CN209991827U - 分层取热装置以及储热水池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及取水设备领域，特别是涉及分层取热装置以及储热水池。本实用新型提供了一种分层取热装置，包括集水部、支撑取水部和基础连接部，支撑取水部连接集水部和基础连接部，基础连接部连接在安装面上，集水部、支撑取水部和基础连接部形成贯通的取水通道，集水部包括顶部阻隔板、分集水环和底部阻隔板，分集水环围覆形成环状结构，顶部阻隔板和底部阻隔板分别盖设在分集水环的顶部和底部，分集水环上开设有取水孔；还提供一种储热水池，包括池体、分层取热装置，池体内铺设有基础平台，基础连接部连接在基础平台上。本实用新型提供一种实现分层取热且结构简单、操作简便、安装成本低的分层取热装置以及储热水池。

Description

分层取热装置以及储热水池

技术领域

本实用新型涉及取热设备领域，特别是涉及一种分层取热装置以及储热水池。

背景技术

大容积地下水池，特别是用于温度较高流体的储热水池，温度较高的储热水体在静水状态下会出现温度分层现象，水温在水平方向上分层温度变化较小，仅垂直方向温度变化。而且由于水温引起的垂直方向的密度梯度，上下很难产生渗混，往往形成入流和出流的水平层流，对大容积储热水池里面的水进行提取时，如果不能采取有效的取水措施和装置，易造成取水温度不稳定，温度变化幅度大的问题，不利于热量的均衡利用。

目前，我国很多中小型水库放水设施进水口采取塔式分层取水进水口，各级进水口一般采用阀门控制，阀门直径一般为0.3～0.5m左右，采用手动控制，阀门的开启和关闭需要通过管理人员进入取水塔底部进行操作，由于取水塔底部气流不通畅，废气聚集，存在窒息的安全隐患，安全事故时有发生，尤其是高度大于5m的取水塔安全风险更高。现有的取水装置和方法均未考虑大容积水池的散热问题，不适用于大容积储热水池分层取热。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一：(1)大容积储热水池中不能进行分层取热，储热水体混合后容易导致取水温度不稳定，不利于热量均衡利用；(2)通过阀门控制取水口通断的方式，操作复杂、安全性低。

本实用新型的目的是：提供一种实现分层取热且结构简单、操作简便、安装成本低的分层取热装置以及储热水池。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种分层取热装置，包括集水部、支撑取水部和基础连接部，所述支撑取水部连接所述集水部和所述基础连接部，所述基础连接部连接在安装面上，所述集水部、所述支撑取水部和所述基础连接部形成贯通的取水通道，所述集水部包括顶部阻隔板、分集水环和底部阻隔板，所述分集水环围覆形成环状结构，所述顶部阻隔板和所述底部阻隔板分别盖设在所述分集水环的顶部和底部，所述分集水环上开设有取水孔。

优选的是，所述顶部阻隔板和所述底部阻隔板之间连接有若干个支撑柱，所述支撑柱的两端螺纹连接在所述顶部阻隔板和所述底部阻隔板上。

在上述任意方案中优选的是，所述支撑取水部设有取水管，所述取水管与所述顶部阻隔板或所述底部阻隔板法兰连接。

在上述任意方案中优选的是，所述取水管包括刚性管路和保温层，所述刚性管路上围覆有所述保温层，所述保温层与所述刚性管路密封连接，所述取水管上涂覆有防腐层。

在上述任意方案中优选的是，所述取水管的长度可调节。

在上述任意方案中优选的是，所述分集水环的高度方向上开设有若干层取水孔，相邻两层所述取水孔交错分布，所述取水孔的直径小于所述取水管的直径。

在上述任意方案中优选的是，所述取水孔设有两层，包括上层取水孔和下层取水孔，所述下层取水孔的孔径设为所述取水管孔径的 2/3，所述上层取水孔的孔径设为所述下层取水孔孔径的1/2～2/3。

在上述任意方案中优选的是，所述分集水环围覆形成圆形环、矩形环或多边形环。

在上述任意方案中优选的是，所述基础连接部设有柔性连接层。

本实用新型还提供一种储热水池，包括池体、所述的分层取热装置，所述池体内铺设有基础平台，所述基础连接部连接在所述基础平台上。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)实现在储水装置中分层取热，不同温度分层的热量均匀而无上下层扰动的提取出来，将不同温度分层的水运输至用热装置进行热交换并提供用热需求，提高热量利用率；

(2)装置的结构简单、可拆卸强、使用寿命长、便于远程操控；

(3)装置的应用范围广，适用于分层取热、分层取水、分层集取多种流体。

本实用新型提供的分层取热装置以及储热水池结合以下附图做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型分层取热装置在储热水池内安装的一种优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型分层取热装置的图1中A的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型分层取热装置的取水盘的俯视结构示意图；

图4为本实用新型分层取热装置的取水盘的仰视结构示意图；

图5为本实用新型分层取热装置的支撑柱的结构示意图；

图6为本实用新型分层取热装置的分集水环的结构示意图；

图7为本实用新型分层取热装置的基础连接部的结构示意图；

图中，1、顶部阻隔板；2、支撑柱；3、分集水环；4、底部阻隔板；5、取水管；6、基础连接部；7、基础平台；8、储热水池；9、取水孔；10、连接法兰；11、螺孔；12、预留孔；13、柔性连接层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

大容积地下储热水池通过热源流体将热量进行储存，不同温度的水在不同的垂直高度进行温度分层，不同垂直高度的水储热量不同，在对储热水池中的水进行取水使用时，分层取水更有助于保证热量的均衡利用，因此，有必要设计适用于储热水池中分层取水的装置。

结合图1-7所示，本实施例提供一种分层取热装置，包括集水部、支撑取水部和基础连接部6，支撑取水部连接集水部和基础连接部6，基础连接部6连接在安装面上，集水部、支撑取水部和基础连接部6 形成贯通的取水通道，以便将储热水池8中的水取出进行换热。集水部用来将储热水池8中的水分层收集，支撑取水部用来将集水部支撑定位在分层位置，还用来将收集到的水输送到换热装置，基础连接部 6用来将支撑取水部连接安装，基础连接部6可以连接在储热水池8 的池底或池顶。

具体的，集水部包括顶部阻隔板1、分集水环3和底部阻隔板4，分集水环围覆形成环状结构，顶部阻隔板1和底部阻隔板4分别盖设在分集水环3的顶部和底部，分集水环3上开设有取水孔9。储热水池8中的水分通过分集水环3进入到取水通道，顶部阻隔板1和底部阻隔板4将分集水环3上、下的水分进行分隔，保证分集水环3对其所在水平方向的水进行收集，防止集水过程对水流产生扰动，保证分集水环3所收集的水保持在稳定的温度范围内。

本实施例适用于多种集水装置的分层取水，适用于储热水池8，尤其适用于大容积储热水池8。将本实施例的装置，设置在大容积储热水池8的中间位置，利用集水部将水平方向的水沿四周方向向中间汇聚，利用在分集水环周向的取水孔9抽吸储热水池8所在水平方向的水流，避免分层水的上下扰动，实现分层取水；通过支撑取水部的作用下将分层水输送至换热装置进行取热，使取得的热量长期处于稳定的温度范围内。

进一步的，顶部阻隔板1和底部阻隔板4之间连接有若干个支撑柱2，支撑柱2的两端螺纹连接在顶部阻隔板1和底部阻隔板4上，支撑柱2两端均通过螺母旋拧固定。通过支撑柱2连接顶部阻隔板1 和底部阻隔板4，对分集水环3进行限位固定，支撑柱2在顶部阻隔板1和底部阻隔板4的周向均匀分布，保证连接稳定性。

还可以利用支撑柱2来调节分层取水的高度范围，支撑柱2调节顶部阻隔板1和底部阻隔板4的连接间距，顶部阻隔板1和底部阻隔板4之间的分集水环3的纵向尺寸更换调节。

支撑柱2为不锈钢圆柱结构，支撑柱2距顶阻隔板、底部阻隔板 4边缘距离为20-30cm，支撑柱2沿顶部阻隔板1、底部阻隔板4圆周方向均匀对称布置。顶部阻隔板1、底部阻隔板4均选用刚性材料，顶部阻隔板1、底部阻隔板4可以直接选用法兰结构。

顶部阻隔板1、底部阻隔板4可以为圆形或正方形结构，优选圆形结构，厚度宜为2-5mm。顶部阻隔板1或底部阻隔板4中心位置设置预留孔12，预留孔12用来连接支撑取水部的取水管5，根据取水管5直径确定预留孔12的孔径。预留孔12的周向均匀分布有若干个螺孔11，以便取水管5上的法兰盘结构与顶部阻隔板1或底部阻隔板4固定连接。

分集水环3围覆形成圆形环、矩形环或多边形环。优选为顶部阻隔板1、底部阻隔板4和分集水环3的形状相同，顶部阻隔板1、底部阻隔板4的尺寸大于分集水环3，支撑柱2设置在分集水环3的外侧。

支撑取水部设有取水管5，取水管5的长度可根据取水层的深度位置不同而调节。取水管5与顶部阻隔板1或底部阻隔板4法兰连接，法兰连接结构简单、连接稳定。

更进一步的，取水管5包括刚性管路和保温层，刚性管路上围覆有保温层，保温层与刚性管路密封连接，取水管5上涂覆有防腐层。

刚性管路和保温层形成保温刚性管路，保温结构采用密封材料进行防水处理，保温材料和刚性管路的外露部分均涂覆防腐材料。

更进一步的，分集水环3的高度方向上开设有若干层取水孔9，每层取水孔9均匀分布，相邻两层取水孔9交错分布，取水孔9的直径小于取水管5的直径。

取水孔9设有两层，包括上层取水孔和下层取水孔，下层取水孔的孔径设为取水管5孔径的2/3，上层取水孔的孔径设为下层取水孔孔径的1/2～2/3，两层取水孔9均对称均匀分布，上层取水孔与下层取水孔交错布置。

基础连接部6设有柔性连接层13，柔性连接层13的设置使取水管5在承受的流体扰动被柔性连接层13吸收，以保证取水管5的安装稳定性。取水管5与基础连接部6连接的一端设有连接法兰10，基础连接部设有与连接法兰10相适配的预埋连接法兰，预埋连接法兰与连接法兰10密封连接，使取水管5与预埋输送管路连通，将取得的流体输送进行供热；其中，柔性连接层13夹持在连接法兰10和预埋连接法兰之间，使预埋连接法兰与连接法兰10密封，且柔性连接层13的厚度大于常规的法兰用密封圈的厚度，柔性连接层13的厚度不小于连接法兰10的厚度，保证柔性连接层13能够产生足够的柔性变形以吸收流体扰动。

柔性连接层13的形状与预埋连接法兰相同，柔性连接层13的边缘宽度略大于预埋连接法兰宽度，柔性连接层13表面平滑、无划痕、无凸凹现象。基础连接部的安装过程，先将柔性连接层13无缝隙并平铺于预埋连接法兰上，再安装上部连接法兰10，柔性连接层13的两个端面紧密贴合连接法兰10和预埋连接法兰，预埋连接法兰中心孔与其上部连接法兰10中心孔对中，用螺栓紧固在一起，完成连接。连接法兰10与预埋连接法兰之间连接柔性连接层13，使取水管5与基础平台7为柔性连接，柔性连接层13能够承受和缓冲流体内的扰动，缓解水流扰动对管路造成的冲击。

本实施例还提供一种储热水池8，包括池体、分层取热装置，池体内铺设有基础平台7，基础连接部6连接在基础平台7上。利用分层取热装置的集水部将大容积地下储热水池8中不同温度分层的热量沿四周水平方向均匀而无上下层扰动的提取出来。

在水池中可以同时设置若干个不同高度的分层取热装置，以便对不同垂直高度的分层热量进行利用，操作简便、安全性高。

大容积地下储热水池8中不同温度分层的热量均匀而无上下层扰动的提取出来，利用分层取热装置将不同温度分层的水通过基础平台7运输至用热装置进行热交换并提供用热需求。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分层取热装置，其特征在于，包括集水部、支撑取水部和基础连接部，所述支撑取水部连接所述集水部和所述基础连接部，所述基础连接部连接在安装面上，所述集水部、所述支撑取水部和所述基础连接部形成贯通的取水通道，所述集水部包括顶部阻隔板、分集水环和底部阻隔板，所述分集水环围覆形成环状结构，所述顶部阻隔板和所述底部阻隔板分别盖设在所述分集水环的顶部和底部，所述分集水环上开设有取水孔。

2.根据权利要求1所述的分层取热装置，其特征在于，所述顶部阻隔板和所述底部阻隔板之间连接有若干个支撑柱，所述支撑柱的两端螺纹连接在所述顶部阻隔板和所述底部阻隔板上。

3.根据权利要求1所述的分层取热装置，其特征在于，所述支撑取水部设有取水管，所述取水管与所述顶部阻隔板或所述底部阻隔板法兰连接。

4.根据权利要求3所述的分层取热装置，其特征在于，所述取水管包括刚性管路和保温层，所述刚性管路上围覆有所述保温层，所述保温层与所述刚性管路密封连接，所述取水管上涂覆有防腐层。

5.根据权利要求3或4所述的分层取热装置，其特征在于，所述取水管的长度可调节。

6.根据权利要求3所述的分层取热装置，其特征在于，所述分集水环的高度方向上开设有若干层取水孔，相邻两层所述取水孔交错分布，所述取水孔的直径小于所述取水管的直径。

7.根据权利要求6所述的分层取热装置，其特征在于，所述取水孔设有两层，包括上层取水孔和下层取水孔，所述下层取水孔的孔径设为所述取水管孔径的2/3，所述上层取水孔的孔径设为所述下层取水孔孔径的1/2～2/3。

8.根据权利要求1所述的分层取热装置，其特征在于，所述分集水环围覆形成圆形环、矩形环或多边形环。

9.根据权利要求1所述的分层取热装置，其特征在于，所述基础连接部设有柔性连接层。

10.一种储热水池，其特征在于，包括池体、权利要求1-9任意一项所述的分层取热装置，所述池体内铺设有基础平台，所述基础连接部连接在所述基础平台上。

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