CN205119567U - 一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐，所述动态储能热水罐包括低温度区域热水罐以及与低温度区域热水罐管路连接的高温度区域热水罐；所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐之间设置有换热器，所述换热器和高温度区域热水罐之间设置有水泵；所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐内均设置有曲线圆弧内隔板。本实用新型通过在储罐内利用曲线圆弧板分隔实现最少的材料满足强度要求以及连续的分隔设置使得进出介质温度梯度分布，实现小空间大储能，保证了利用的效率最大化，并实现了平衡动态储能、放能功能。

Description

一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐

技术领域

本实用新型属于储能设备领域，尤其涉及一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐。

背景技术

现有及市面上的储能罐，一般应用在气体、电能、压缩空气等，为保证压力稳定输出及电能稳定输出的用途。

随着能源日益紧缺，人们广泛的实施各种形式的余热回收再生利用的工艺技术。目前较多的实施手段是利用热交换装置将较低品质的余热回收并提高至相应的介质水温度连接储水罐，并不断的循环去获取余热的回收利用，这种技术长时间热交换温差较小，热交换装置的轴功率较大，效率不高，设备磨损严重。

目前已有一些余热回收装置的研究，例如CN101338957A公开了一种大温差热交换余热回收装置，其结构包括热水生产罐、热水储水罐和热交换装置，所述至少两个热水生产罐分别通过设置有进水电磁阀的水管连接所述热交换装置，所述热交换装置通过设置有出水电磁阀的水管连接所述热水生产罐，所述的热水生产罐还一端连接自来水管，一端通过设置有热水供水电磁阀的水管连接热水储水罐；该装置充分利用热交换介质温差大的时间段提高热交换效率，避免工件长期处于高温高压的状态，同时使储热水罐的水温不受到直接补给水的温度影响。CN201322378U公开了一种余热回收式热水供应系统在余热源处设置换热器，余热源的有余热的冷却水或尾气接入换热器的放热管道，自来水接入换热器的吸热管道，换热器的吸热管道的出口接保温储罐。冷却水或尾气的余热在换热器内传递给自来水，降温后从换热器的放热管道的出口排出。自来水回收了余热后温度上升后存入保温储罐供使用；利用该系统回收余热供应热水，可以降低成本，节能环保；而且设备简单，成本较低。

然而，目前的余热回收系统在二次热能系统中，需要储存的是热能，并且过程间断持续，因而要求的储能量较大，占据空间大，设备数量多。因此如何研发一种小空间储能设备，以实现连续储能，可发挥储能，放能的利用要求已成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐；本实用新型通过利用大型储罐做法实现储能目的，解决间隔时间长、储能量不够或者储能和放能间不匹配的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐，所述动态储能热水罐包括低温度区域热水罐以及与低温度区域热水罐管路连接的高温度区域热水罐；所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐之间设置有换热器，所述换热器和高温度区域热水罐之间设置有水泵；所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐内均设置有曲线圆弧内隔板。

本实用新型中，所述曲线圆弧内隔板横截面呈χ字形设置，其外侧边分别与所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐的内筒壁抵接。

本实用新型的储罐内利用曲线圆弧板分隔实现最少的材料满足强度要求以及连续的分隔设置使得进出介质温度梯度分布，实现小空间大储能，保证利用的效率最大化。

本实用新型中，在连续运行过程中不同温度的水在曲线圆弧内隔板将高温度区域热水罐分成A区、B区、C区、D区4个区域，将低温度区域热水罐分成a区、b区、c区、d区4个区域，8个分区水温按照既定的温度梯度自动分布排列，各区域的液位由高到低依次为：A区＞B区＞C区≥D区＝a区＞b区＞c区≥d区。

具体地，其中，每个区的最高液位依次为：

A区：8400mm；B区：8300mm；C区：8200mm；D区：8200mm(若两罐连通时8100mm)；a区：8100mm；b区：8000mm；c区：7900mm；d区：7900mm。

本实用新型中，所述A区、B区、C区、D区以及a区、b区、c区、d区的每个区域均设置有温度计、温度变送器和液位计。

本实用新型中，所述B区、C区、D区以及a区、b区、c区的底部均设置有排液阀。

本实用新型中，所述低温度区域热水罐设置有预热器，经所述预热器加热后的热水经环管通过热水泵输出。

本实用新型中，所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐均设置有溢流管道。

本实用新型中，所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐均通过气动蝶阀与补水管道连接，用于所述动态储能热水罐的补水。

本实用新型的动态储能热水罐分区后热水走向具体如下：

1)蓄热阶段：一开始低温度区域热水罐和高温度区域热水罐里都是低温度的水，当生产设备产生较多二次蒸汽时，低温度区域水由低温度区域热水罐的经换热器被加热至高温度区域，并经泵输送至A区。A区满后从罐顶溢流至B区，并将B区和C区的底部排液阀打开，使B区和C区的底部相通。这样，从A去流至B区的热水会将底部的温水压至C区。C区满后从罐顶溢流至D区，将D区和a区的底部排液阀打开，使D区和d区的底部相通，从C区流至D区的热水会将底部的温水压至a区。依次类推，热水利用液位差从高液位区域流进低液位区域储存起来，增加了热能储存能力。此时，所需的低温度区域的温水全部从d区取水。

2)放热阶段：先通过温度变送器测得各个区域的温度，暂定80℃以上的热水进行物料加热，80℃以下的热水通过预热器加热后再重新利用。由于蓄热过程中存在温度梯度，并且高液位区域的水温高于低液位区域的水温。假设除了d区域外，则其他区域的水温均大于80℃，则打开c区域的底部排液阀，热水经环管通过热水泵输送至物料加热系统。当测得c区域的液位很低或者温度低于80℃时，关闭c区域底部排液阀，打开b区域底部排液阀，继续释放热能。此时d区域的低温度区域温水满后从顶部溢流至c区域，c区域满后从顶部溢流至b区域，以此类推。此过程可将蒸汽较多时储罐储存的热量充分释放出来。

3)平衡阶段：当热水的产生量和用量相近时，产生的热水能不经过热水储罐直接进入用水系统，避免因热水存放造成的热量损失。

4)溢流或补水：低温度区域热水罐和高温度区域热水罐都安有溢流管道，接口高度约为8550mm。在不平衡阶段，热水罐中的水可能会出现“满罐”而溢流。热水罐的每个空腔底部都安有液位计，如果热水罐缺水，系统自动开启补水管道上的气动蝶阀进行补水。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型的动态储能热水罐内利用曲线圆弧板分隔实现最少的材料满足强度要求以及连续的分隔设置使得进出介质温度梯度分布，实现小空间大储能，保证利用的效率最大化。

(2)本实用新型的动态储能热水罐采用隔热设置，热损失率低，并可实现平衡动态储能、放能功能。

(3)本实用新型的动态储能热水罐采用常压容器替代带压容器，从而使得制造成本及利用成本低廉，隐患小。

附图说明

图1是本实用新型的动态储能热水罐高温度区域热水罐的主体结构示意图。

图2是本实用新型的动态储能热水罐低温度区域热水罐的主体结构示意图。

图3是本实用新型的动态储能热水罐高温度区域热水罐的曲线圆弧内隔板的俯视图。

图4是本实用新型的动态储能热水罐低温度区域热水罐的曲线圆弧内隔板的俯视图。

其中，1-低温度区域热水罐，2-高温度区域热水罐，3-曲线圆弧内隔板，4-曲线圆弧内隔板的外侧边，5-低温度区域热水罐的内筒壁，6-高温度区域热水罐的内筒壁，7-溢流管道。

具体实施方式

为便于理解本实用新型，本实用新型列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

实施例1

一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐，其包括：低温度区域热水罐1以及与低温度区域热水罐管路连接的高温度区域热水罐2；低温度区域热水罐和高温度区域热水罐之间设置有换热器，换热器和高温度区域热水罐之间设置有水泵；低温度区域热水罐和高温度区域热水罐内均设置有曲线圆弧内隔板3。

曲线圆弧内隔板设置为横截面呈χ字形，其外侧边4分别与低温度区域热水罐的内筒壁5和高温度区域热水罐的内筒壁6抵接；在连续运行过程中不同温度的水在曲线圆弧内隔板将高温度区域热水罐分成A区、B区、C区、D区4个区域，将低温度区域热水罐分成a区、b区、c区、d区4个区域，8个分区水温按照既定的温度梯度自动分布排列，各区域的液位由高到低依次为：A区＞B区＞C区≥D区＝a区＞b区＞c区≥d区。其中每个区的最高液位依次为：A区：8400mm；B区：8300mm；C区：8200mm；D区：8200mm(若两罐连通时8100mm)；a区：8100mm；b区：8000mm；c区：7900mm；d区：7900mm。

其中，A区、B区、C区、D区以及a区、b区、c区、d区的每个区域均设置有温度计、温度变送器和液位计；在B区、C区、D区以及a区、b区、c区的底部均设置有排液阀。

在低温度区域热水罐设置有预热器，经所述预热器加热后的热水经环管通过热水泵输出。

在低温度区域热水罐和高温度区域热水罐均设置有溢流管道7。

在低温度区域热水罐和高温度区域热水罐均通过气动蝶阀与补水管道连接，用于所述动态储能热水罐的补水。

本实施例的动态储能热水罐分区后热水走向具体如下：

1)蓄热阶段：一开始低温度区域热水罐和高温度区域热水罐里都是低温度的水，当生产设备产生较多二次蒸汽时，低温度区域水由低温度区域热水罐的经换热器被加热至高温度区域，并经泵输送至A区。A区满后从罐顶溢流至B区，并将B区和C区的底部排液阀打开，使B区和C区的底部相通。这样，从A去流至B区的热水会将底部的温水压至C区。C区满后从罐顶溢流至D区，将D区和a区的底部排液阀打开，使D区和d区的底部相通，从C区流至D区的热水会将底部的温水压至a区。依次类推，热水利用液位差从高液位区域流进低液位区域储存起来，增加了热能储存能力。此时，所需的低温度区域的温水全部从d区取水。

2)放热阶段：先通过温度变送器测得各个区域的温度，暂定80℃以上的热水进行物料加热，80℃以下的热水通过预热器加热后再重新利用。由于蓄热过程中存在温度梯度，并且高液位区域的水温高于低液位区域的水温。假设除了d区域外，则其他区域的水温均大于80℃，则打开c区域的底部排液阀，热水经环管通过热水泵输送至物料加热系统。当测得c区域的液位很低或者温度低于80℃时，关闭c区域底部排液阀，打开b区域底部排液阀，继续释放热能。此时d区域的低温度区域温水满后从顶部溢流至c区域，c区域满后从顶部溢流至b区域，以此类推。此过程可将蒸汽较多时储罐储存的热量充分释放出来。

3)平衡阶段：当热水的产生量和用量相近时，产生的热水能不经过热水储罐直接进入用水系统，避免因热水存放造成的热量损失。

4)溢流或补水：低温度区域热水罐和高温度区域热水罐都安有溢流管道，接口高度约为8550mm。在不平衡阶段，热水罐中的水可能会出现“满罐”而溢流。热水罐的每个空腔底部都安有液位计，如果热水罐缺水，系统自动开启补水管道上的气动蝶阀进行补水。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于二次热能回收的动态储能热水罐，其特征在于，所述动态储能热水罐包括低温度区域热水罐(1)以及与低温度区域热水罐管路连接的高温度区域热水罐(2)；所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐之间设置有换热器，所述换热器和高温度区域热水罐之间设置有水泵；所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐内均设置有曲线圆弧内隔板(3)。

2.根据权利要求1所述的动态储能热水罐，其特征在于，所述曲线圆弧内隔板横截面呈χ字形设置，其外侧边(4)分别与所述低温度区域热水罐的内筒壁(5)和高温度区域热水罐的内筒壁(6)抵接。

3.根据权利要求1或2所述的动态储能热水罐，其特征在于，在连续运行过程中不同温度的水在曲线圆弧内隔板将高温度区域热水罐分成A区、B区、C区、D区4个温度梯度区域，将低温度区域热水罐分成a区、b区、c区、d区4个温度梯度区域，8个分区水温按照既定的温度梯度自动分布排列，各区域的液位由高到低依次为：A区＞B区＞C区≥D区＝a区＞b区＞c区≥d区。

4.根据权利要求3所述的动态储能热水罐，其特征在于，所述A区、B区、C区、D区以及a区、b区、c区、d区的每个区域均设置有温度计、温度变送器和液位计。

5.根据权利要求3所述的动态储能热水罐，其特征在于，所述B区、C区、D区以及a区、b区、c区的底部均设置有排液阀。

6.根据权利要求1所述的动态储能热水罐，其特征在于，所述低温度区域热水罐设置有预热器，经所述预热器加热后的热水经环管通过热水泵输出。

7.根据权利要求1所述的动态储能热水罐，其特征在于，所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐均设置有溢流管道(7)。

8.根据权利要求1所述的动态储能热水罐，其特征在于，所述低温度区域热水罐和高温度区域热水罐均通过气动蝶阀与补水管道连接，用于所述动态储能热水罐的补水。