CN213021145U - 一种温度分层型卧式多槽水储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种温度分层型卧式多槽水储能装置，包括卧式储能水箱本体，在该卧式储能水箱本体内设置有上布水器、下布水器以及稳流板组，卧式储能水箱内部由左导流通道、中部导流通道及右导流通道将其分为四个储水槽，各储水槽依次串联，在上布水器和下布水器上都均布有出水口，上布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体内上壁，下布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体下内壁。本装置设计科学合理，可建在建筑物地下室等位置，解决了装置选址困难、占地面积大、水压过高等问题，可有效降低储能装置的建设成本，多储水槽的设置可以使水在储能装置中多次分层，储能效果更好。

Description

一种温度分层型卧式多槽水储能装置

技术领域

本实用新型属于能源综合利用领域，涉及储能装置技术，尤其是一种温度分层型卧式多槽水储能装置。

背景技术

水储能技术可以实现水储冷和水储热的双重用途，解决热能供求之间在时间和空间上不匹配的矛盾，充分利用国家的分时电价政策，实现“移峰填谷”，节省运行费用。现阶段，随着环境污染的日益严重和常规能源短缺问题的日益凸显，中低温地热资源在供暖、制冷领域得到了广泛应用，地源热泵系统与水储能技术相结合是目前利用地热能供暖、制冷的主要方式。

为提高水储能系统的储能能力和储能效果、满足供暖、制冷时的负荷要求，现有的复合供能模式中多将温度分层型水储能装置耦合到地源热泵系统中。温度分层型水储能装置可以利用水在不同温度下密度不同的特点实现冷热水的自然分层，在储能水箱中形成均匀分层分布的温度段，并且水储能装置结构简单、造价低，是最有效和经济的储能模式。

现有水储能装置多采用单一立式储能水箱或柱形储能水罐，存在因体积过大、水压过高而选址困难、投资成本高等问题；现有温度分层型水储能装置中，虽然在储水槽在上部温水区与下部冷水区之间形成相对稳定的斜温层，但是在斜温层以下由于入口流场的干扰而存在扰流，会将斜温层中的一部分能量带到下部，使得储能水箱中温度分层不均匀，从而导致现有温度分层型储能装置的储能效果均不太理想；而现有的大多数卧式水储能装置因中部储水槽缺少稳流板，导致温度分层不均匀，储能效率降低。

通过对现有公开专利文献的检索，发现以下几篇技术相关公开专利文献：

1、一种水蓄热用蒸汽循环储能系统(公开号：CN111351017A)，涉及一种水蓄热用蒸汽循环储能系统，包括内部为中空结构用于储存蓄水的箱体和设置于箱体两侧用于支撑箱体的支撑柱，其特征在于：还包括可对蓄水进行分离的分离组件、对分离后的蓄水进行可控加热的加热组件和用于生产热蒸汽的热蒸汽组件；所述分离组件设置有两组且共同作用于箱体内部将箱体内部分隔成三个独立空腔，相邻两个独立空腔可生储存不同温度蓄水，另一个独立空腔可储存热蒸汽。简而言之，本申请技术方案通过连贯而又紧凑的结构解决了传统的水蓄热储能用蒸汽设备无法根据使用所需储存、生成不同温度的热水的问题，更进一步解决传统水蓄热蒸汽设备容易因水垢而影响设备及蓄水正常使用的问题。

2、一种循环水储能装置(公开号CN207945040U)，涉及一种循环水储能装置，包括第一储水箱体与第二储水箱体，第一储水箱体重力位势高度高于第二储水箱体，第一储水箱体与第二储水箱体之间连接有第一管体与第二管体，第一管体上设置有水轮发电机，第二管体上设置有抽水泵，第一储水箱体的顶部设置有光伏发电组件与光伏扬水逆变器；本实用新型的结构简单，设计合理，在光照充足的白天，可以将太阳能转换成电能，再转换成水的重力势能存储在第一储水箱体内，在光照条件不好、无光照或是停电的情况下，可以将第一储水箱体内水的重力势能转换成电能供人们使用。

通过技术特征对比，上述公开专利文献与本发明专利相比较虽然解决技术问题有相似之处，但具有区别技术特征，且该区别技术特征及该区别技术特征所产生的技术效果并没有在上述公开专利文献中记载。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种温度分层型卧式多槽水储能装置，该装置能够实现将卧式储能水箱建在建筑物地下室等位置，能够解决现有储能装置选址困难、占地面积大、投资成本高等问题；同时，该装置通过增加隔板与挡水板的方式将储能水箱分隔成多个储水槽，可以实现水在储能装置中多次分层，并且在中部储水槽之间增加了上、下稳流板，既能保证供热时，中部储水槽温度分层均匀，又能保证供冷时温度分层均匀；另外，该装置能够使储水槽中的温度分层均匀，高低温水分层明显，能够解决现有储能装置中斜温层扰流过大、储能效率低下等诸多技术问题。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种温度分层型卧式多槽水储能装置，包括卧式储能水箱本体，在该卧式储能水箱本体内设置有上布水器、下布水器以及稳流板组，所述卧式储能水箱外部包有保温层，内部由左导流通道、中部导流通道及右导流通道将其分为四个储水槽，各储水槽依次串联，所述上布水器通过热水管道安装在卧式储能水箱本体内部一侧，所述下布水器通过冷水管道安装在卧式储能水箱本体内部另一侧，在上布水器和下布水器上都均布有出水口，上布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体内上壁，下布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体下内壁。

而且，所述的稳流板组设置在左导流通道右导流通道分隔成的储水槽中，该组稳流板组由两个单元稳流板组组成，其中每个单元稳流板包括一个上稳流板和一个下稳流板，两个单元稳流板组之间设置有所述的中部导流通道，在上稳流板与下稳流板上都布设有稳流板孔。

而且，所述左导流通道由左隔板和左挡水板组成，所述左隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，所述左挡水与卧式储能水箱本体内壁上相连，且左隔板和左挡水板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

而且，所述右导流通道由右挡水板和右隔板组成，所述右挡水板与卧式储能水箱本体内上壁相连，所述右隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，且右挡水板和右隔板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

而且，所述中部导流通道由中部挡水板和中部隔板组成，所述中部挡水板与卧式储能水箱本体内上壁相连，所述中部隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，且中部挡水板和中部隔板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本装置由于下布水器的开口朝向下方，上布水器的开口朝向上方，因此水体注入储水槽时不会直接与储水槽中的水混合，而是先经过卧式储能水箱内壁撞击缓冲后形成静压，从而避免了冷热流体之间的掺混，进而提高了储能效率。

2、本装置的卧式储能水箱内在整个储、放能过程中，由于隔板和挡水板与水箱的底部和上部液面的空隙以及隔板和挡水板之间的间距都起到了导流的作用，并且所有分区内均为温度较高的水在上面，温度较低的水在下面，利用了水温不同所产生的密度差来防止冷、热水的混合，提高了储能效率。

3、本装置在中间各储水槽上装有上、下稳流板，稳流板上开布设有孔径大小相同、排列有序的小孔，储、放能时，冷、热水要先通过中间储水槽的上、下稳流板，降低了冷、热水的流动速度，防止冷、热水的混合，进一步提高了储能效率。

4、本装置设计科学合理，可建在建筑物地下室等位置，解决了装置选址困难、占地面积大、水压过高等问题，可有效降低储能装置的建设成本，可根据需求将卧式储能水箱分隔为多个储水槽，可以使水在储能装置中多次分层，储能效果更好。

5、本实用新型克服现有技术不足之处，提供一种温度分层型卧式多槽水储能装置，该装置能够实现将卧式储能水箱建在建筑物地下室等位置，能够解决现有储能装置选址困难、占地面积大、投资成本高等问题；同时，该装置通过增加隔板与挡水板的方式将储能水箱分隔成多个储水槽，可以实现水在储能装置中多次分层，并且在中部储水槽之间增加了上、下稳流板，既能保证供热时，中部储水槽温度分层均匀，又能保证供冷时温度分层均匀；另外，该装置能够使储水槽中的温度分层均匀，高低温水分层明显，能够解决现有储能装置中斜温层扰流过大、储能效率低下等诸多技术问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的主视局部剖面图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种温度分层型卧式多槽水储能装置，如图1所示，包括卧式储能水箱本体1，在该卧式储能水箱本体内设置有上布水器6、下布水器9以及稳流板组，所述卧式储能水箱外部包有保温层，内部由左导流通道2、中部导流通道4及右导流通道5将其分为四个储水槽，各储水槽依次串联，所述上布水器通过热水管道7安装在卧式储能水箱本体内部一侧，所述下布水器通过冷水管道10安装在卧式储能水箱本体内部另一侧，在上布水器和下布水器上都均布有出水口，上布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体内上壁，下布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体下内壁。

根据实际使用需要不仅限于设置四个储水槽，也可以利用多个导流通道，设置多个出水槽。

所述的稳流板组设置在左导流通道右导流通道分隔成的储水槽中，该组稳流板组由两个单元稳流板组组成，其中每个单元稳流板包括一个上稳流板3和一个下稳流板8，两个单元稳流板组之间设置有所述的中部导流通道，在上稳流板与下稳流板上均布设有稳流板孔。

如图2所示，所述左导流通道由左隔板2-1和左挡水板2-2组成，所述左隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，所述左挡水与卧式储能水箱本体内壁上相连，且左隔板和左挡水板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

所述右导流通道由右挡水板5-2和右隔板5-1组成，所述右挡水板与卧式储能水箱本体内上壁相连，所述右隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，且右挡水板和右隔板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

所述中部导流通道由中部挡水板4-2和中部隔板4-1组成，所述中部挡水板与卧式储能水箱本体内上壁相连，所述中部隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，且中部挡水板和中部隔板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

上述隔板与挡水板之间有适当的间隔，隔板上端与挡水板下端分别与卧式储能水箱本体的内上、下壁之间有适当的距离，上稳流板与下稳流板与卧式储能水箱本体的内上、下壁之间有适当的距离。

储冷时，冷水由左边的冷水管道进入下布水器，通过下布水器的出水流入卧式储能水箱的底部，而卧式储能水箱内的热水则由顶部溢流进入左导流通道，再通过左挡水板的底部、穿过下稳流板进入中部左侧储水槽，再穿过上稳流板进入中部导流通道，再通过左挡水的底部、穿过下稳流板进入中部右侧储水槽，再穿过上稳流板进入右导流通道，最后穿过右挡水板的底部，通过上布水器和热水管道流出卧式储能水箱，当整个卧式储能水箱内全部为所需的冷水时，储冷过程结束。

放冷时，热水由右边的上布水器的出水口进入卧式储能水箱，而卧式储能水箱内的冷水则由底部溢流进入右导流通道，再通过右隔板的顶部、穿过上稳流板进入中部右侧储水槽，再穿过下稳流板进入中部导流通道，接着通过中部隔板的顶部、穿过上稳流板进入中部左侧储水槽，再穿过下稳流板进入左导流通道，最后穿过左隔板的顶部，通过下布水器和冷水管道流出卧式储能水箱，当整个卧式储能水箱内冷水全部流出时，放冷过程结束。

储热时，热水由右边的上布水器的出水口进入卧式储能水箱，而卧式储能水箱内的冷水则由底部溢流进入右导流通道，再通过右隔板的顶部、穿过上稳流板进入中部右侧储水槽，再穿过下稳流板进入中部导流通道，接着通过中部隔板的顶部、穿过上稳流板进入中部左侧储水槽，再穿过下稳流板进入左导流通道，最后穿过左隔板的顶部，通过下布水器和冷水管道流出卧式储能水箱，当整个卧式储能水箱内全部为所需的热水时，储热过程结束。

放热时，冷水由左边的冷水管道进入下布水器，通过下布水器的布水器出水口流入卧式储能水箱的底部，而卧式储能水箱内的热水则由顶部溢流进入左导流通道，再通过左挡水板的底部、穿过下稳流板进入中部左侧储水槽，再穿过上稳流板进入中部导流通道，再通过左挡水板的底部、穿过下稳流板进入中部右侧储水槽，再穿过上稳流板进入右导流通道，最后穿过右挡水板的底部，通过上布水器和热水管道流出卧式储能水箱，当整个卧式储能水箱内的热水全部流出时，放热过程结束。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种温度分层型卧式多槽水储能装置，其特征在于：包括卧式储能水箱本体，在该卧式储能水箱本体内设置有上布水器、下布水器以及稳流板组，所述卧式储能水箱外部包有保温层，内部由左导流通道、中部导流通道及右导流通道将其分为四个储水槽，各储水槽依次串联，所述上布水器通过热水管道安装在卧式储能水箱本体内部一侧，所述下布水器通过冷水管道安装在卧式储能水箱本体内部另一侧，在上布水器和下布水器上都均布有出水口，上布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体内上壁，下布水器的出水口朝向卧式储能水箱本体下内壁。

2.根据权利要求1所述的一种温度分层型卧式多槽水储能装置，其特征在于：所述的稳流板组设置在左导流通道右导流通道分隔成的储水槽中，该组稳流板组由两个单元稳流板组组成，其中每个单元稳流板包括一个上稳流板和一个下稳流板，两个单元稳流板组之间设置有所述的中部导流通道，在上稳流板与下稳流板上都布设有稳流板孔。

3.根据权利要求1所述的一种温度分层型卧式多槽水储能装置，其特征在于：所述左导流通道由左隔板和左挡水板组成，所述左隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，所述左挡水与卧式储能水箱本体内壁上相连，且左隔板和左挡水板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

4.根据权利要求1所述的一种温度分层型卧式多槽水储能装置，其特征在于：所述右导流通道由右挡水板和右隔板组成，所述右挡水板与卧式储能水箱本体内上壁相连，所述右隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，且右挡水板和右隔板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

5.根据权利要求1所述的一种温度分层型卧式多槽水储能装置，其特征在于：所述中部导流通道由中部挡水板和中部隔板组成，所述中部挡水板与卧式储能水箱本体内上壁相连，所述中部隔板与卧式储能水箱本体内下壁相连，且中部挡水板和中部隔板与卧式储能水箱本体的内壁连接处接合并防水密封。

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