22、第二温度传感器；23、连接接头。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图13所示，根据本申请实施例的斜温层控制增强的蓄热装置，包括：罐体1，罐体1的顶部和底部均固定连接有固定罩2，且罐体1背面的上下两侧均固定连接有密封罩3，密封罩3上连通有进气管，两组固定罩2远离罐体1的一侧设置有缓存架4，对流经缓存架4的热水和冷水进行缓冲处理；

一组缓存架4的入口连通有热水接头15，热水接头15的外端外接换热器，且热水接头15上设置有第一电磁阀16，对进出的热水进行自动启闭控制，另一组缓存架4的入口连通有冷水接头17，冷水接头17的外端外接蓄能循环泵，且冷水接头17上设置有第二电磁阀18，对进出的冷水进行自动启闭控制；

一组缓存架4的出口连通有热水管19，且热水管19上嵌设有第一温度传感器20，对进出热水的温度变化进行检测，另一组缓存架4的出口连通有冷水管21，且冷水管21上嵌设有第二温度传感器22，对进出冷水的温度变化进行检测；

两组缓存架4内设置有释压组件5，罐体1内腔的上下两侧均设置有布水组件6，对从罐体1泵出和泵入的热水和冷水进行均匀布水处理，以防出现紊流现象；

两组密封罩3内设置有供给组件7，且供给组件7的另一侧设置有与罐体1配合使用的调温组件8，对罐体1内热水区和冷水区进行分区温控处理，提高温控精准度，提高蓄热效率。

如图5至图11所示，目前的蓄热装置通过自然分层的热水和冷水的移运实现放热和蓄热时，热水和冷水的泵出和泵入易在蓄热容器内出现紊流，导致跟随热水和冷水的泵出和泵入作业上移的斜温层厚度逐步增大，难度控制，造成蓄热容器内热水和冷水分布不均，出现传热和交混现象，同时也不能对蓄热阶段温度进行精准把控，降低热水的蓄热效率，释压组件5包括双头电机51，双头电机51通过密封罩3固定在罐体1背面的中心处，由双头电机51提供统一驱动来源；

且双头电机51的两根输出轴均固定连接有转杆52，两组转杆52远离双头电机51的一侧固定连接有与缓存架4转动配合的释压球架53，且释压球架53的四周均开设有释压孔54，在两组释压孔54的配合下，由两组转杆52带动两组释压球架53对泵出和泵入状态的热水和冷水进行释压处理；

两组释压球架53的内腔填充有球形滤材55，且释压球架53外壁的四周均固定连接有弧形导流架56，两组弧形导流架56上开设有泄压口57，且弧形导流架56的两侧均固定连接有与泄压口57交错配合的导流块58，由球形滤材55对泵出和泵入状态的热水和冷水中的杂质起到过滤作用，两组弧形导流架56、泄压口57和导流块58对泵出和泵入状态的热水和冷水起到导流作用，降低泵出和泵入状态的热水和冷水携带的冲击势能，使泵出和泵入状态的热水和冷水均匀从罐体1内的热水区和冷水区泵出和泵入。

布水组件6包括小同步轮61，两组小同步轮61固定在转杆52靠近缓存架4的一侧，且小同步轮61远离转杆52的一侧通过同步带传动连接有与固定罩2配合使用的大同步轮62，两组大同步轮62的内腔固定连接有与罐体1转动配合的旋转接头63，且大同步轮62的直径为小同步轮61的直径两倍以上；

且旋转接头63的出口连通有螺旋管64，两组螺旋管64的出口连通有缓存头65，且缓存头65的四端均连通有支管66，两组支管66的末端连通有环形总管67，且环形总管67的四端均连通有布水弯管68；

两组布水弯管68上开设有布水孔69，由两组小同步轮61带动两组大同步轮62上的两组旋转接头63、螺旋管64、缓存头65、支管66、环形总管67和布水弯管68进行缓慢转动，并通过两组布水孔69对罐体1热水区和冷水区的热水和冷水进行均匀泵出和泵入，以防泵出和泵入的热水和冷水在罐体1的热水区和冷水区出现紊流，导致传热和交混现象，避免罐体1内斜温区层厚增大，造成热水区缩小，利于后续热水的蓄热工作；

两组环形总管67的四周均开设有与布水弯管68交错配合的布水口12，扩大环形总管67的布水面积，用于热水和冷水的泵出和泵入工作，且布水弯管68沿缓存头65的中轴线呈圆周发散状分布，使布水弯管68均匀分布，提高布水均匀性，其中一组缓存头65的四周均固定连接有与罐体1配合使用的刮条13，对罐体1热水区内壁形成的水垢进行刮除，且缓存头65相向的一侧固定连接有水位传感器14，对罐体1内热水区和冷水区的液位变化进行检测；

热水管19和冷水管21的出口均连通有与旋转接头63转动配合的连接接头23，且连接接头23和旋转接头63互通，对旋转接头63提供旋转连通补偿，两组缓存架4的外侧转动连接有与释压球架53固定配合的指向标，便于从缓存架4外观察释压球架53的转速。

供给组件7包括冷热一体机71，冷热一体机71固定在密封罩3靠近双头电机51的一侧，且冷热一体机71的热源出口和冷源出口均连通有输送管72，由冷热一体机71提供热源和冷源供应，并对应由两组输送管72进行输送；

双头电机51的两根输出轴上均固定连接有凸轮73，且凸轮73的表面滑动连接有活塞杆74，两组活塞杆74远离凸轮73的一侧固定连接有与进气管滑动配合的活塞75，且活塞杆74的外表面套设有复位弹簧76，并由两组凸轮73带动两组活塞杆74上的活塞75在两组进气管内产生增压气体；

两组进气管的出口连通有第一三通接头77，第一三通接头77靠近进气管的一端设置有排气阀，且进气管上设置有吸气阀，由于进气管和第一三通接头77分别设置有吸气阀和排气阀，当凸轮73转动时，使活塞杆74的头端在凸轮73表面滑动，由于凸轮73的不规则性，由跟随凸轮73运动的活塞杆74末端带动活塞75从进气管头端开始运动时，进气管内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管推开吸气阀而进入其内，直到工作容积变到最大时为止，吸气阀关闭；活塞75反向运动时，进气管内工作容积缩小，气体压力升高，当压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出进气管进入第一三通接头77内，直到活塞75运动到极限位置为止，排气阀关闭，当活塞75再次反向运动时，上述过程重复出现，总之，活塞往复一次，进气管内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环，且第一三通接头77的出口连通有直通总管78，则增压气体从第一三通接头77供入直通总管78内，同时输送管72和直通总管78连通，则冷热一体机71提供的热源和冷源经过输送管72同样供入直通总管78内与增压气体汇合，经过增压气体加压后形成增压热源和冷源；

调温组件8包括储热空腔81和储冷空腔82，储热空腔81和储冷空腔82分别开设在罐体1内腔的顶部和底部，且罐体1的内腔从上至下依次设置有热水区、斜温区和冷水区，由储热空腔81和储冷空腔82对罐体1的热水区和冷水区进行对应加热和制冷处理，对供入的热源和冷源提供流动空间支持；

罐体1顶部和底部的外壁分别套设有与储热空腔81和储冷空腔82配合使用的保温套83和隔热套84，保温套83和隔热套84对热量进行保温的同时，也防止外界环境对冷水区造成影响，减少环境因素影响；

且直通总管78的两个出口均连通有第二三通接头85，两组第二三通接头85的上方出口连通有与储热空腔81配合使用的送热管86，且第二三通接头85的下方出口连通有与储冷空腔82配合使用的送冷管87，两组送热管86和送冷管87上均设置有单向阀，两组送热管86和送冷管87的末端均连通有与储热空腔81和储冷空腔82配合使用的集气罩88，再由两组第二三通接头85经过两组送热管86或两组送冷管87上的两组集气罩88对罐体1内的热水区和冷水区进行分区蓄热和制冷处理，提高蓄热阶段热水和冷水的温控精度，加强罐体1内斜温层厚度的控制效果，同时也提高热水蓄热效率。

如图12和图13所示，在进行蓄热作业时，跟随产生的蒸汽易积堵在管道内，并在管道内壁凝结成水珠，导致蒸汽排出量减少，不能对产生的蒸汽进行加压吸出，降低蒸汽的利用率，两组密封架9固定在其中一组密封罩3上，且密封架9的出口连通有与外接蒸汽管路连通的蒸汽接头10，将抽取排出的蒸汽进行传输至外接蒸汽管路内；

两组密封架9内设置有与罐体1配合使用的蒸汽组件11，蒸汽组件11包括驱动锥齿轮111，驱动锥齿轮111固定在其中一组转杆52靠近密封架9的表面，且驱动锥齿轮111的两侧均啮合有从动锥齿轮112，由驱动锥齿轮111带动两组从动锥齿轮112转动；

两组从动锥齿轮112的外侧通过风扇轴固定连接有与密封架9配合使用的吸风扇113，两组从动锥齿轮112带动两组吸风扇113在两组密封架9内转动并产生负压力，形成负压腔；

两组密封架9的入口连通有负压管114，且负压管114的末端连通有第一四通阀115，两组第一四通阀115的第一入口连通有吸气管116，且吸气管116的入口连通有蒸汽盘管117，在负压吸力作用下，将蒸汽盘管117内受热产生的液体蒸汽进行负压吸出；

两组第一四通阀115的第二入口连通有洁净水接头118，便于向蒸汽盘管117内加注蒸汽所用的洁净水，且第一四通阀115的第三入口连通有增压管119，两组增压管119的末端连通有与进气管另一个出口配合使用的第二四通阀1110，在蓄热阶段时，第二四通阀1110处于关闭状态，为负压吸出的液体蒸汽进行加压处理，进一步加快液体蒸汽的排出速度，以防在蒸汽盘管117内发生积堵，提高蒸汽的利用率。

斜温层控制增强的蓄热装置的控制方法，用于上述任一项的斜温层控制增强的蓄热装置，包括如下步骤：

步骤一、在放热阶段时，先打开第一电磁阀16，并由外接的换热器经过热水接头15、位于上方的缓存架4和热水管19向罐体1内热水区的热水进行抽吸泵出，为热用户提供热能供给，同时由第一温度传感器20对泵出的热水温度进行检测，再打开第二电磁阀18，并由外接的蓄能循环泵经过冷水接头17、位于下方的缓存架4和冷水管21将冷水供入罐体1内，同时由第二温度传感器22对泵入的冷水温度进行检测，随着热水区的热水量泵出减少，冷水区的冷水量泵入增加，斜温区在罐体1内随着冷水量增加而逐渐上移，并使罐体1内的水量保持不变，为后续的蓄热阶段做好准备；

步骤二、在热水泵出和冷水泵入的同时，控制双头电机51开启并带动两组转杆52上的释压球架53在上下两组缓存架4内进行转动，两组缓存架4内的热水和冷水经过转动状态的释压球架53上的释压孔54进行扰流泄压，减弱热水和冷水泵出和泵入时产生的冲击压力，由两组释压球架53内提前填充的球形滤材55对流经的热水和冷水中的杂质进行过滤，同时由两组弧形导流架56和导流块58对泵出和泵入的热水和冷水进一步导流处理，且两组泄压口57对泵出和泵入的热水和冷水提供流动空间支持，完成泵出和泵入状态热水和冷水的释压工作；

步骤三、且双头电机51带动两组转杆52转动的同时，两组转杆52带动两组小同步轮61随之转动，两组小同步轮61通过同步带带动两组大同步轮62进行缓慢转动，由两组连接接头23对两组旋转接头63提供转动连通补偿，则两组大同步轮62通过两组旋转接头63带动两组螺旋管64上的两组缓存头65、支管66和环形总管67分别在罐体1内的热水区和冷水区进行缓慢转动，且罐体1内热水区内的热水经过缓慢转动状态的环形总管67和布水弯管68上的布水口12和布水孔69均匀抽吸，以防热水抽取时在热水区出现紊流，并由热水接头15经过外接的换热器泵出，且位于热水区的缓存头65带动刮条13对罐体1内热水区内壁形成的水垢进行刮除，并由热水区缓存头65上的水位传感器14对热水水位进行检测，若热水区热水水位过低，则热水量泵出过多，此时停止放热工作；

由外接的蓄能循环泵经过冷水接头17泵入罐体1内的冷水同样经过缓慢转动状态的环形总管67和布水弯管68上的布水口12和布水孔69泵出，使冷水均匀分布在罐体1的冷水区，以防冷水泵入时在冷水区出现紊流，确保斜温区受到泵出和泵入热水和冷水的冲击程度最小；

步骤四、在蓄热阶段时，由冷热一体机71分别提供热源和冷源供应，且由双头电机51带动两组凸轮73同步转动，由两组复位弹簧76对两组活塞杆74上的活塞75提供弹性缓冲和复位补偿，则两组凸轮73带动两组活塞杆74上的活塞75在两组进气管内进行往复做功并产生增压气体，两组进气管内产生的增压气体经过第一三通接头77供入直通总管78内，且冷热一体机71产生的热源对应由热源出口处的输送管72送入直通总管78内并与增压气体汇合，形成增压热源；

步骤五、同时控制两组送热管86上的单向阀开启，则两组送热管86处于开通状态，且两组送冷管87上的单向阀关闭，则两组送冷管87的通道处于关闭状态，且直通总管78内的增压热源分成两路由两组第二三通接头85经过两组送热管86供入两组集气罩88内，两组集气罩88内的两路增压热源供入罐体1内的储热空腔81中，并由保温套83对罐体1上储热空腔81的外围进行保温处理，则储热空腔81中的增压热源对流入罐体1热水区内的冷水进行加热处理，同理，控制两组送冷管87上的单向阀开启，则两组送冷管87处于开通状态，且两组送热管86上的单向阀关闭，则两组送热管86的通道处于关闭状态，冷热一体机71产生的冷源对应由冷源出口处的输送管72送入直通总管78内并与增压气体汇合，形成增压冷源，再控制两组送冷管87上的单向阀开启，并依次由两组送冷管87经过两组集气罩88供入罐体1内的储冷空腔82中，并由隔热套84对外界热量进行隔热处理，则储冷空腔82中的增压冷源对罐体1进入冷水区的加热冷水进行重新制冷，迫使放热阶段上移的斜温区重新下移至初始位置，并保持预定层厚，完成蓄热工作；

步骤六、在蒸汽吸取时，提前由两组洁净水接头118依次经过两组第一四通阀115和吸气管116向蒸汽盘管117内加注洁净水，且放置在罐体1内热水区的蒸汽盘管117，受到热水区热水加热影响，蒸汽盘管117内的洁净水会蒸发为液体蒸汽状态，此时，双头电机51通过位于上方的转杆52带动驱动锥齿轮111随之转动，驱动锥齿轮111带动两组从动锥齿轮112上的吸风扇113在两组密封架9内转动，并在两组密封架9内产生负压吸力，在负压吸力作用下，通过两组吸气管116将蒸汽盘管117内的液体蒸汽状态吸入两组第一四通阀115内，由于两组活塞75在两组进气管内仍进行往复做功，则两组进气管内的增压气体由第二四通阀1110经过两组增压管119供入两组第一四通阀115内并加大内部液体蒸汽的吸出压力，则快速吸出的液体蒸汽经过两组负压管114吸入两组密封架9内进行快速中转，再从两组蒸汽接头10排至外接蒸汽管路中。

需要说明的是，双头电机51和冷热一体机71具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故此不再详细赘述。

双头电机51和冷热一体机71的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，包括：罐体（1），所述罐体（1）的顶部和底部均固定连接有固定罩（2），且罐体（1）背面的上下两侧均固定连接有密封罩（3），所述密封罩（3）上连通有进气管，两组所述固定罩（2）远离罐体（1）的一侧设置有缓存架（4）；

两组所述缓存架（4）内设置有释压组件（5），所述释压组件（5）包括双头电机（51），所述双头电机（51）通过密封罩（3）固定在罐体（1）背面的中心处，且双头电机（51）的两根输出轴均固定连接有转杆（52），两组所述转杆（52）远离双头电机（51）的一侧固定连接有与缓存架（4）转动配合的释压球架（53），且释压球架（53）的四周均开设有释压孔（54），两组所述释压球架（53）的内腔填充有球形滤材（55），且释压球架（53）外壁的四周均固定连接有弧形导流架（56），两组所述弧形导流架（56）上开设有泄压口（57），且弧形导流架（56）的两侧均固定连接有与泄压口（57）交错配合的导流块（58），所述罐体（1）内腔的上下两侧均设置有布水组件（6），所述布水组件（6）包括小同步轮（61），两组所述小同步轮（61）固定在转杆（52）靠近缓存架（4）的一侧，且小同步轮（61）远离转杆（52）的一侧通过同步带传动连接有与固定罩（2）配合使用的大同步轮（62），两组所述大同步轮（62）的内腔固定连接有与罐体（1）转动配合的旋转接头（63），且旋转接头（63）的出口连通有螺旋管（64），两组所述螺旋管（64）的出口连通有缓存头（65），且缓存头（65）的四端均连通有支管（66），两组所述支管（66）的末端连通有环形总管（67），且环形总管（67）的四端均连通有布水弯管（68），两组所述布水弯管（68）上开设有布水孔（69）；

两组所述密封罩（3）内设置有供给组件（7），且供给组件（7）的另一侧设置有与罐体（1）配合使用的调温组件（8）。

2.根据权利要求1所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，所述供给组件（7）包括冷热一体机（71），所述冷热一体机（71）固定在密封罩（3）靠近双头电机（51）的一侧，且冷热一体机（71）的热源出口和冷源出口均连通有输送管（72），所述双头电机（51）的两根输出轴上均固定连接有凸轮（73），且凸轮（73）的表面滑动连接有活塞杆（74），两组所述活塞杆（74）远离凸轮（73）的一侧固定连接有与进气管滑动配合的活塞（75），且活塞杆（74）的外表面套设有复位弹簧（76），两组所述进气管的出口连通有第一三通接头（77），所述第一三通接头（77）靠近进气管的一端设置有排气阀，且进气管上设置有吸气阀，且第一三通接头（77）的出口连通有直通总管（78）。

3.根据权利要求2所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，所述调温组件（8）包括储热空腔（81）和储冷空腔（82），所述储热空腔（81）和储冷空腔（82）分别开设在罐体（1）内腔的顶部和底部，且罐体（1）的内腔从上至下依次设置有热水区、斜温区和冷水区，所述罐体（1）顶部和底部的外壁分别套设有与储热空腔（81）和储冷空腔（82）配合使用的保温套（83）和隔热套（84），且直通总管（78）的两个出口均连通有第二三通接头（85），两组所述第二三通接头（85）的上方出口连通有与储热空腔（81）配合使用的送热管（86），且第二三通接头（85）的下方出口连通有与储冷空腔（82）配合使用的送冷管（87），两组所述送热管（86）和送冷管（87）上均设置有单向阀，两组所述送热管（86）和送冷管（87）的末端均连通有与储热空腔（81）和储冷空腔（82）配合使用的集气罩（88）。

4.根据权利要求1所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，两组所述环形总管（67）的四周均开设有与布水弯管（68）交错配合的布水口（12），且布水弯管（68）沿缓存头（65）的中轴线呈圆周发散状分布，其中一组缓存头（65）的四周均固定连接有与罐体（1）配合使用的刮条（13），且缓存头（65）相向的一侧固定连接有水位传感器（14）。

5.根据权利要求1所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，一组所述缓存架（4）的入口连通有热水接头（15），且热水接头（15）上设置有第一电磁阀（16），另一组所述缓存架（4）的入口连通有冷水接头（17），且冷水接头（17）上设置有第二电磁阀（18）。

6.根据权利要求1所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，一组所述缓存架（4）的出口连通有热水管（19），且热水管（19）上嵌设有第一温度传感器（20），另一组所述缓存架（4）的出口连通有冷水管（21），且冷水管（21）上嵌设有第二温度传感器（22）。

7.根据权利要求6所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，所述热水管（19）和冷水管（21）的出口均连通有与旋转接头（63）转动配合的连接接头（23），且连接接头（23）和旋转接头（63）互通，两组所述缓存架（4）的外侧转动连接有与释压球架（53）固定配合的指向标。

8.斜温层控制增强的蓄热装置的控制方法，用于上述权利要求1-7任一项所述的斜温层控制增强的蓄热装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在放热阶段时，先打开第一电磁阀（16），并由外接的换热器经过热水接头（15）、位于上方的缓存架（4）和热水管（19）向罐体（1）内热水区的热水进行抽吸泵出，为热用户提供热能供给，同时由第一温度传感器（20）对泵出的热水温度进行检测，再打开第二电磁阀（18），并由外接的蓄能循环泵经过冷水接头（17）、位于下方的缓存架（4）和冷水管（21）将冷水供入罐体（1）内，同时由第二温度传感器（22）对泵入的冷水温度进行检测，随着热水区的热水量泵出减少，冷水区的冷水量泵入增加，斜温区在罐体（1）内随着冷水量增加而逐渐上移，并使罐体（1）内的水量保持不变，为后续的蓄热阶段做好准备；

步骤二、在热水泵出和冷水泵入的同时，控制双头电机（51）开启并带动两组转杆（52）上的释压球架（53）在上下两组缓存架（4）内进行转动，两组缓存架（4）内的热水和冷水经过转动状态的释压球架（53）上的释压孔（54）进行扰流泄压，减弱热水和冷水泵出和泵入时产生的冲击压力，由两组释压球架（53）内提前填充的球形滤材（55）对流经的热水和冷水中的杂质进行过滤，同时由两组弧形导流架（56）和导流块（58）对泵出和泵入的热水和冷水进一步导流处理，且两组泄压口（57）对泵出和泵入的热水和冷水提供流动空间支持，完成泵出和泵入状态热水和冷水的释压工作；

步骤三、且双头电机（51）带动两组转杆（52）转动的同时，两组转杆（52）带动两组小同步轮（61）随之转动，两组小同步轮（61）通过同步带带动两组大同步轮（62）进行缓慢转动，由两组连接接头（23）对两组旋转接头（63）提供转动连通补偿，则两组大同步轮（62）通过两组旋转接头（63）带动两组螺旋管（64）上的两组缓存头（65）、支管（66）和环形总管（67）分别在罐体（1）内的热水区和冷水区进行缓慢转动，且罐体（1）内热水区内的热水经过缓慢转动状态的环形总管（67）和布水弯管（68）上的布水口（12）和布水孔（69）均匀抽吸，以防热水抽取时在热水区出现紊流，并由热水接头（15）经过外接的换热器泵出，且位于热水区的缓存头（65）带动刮条（13）对罐体（1）内热水区内壁形成的水垢进行刮除，并由热水区缓存头（65）上的水位传感器（14）对热水水位进行检测，若热水区热水水位过低，则热水量泵出过多，此时停止放热工作；

由外接的蓄能循环泵经过冷水接头（17）泵入罐体（1）内的冷水同样经过缓慢转动状态的环形总管（67）和布水弯管（68）上的布水口（12）和布水孔（69）泵出，使冷水均匀分布在罐体（1）的冷水区，以防冷水泵入时在冷水区出现紊流，确保斜温区受到泵出和泵入热水和冷水的冲击程度最小；

步骤四、在蓄热阶段时，由冷热一体机（71）分别提供热源和冷源供应，且由双头电机（51）带动两组凸轮（73）同步转动，由两组复位弹簧（76）对两组活塞杆（74）上的活塞（75）提供弹性缓冲和复位补偿，则两组凸轮（73）带动两组活塞杆（74）上的活塞（75）在两组进气管内进行往复做功并产生增压气体，两组进气管内产生的增压气体经过第一三通接头（77）供入直通总管（78）内，且冷热一体机（71）产生的热源对应由热源出口处的输送管（72）送入直通总管（78）内并与增压气体汇合，形成增压热源；

步骤五、同时控制两组送热管（86）上的单向阀开启，则两组送热管（86）处于开通状态，且两组送冷管（87）上的单向阀关闭，则两组送冷管（87）的通道处于关闭状态，且直通总管（78）内的增压热源分成两路由两组第二三通接头（85）经过两组送热管（86）供入两组集气罩（88）内，两组集气罩（88）内的两路增压热源供入罐体（1）内的储热空腔（81）中，并由保温套（83）对罐体（1）上储热空腔（81）的外围进行保温处理，则储热空腔（81）中的增压热源对流入罐体（1）热水区内的冷水进行加热处理，同理，控制两组送冷管（87）上的单向阀开启，则两组送冷管（87）处于开通状态，且两组送热管（86）上的单向阀关闭，则两组送热管（86）的通道处于关闭状态，冷热一体机（71）产生的冷源对应由冷源出口处的输送管（72）送入直通总管（78）内并与增压气体汇合，形成增压冷源，再控制两组送冷管（87）上的单向阀开启，并依次由两组送冷管（87）经过两组集气罩（88）供入罐体（1）内的储冷空腔（82）中，并由隔热套（84）对外界热量进行隔热处理，则储冷空腔（82）中的增压冷源对罐体（1）进入冷水区的加热冷水进行重新制冷，迫使放热阶段上移的斜温区重新下移至初始位置，并保持预定层厚，完成蓄热工作。