CN207162827U - 一种带有均流布水模块的蓄能水罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有均流布水模块的蓄能水罐，包括罐体(1)、上均流布水模块(2)、下均流布水模块(3)、热流进出管(6)和冷流进出管(9)；上均流布水模块(2)固定安装于罐体(1)的上部；下均流布水模块(3)固定安装于罐体(1)的下部；罐体(1)上开设有热水口和冷水口；热流进出管(6)一端安装于上均流布水模块(2)的热安装孔内，另一端穿过罐体(1)上的热水口，与外部热流管路相连；冷流进出管(9)一端安装于下均流布水模块(3)的冷安装孔内，另一端穿过罐体(1)上的冷水口，与外部冷流管路相连。本蓄能水罐能够将热能有效进行储蓄，防止能量流失，提高能量利用率。

Description

一种带有均流布水模块的蓄能水罐

技术领域

本实用新型涉及蓄能领域，特别是一种带有均流布水模块的蓄能水罐。

背景技术

随着生活水平的不断提高，夏天需要冷源、冬天需要热源的空气调节技术使用愈来愈普遍。通常情况下，空调系统和供热系统的电力负荷昼重夜轻，空调和电锅炉用电与电网其他负荷争峰让谷是造成电网峰谷负荷差的主要因素之一。为保证电网的安全、合理和经济运行，鼓励用户调荷，实现“移峰填谷”，国家实行了峰谷分时电价。

蓄能技术就是应用于峰谷分时电价制度下的一种调荷技术，利用蓄能设备在使用末端系统没有负荷或负荷较小的时段将能量储存起来，在使用末端系统负荷较大的时段将这部分能量释放出来，从而达到电网“移峰填谷”、平衡负荷并使用户节约电费的双赢局面。

水蓄能是以水为蓄能介质，利用水温变化时所吸收和释放的显热进行热量(或冷量)的储存。根据使用对象和储存温度的高低，可以分为蓄冷和蓄热。水蓄能技术的核心是如何阻止或抑制不同水温贮存水之间的混合与热交换。

温度自然分层法是利用高温水密度小，易于悬浮于上层，低温水密度大易于沉积于下层的性质来实现冷水与热水的自然分隔，无须人工隔离设施，结构极为简单。水的导热系数不大，因此只要分层稳定，其间的热交换就不大。传统技术认为，保证分层稳定的关键在于冷、热端的布水装置能否使水流以重力流形式均匀缓慢地流入蓄水罐内。

已有的蓄能水罐在储水蓄能的同时，由于冷热水未能被有效的均匀分布导致掺混紊流，从而造成较大的热量损失，不能将能量进行有效储蓄，导致蓄能量降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有均流布水模块的蓄能水罐，解决蓄能水罐能量损失大的问题。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种带有均流布水模块的蓄能水罐，包括罐体、上均流布水模块、下均流布水模块、热流进出管和冷流进出管；

上均流布水模块固定安装于罐体的上部；下均流布水模块固定安装于罐体的下部；罐体上开设有热水口和冷水口；热流进出管一端安装于上均流布水模块的热安装孔内，另一端穿过罐体上的热水口，与外部热流管路相连；冷流进出管一端安装于下均流布水模块的冷安装孔内，另一端穿过罐体上的冷水口，与外部冷流管路相连。这种结构形式的均流布水模块占用蓄能水罐内部的空间少，且将蓄能水罐内部分为三个空间，且三部分内的水混合缓慢，减少混合紊流，降低能量损失。

进一步地，罐体为密封罐，热水口和冷水口开设于罐体上在上均流布水模块和下均流布水模块之间的位置。冷水口和热水口并未直接与罐体内部的主空间接触，而是将热水和冷水分别输入罐体的上部和下部空间，减少热水和冷水的直接接触，避免直接接触混合时能量损失。

进一步地，热安装孔开设于上均流布水模块的中心处；

冷安装孔开设于下均流布水模块的中心处。之所以安装于中心处，是因为在中心处时，进入罐体内的热水和冷水能够向四周均布，可选的，热流进出管和冷流进出管可以不止一个，只要在均流布水模块上均布即可，同时，热安装孔和冷安装孔也就相应的均布。

进一步地，热流进出管和冷流进出管均为90°弯管。热流进出管和冷流进出管均安装于罐体和均流布水模块之间，采用90°弯管既能满足安装需要，又能增加弯管阻力，使得进入罐体内的水动能小，减少冷水和热水直接接触的热量损失。

进一步地，上均流布水模块的上表面距离罐体的顶板之间有一定距离；下均流布水模块的下表面距离罐体的底板之间有一定距离。一定距离用于贮存冷水或热水，给热水或冷水缓冲的空间。

进一步地，上均流布水模块和下均流布水模块内部均具有一定空间厚度，是与罐体内部形状相吻合的预制模块。均流布水模块与罐体形状吻合，保证罐体内的水仅能从均流布水模块上的分流孔通过，进而更好的进行分流。

进一步地，上均流布水模块包括上均流上平板、上均流下平板和上均流厚度板；

上均流厚度板固定于上均流上平板和上均流下平板的外边沿之间，形成盒状结构。

这种结构的均流模块易于制备，同时易于安装。

进一步地，下均流布水模块包括下均流上平板、下均流下平板和下均流厚度板；

下均流厚度板固定于下均流上平板和下均流下平板的外边沿之间，形成盒状结构。这种结构的均流模块易于制备，同时易于安装。

进一步地，上均流上平板上开设有多个均布的第一分流孔，上均流下平板上开设有多个均布的第二分流孔，第一分流孔和第二分流孔相互错开，不处于同一垂直中心线上；下均流上平板上开设有第三分流孔，下均流下平板上开设有第四分流孔，第三分流孔和第四分流孔相互错开，不处于同一垂直中心线上。这样设置分流孔可使得水在经过上层分流孔后，并未直接从下层分流孔流出，能够进行二次分流，保证分流效果更好。

进一步地，第一分流孔、第二分流孔、第三分流孔和第四分流孔的排列方式是环形阵列或者矩形阵列。环形阵列或者矩形阵列能够保证水在这些分流孔内是均布的。

本实用新型提供了一种带有均流布水模块的蓄能水罐，能够有效地使水流以重力流的形式均匀缓慢地流入水罐内，布水效果好，同时能够将热能有效进行储蓄，防止能量流失，提高能量利用率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的蓄能水罐整体结构示意图；

图2为本实用新型的蓄水罐的均流布水模块结构示意图。

图中标号：1-罐体、2-上均流布水模块、3-下均流布水模块、4-第一分流孔、5-第二分流孔、6-热流进出管、7-第三分流孔、8-第四分流孔、9-冷流进出管、a-上均流平板、b-下均流平板和c-厚度板、d-上均流平板分流孔、e-下均流平板分流孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实用新型公开了一种带有均流布水模块的蓄能水罐，如图1所示，包括罐体1、上均流布水模块2、下均流布水模块3、热流进出管6和冷流进出管9。

罐体1为密封罐，罐体1上开有热水口和冷水口；上均流布水模块2固定安装于罐体1的上部，上表面距离罐体1的顶板之间的垂直距离是L，；下均流布水模块3固定安装于罐体1的下部，下表面距离罐体1的底板之间的垂直距离是H，，上均流布水模块2和下均流布水模块3之间的垂直距离为N；罐体1上的热水口和冷水口开设在上均流布水模块2和下均流布水模块3之间；上均流布水模块2中心处开设有用于安装热流进出管6的热安装孔，下均流布水模块3中心处开设有用于安装冷流进出管9的冷安装孔；热流进出管6为90°弯管，位于罐体1内部，一端安装于上均流布水模块2的热安装孔内，另一端穿过罐体1上的热水口，与外部热流管路相连；冷流进出管9为90°弯管，位于罐体1内部，一端安装于下均流布水模块3的冷安装孔内，另一端穿过罐体1上的冷水口，与外部冷流管路相连。

上均流布水模块2上表面距离罐体1的顶板之间的垂直距离L是根据热流进出管6输送的流量和控制水流在上均流布水模块2上部与罐体1顶板之间空间的流速计算所得；下均流布水模块3下表面距离罐体1的底板之间的垂直距离H是根据冷流进出管9输送的流量和控制水流在下均流布水模块3下部与罐体1底板之间空间的流速计算所得，上均流布水模块2和下均流布水模块3之间的垂直距离N＝罐体1的高度-L-H。

可选的，该罐体1内可以仅安装上均流布水模块2或下均流布水模块3，也可以实现均流布水。

上均流布水模块2和下均流布水模块3内部均具有一定空间厚度，可以是一个预制盒状模块，也可以是多个预制盒状模块连接拼装成与罐体1内部形状相吻合的预制模块。

上均流布水模块2包括上均流上平板、上均流下平板和上均流厚度板。上均流厚度板固定于上均流上平板和上均流下平板的外边沿之间，形成盒状结构。上均流上平板上开设有多个均布的第一分流孔4，第一分流孔4的孔径均相同，使得同一平面上的水流量相同，上均流下平板上开设有多个均布的第二分流孔5，第二分流孔5的孔径均相同，使得同一平面上的水流量相同，第一分流孔4和第二分流孔5相互错开，不处于同一垂直中心线上。第一分流孔4和第二分流孔5的排列方式可以是环形阵列或者矩形阵列。

下均流布水模块3包括下均流上平板、下均流下平板和下均流厚度板。下均流厚度板固定于下均流上平板和下均流下平板的外边沿之间，形成盒状结构。下均流上平板上开设有第三分流孔7，下均流下平板上开设有第四分流孔8，第三分流孔7和第四分流孔8相互错开，不处于同一垂直中心线上。第三分流孔7和第四分流孔8的排列方式可以是环形阵列或者矩形阵列。

在本申请的一个实施例中，上均流布水模块2和下均流布水模块3均如图2所示，该均流布水模块外形为长方体状，包括上均流平板a、下均流平板b、厚度板c。

上均流平板a、下均流平板b和厚度板c围成长方体盒状，上均流平板a上开设有均布的上均流平板分流孔d，下均流平板b上开设有均布的下均流平板分流孔e。上均流平板分流孔d和下均流平板分流孔e相互错开，不处于同一垂直中心线上。本实施例中，上均流平板分流孔d和下均流平板分流孔e均按矩形阵列排布，即上均流平板分流孔d相邻孔之间的距离相等，下均流平板分流孔e相邻孔之间的距离相等，当上均流平板分流孔d自上而下投影到下均流平板b上时，并不与下均流平板分流孔e重合，这样水在进入上均流布水模块2或下均流布水模块3内部时，可以进行二次分流，有利于进一步均流布水。

在本申请的一个实施例中，上均流平板a和下均流平板b之间的垂直距离为30mm～100mm，该距离需要根据流入布水模块的流量和控制水流在布水模块中的流速计算得到。上均流平板分流孔d相邻孔之间的距离为100mm～300mm，开孔时通过输送的总流量和控制流经孔的流量确定孔的个数，再在布水平面上均布孔的个数，孔的直径为10mm～50mm，该直径是通过控制流经孔的流量和流速计算所得到的。下均流平板分流孔e相邻孔之间的距离为100mm～300mm，开孔时通过输送的总流量和控制流经孔的流量确定孔的个数，再在布水平面上均布孔的个数，孔的直径为10mm～100mm，该直径是通过控制流经孔的流量和流速计算所得。由于在实施过程中，每个实施项目的流量参数不同，会导致上均流平板a和下均流平板b之间的垂直距离、上均流平板分流孔d相邻孔之间的距离及孔的直径、下均流平板分流孔e相邻孔之间的距离及孔的直径等不同。

本蓄能水罐使用时，包括充热和放热两个过程。

充热时，即为向蓄能水罐内补充热水，同时向外放冷水。热水从热流进出管6进入上均流布水模块2上部和罐体1顶板之间的空间内，从上均流布水模块2的上均流上平板上的第一分流孔4进入上均流布水模块2的内部，实现第一次布水，由于第一分流孔4孔径相同，热水将以相同的流量穿过各分流孔4，进入到上均流布水模块2内部空间，使得水流均匀；上均流布水模块2内部的水从上均流布水模块2的上均流下平板上的第二分流孔5进入罐体1内上均流布水模块2和下均流布水模块3之间的空间内，由第二分流孔5实现第二次布水，热水将以相同的流量穿过各第二分流孔5，使水流流量在同一平面上更加均匀，最后在罐体1内形成重力流，从而起到均匀布水的作用。同时，在热水压力的作用下，罐体1内的冷水自下均流布水模块3的下均流上平板的第三分流孔7进入下均流布水模块3的内部，再从下均流下平板上的第四分流孔8进入，下均流下平板与罐体1的底板之间的空间内，进入冷流进出管9排出蓄能水罐内。

放热时，即为向蓄能水罐中补充冷水，同时将热水排出。冷水由冷流进出管9进入下均流下平板与罐体1的底板之间的空间内，从下均流下平板上的第四分流孔8进入下均流布水模块3的内部，由第四分流孔8进行第一次布水，使水流流量在同一平面上更加均匀，再由下均流上平板的第三分流孔7进入罐体1内，由第三分流孔7进行第二次布水，使得水流均匀缓慢地流入罐体1内。在冷水的压力下，热水从上均流布水模块2的上均流下平板上的第二分流孔5进入上均流布水模块2内部，再从上均流布水模块2的上均流上平板上的第一分流孔4进入上均流布水模块2上部和罐体1顶板之间的空间内，由热流进出管6排出。

本申请的一个实施例中，对于横截面形状规则的水罐，分流孔均匀布置，孔径相同，且垂直于均流平板。

本申请的上均流布水模块2将进入的热水与蓄水罐1的内部隔开，下均流布水模块3将进入的冷水与蓄水罐1的内部隔开，使得热水与冷水不直接接触，减少冷水与热水的热交换，使得斜温层尽可能薄，保证热水的能量尽可能少的流失。

本实用新型是通过均流布水模块使水流以重力流的形式均匀缓慢地流入蓄水罐内，即罐内离开均流布水模块相当距离的各水平水层在蓄能或释能的过程中如同活塞一样的上下平行移动，从而保证了分层的稳定性。

综上所述，本实用新型提供了一种带有均流布水模块的蓄能水罐，能够有效地使水流以重力流的形式均匀缓慢地流入水罐内，布水效果好，同时能够将热能有效进行储蓄，防止能量流失，提高能量利用率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有均流布水模块的蓄能水罐，其特征在于，包括罐体(1)、上均流布水模块(2)、下均流布水模块(3)、热流进出管(6)和冷流进出管(9)；

所述上均流布水模块(2)固定安装于罐体(1)的上部；下均流布水模块(3)固定安装于罐体(1)的下部；罐体(1)上开设有热水口和冷水口；热流进出管(6)一端安装于上均流布水模块(2)的热安装孔内，另一端穿过罐体(1)上的热水口，与外部热流管路相连；冷流进出管(9)一端安装于下均流布水模块(3)的冷安装孔内，另一端穿过罐体(1)上的冷水口，与外部冷流管路相连。

2.根据权利要求1所述的蓄能水罐，其特征在于，所述罐体(1)为密封罐，所述热水口和冷水口开设于罐体(1)上在上均流布水模块(2)和下均流布水模块(3)之间的位置。

3.根据权利要求1所述的蓄能水罐，其特征在于，所述热安装孔开设于所述上均流布水模块(2)的中心处；

所述冷安装孔开设于所述下均流布水模块(3)的中心处。

4.根据权利要求1所述的蓄能水罐，其特征在于，所述热流进出管(6)和冷流进出管(9)均为90°弯管。

5.根据权利要求1所述的蓄能水罐，其特征在于，所述上均流布水模块(2)的上表面距离罐体(1)的顶板之间有一定距离；所述下均流布水模块(3)的下表面距离罐体(1)的底板之间有一定距离。

6.根据权利要求1-5任一所述的蓄能水罐，其特征在于，所述上均流布水模块(2)和下均流布水模块(3)内部均具有一定空间厚度，是与罐体(1)内部形状相吻合的预制模块。

7.根据权利要求6所述的蓄能水罐，其特征在于，所述上均流布水模块(2)包括上均流上平板、上均流下平板和上均流厚度板；

所述上均流厚度板固定于上均流上平板和上均流下平板的外边沿之间，形成盒状结构。

8.根据权利要求7所述的蓄能水罐，其特征在于，所述下均流布水模块(3)包括下均流上平板、下均流下平板和下均流厚度板；

所述下均流厚度板固定于下均流上平板和下均流下平板的外边沿之间，形成盒状结构。

9.根据权利要求8所述的蓄能水罐，其特征在于，所述上均流上平板上开设有多个均布的第一分流孔(4)，上均流下平板上开设有多个均布的第二分流孔(5)，第一分流孔(4)和第二分流孔(5)相互错开，不处于同一垂直中心线上；所述下均流上平板上开设有第三分流孔(7)，下均流下平板上开设有第四分流孔(8)，第三分流孔(7)和第四分流孔(8)相互错开，不处于同一垂直中心线上。

10.根据权利要求9所述的蓄能水罐，其特征在于，所述第一分流孔(4)、第二分流孔(5)、第三分流孔(7)和第四分流孔(8)的排列方式是环形阵列或者矩形阵列。