CN219829605U - 一种大型水蓄能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大型水蓄能装置。本实用新型设计的一种大型水蓄能装置包括罐底、罐体和灌顶，利用蓄水的温度区间将罐体内部从上而下划分为高温区、中温区和低温区。罐体内部设置三个布水器分别为：高温布水器、中温布水器和低温布水器，并设置有相应的布水器出入口，在罐体内部设置的两个隔热孔板，设于温度分层的交界区域，利用布水器和隔热孔板将罐体内部的蓄水区域进行分割，使得罐体内部可以存储三种不同温度的水，同时因为隔热孔板的使用使蓄水不同温度层间的斜温层厚度减小，提高了蓄水装置的保温性能。有效实现了蓄热和蓄冷的功能，均衡了能源负荷，达到了节约能源的效果。

Description

一种大型水蓄能装置

技术领域

本实用新型涉及功能设备技术领域，尤其是指一种大型水蓄能装置。

背景技术

蓄能技术是指开启热泵主机蓄存部分能量，等到白天电价高峰时段释放蓄存能量，以减少系统运行费用，或在负荷高峰时段释放蓄存能量，以降低机组的装机容量。

随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央空调用电量已占其高峰用电量的20％以上，使得电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，对人们正常的生活带来不少影响。解决该问题的有效办法之一是应用蓄能技术，将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期，均衡城市电网负荷，达到移峰填谷的目的。

考虑经济性，水蓄能系统不仅从节能而且从节省初投资方面都具有很大的优越性，回收期短，而且实现蓄能和蓄热。空调系统可以通过夜间利用水池蓄能/蓄热，白天只需运行水泵将冷量/热量运送到需要供冷/供热的区域，从而节约电能。

冷量储存的类型有温度分层型、多水池型、隔膜型或迷宫与多水池折流型等。实践证明，相对其它类型，温度分层型(垂直流向型)最简单有效。温度分层型水蓄能是利用水在不同温度时密度不同这一物理特性，依靠密度差使温水和冷水之间保持分隔，避免冷水和温水混合造成冷量损失。水在4℃左右时的密度最大，随着水温的升高密度逐渐减小，利用水的这一物理特性，使温度低的水储存于池的下部，温度高的水位于储存于池的上部。目前，传统的温度分层型蓄能水罐由于热值交换层厚度较大，换热过程温度损失过大。鉴于此，发明了一种大型水蓄能装置。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中温度分层型蓄能水罐由于热值交换层厚度较大，导致换热过程中温度损失大的问题，以及现有的温度分层型蓄能水罐可存储的水温较少的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大型水蓄能装置，包括：

水蓄能罐主体，包括罐底、罐体、灌顶，利用蓄水的温度区间将罐体内部从上而下划分为高温区、中温区和低温区；

布水器，包括：

高温布水器，平行于罐底设于水蓄能罐罐体内部高温区上部；

中温布水器，平行于罐底设于水蓄能罐罐体内部中温区上部；

低温布水器，平行于罐底设于水蓄能罐罐体内部低温区上部；

高温布水器出入口，设于罐体底部，通过高温保温水管与高温布

水器连接；

中温布水器出入口，设于罐体底部，通过中温保温水管与高温布水器连接；

低温布水器出入口，设于罐体底部，通过低温保温水管与高温布水器连接；

隔热孔板，包括：

上隔热孔板，设于罐体内部高温区与中温区分隔位置，孔板中间

分布孔径大小一致的空洞；

下隔热孔板，设于罐体内部中温区与低温区分隔位置，孔板中间分布孔径大小一致的空洞；

温度传感器，以阶梯状设于从罐体的底部到顶部的区域。

进一步地，还包括保温支架，垂直设于罐体外壁。

进一步地，所述罐体为圆柱形，灌顶为拱形，罐体与灌顶通过包边角钢焊接连接。

进一步地，所述罐体还包括溢流口，设于罐体底部与布水器进出入口位于同一平面。

进一步地，所述罐体还包括物料进口和物料出口，物料出口设于罐体靠近底部位置，物料进口，设于罐体物料出口上方靠近物料出口位置。

进一步地，所述罐体还包括液位计口，液位计口分为两个，一个设于罐体下部，另一个设于罐体上部。

进一步地，所述灌顶还包括出气孔，设于灌顶上方。

进一步地，所述灌顶还包括超声波远传液位计口，设于灌顶上方。

进一步地，包括人孔，人孔设有两个，其中一个设于罐体靠近底部位置，另一个设于灌顶靠近边缘位置。

进一步地，所述罐体外壁、灌顶表面和罐底底部设有保温层，罐体外壁的保温层以保温支架为支撑贴合设于罐体外壁。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种大型水蓄能装置在水蓄能罐罐体内部采用了三个布水器的结构，可以选择存储三种不同温度的水，并且在罐体上按照阶梯式设置了温度传感器，可以实时观测罐体内温度的分布情况。在罐体内部设置了两个隔热孔板，以此来对不同温度的水进行温度的隔离，减少了斜温层的厚度，提高了水蓄能装置的整体保温性能。有效实现了蓄热和蓄冷的功能，均衡了能源负荷，达到了节约能源的效果。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的罐体结构示意图；

图2是本实用新型罐体内部的布水器示意图；

图3是本实用新型的拱顶结构示意图；

图4是本实用新型的保温支架示意图；

图5是本实用新型的隔热孔板示意图；

说明书附图标记说明：1、罐底；2、罐体；3、梯子、平台；4、包边角钢；5、灌顶；6、布水器支架；7、防风圈；8、保温支架；9、物料进口；10、物料出口；11、备用孔；12、出气孔；13-1～2、液位计口；14-1～92、温度传感器口；15、排水口；16、溢流口；17、超声波远传液位计口；18-1～2、人孔；19-1、低温水出入口；19-2、中温水出入口；19-3、高温水出入口；20-1、高温布水器；20-2、中温布水器；20-3、低温布水器；21、隔热孔板；22-1、高温保温水管；22-2、中温保温水管；22-3、低温保温水管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型的一种大型水蓄能装置包括：

装置主体，装置主体由罐底1，罐体2和灌顶5构成；

罐体2成圆柱形，与拱形灌顶5通过包边角钢4通过焊接的方式连接在一起，罐体内部由蓄水的温度区间划分为高温区、中温区和低温区。

如图2所示，罐体内部设置三个布水器，分别为：

高温布水器20-1，高温布水器20-1设置在罐体内部高温区上部，与罐底1平行设置，高温布水器20-1通过高温保温水管22-1与高温水出入口19-3连接，高温水从高温水出入口19-3进出，通过高温保温水管22-1进入罐内高温区上方的高温布水器20-1中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内；

中温布水器20-2，中温布水器20-2设置在罐体内部中温区上部，与罐底1平行设置，中温布水器20-2通过中温保温水管22-2与中温水出入口19-2连接，中温水从中温水出入口19-2进出，通过中温保温水管22-2进入罐内中温区上方的中温布水器20-2中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内；

低温布水器20-3，低温布水器20-3设置在罐体内部低温区上部，与罐底1平行设置，低温布水器20-3通过低温保温水管22-3与低温水出入口19-1连接，低温水从低温水出入口19-1进出，通过低温保温水管22-3进入罐内低温区上方的低温布水器20-3中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内。

罐体还设置有：

溢流口16，溢流口16与布水器进出口放置于同一平面，溢流水通过罐内溢流管从溢流口16排出；

物料进口9和物料出口10，物料出口10设于罐体靠近底部位置，物料进口9，设于罐体物料出口上方靠近物料出口10位置；

排水口15，设置于罐体底部，用于将罐体内部的水排出罐体；

人孔18-1～2，人孔设有两个，一个人孔设置于罐体2靠近底部位置，另一个人孔设于灌顶5靠近灌顶靠近边缘位置，用于对蓄水装置进行维修等情况时维修人员可以通过人孔进入罐内；

液位计口13-1～2，液位计口分为两个，一个设于罐底上部，另一个设于罐体下部，利用液位计口可以安装液位计，安装液位计可以实时观察罐体内水位情况，以便维护人员检修；

防风圈7，防风圈环绕设于罐体外部，用于防止风压导致罐体发生变形的现象；

温度传感器14-1～92，罐体上按照阶梯状设有14-1～92共92个温度传感器，实时监测罐内各分层的温度情况，便于维护人员调整蓄能状态，减少热质交换层厚度；

如图5所示，隔热孔板21，分为上隔热孔板和下隔热孔板，均为隔热材料制成，孔板中间分布孔径大小一致的空洞，便于高温区、中温区、低温区水的流通，隔热孔板设置根据客户需求设置在罐体内部相应的温度区间。隔热孔板的使用降低了斜温层的厚度，保证各温度层温度的稳定形，强化了保温效果。并增加了水蓄能装置的温度使用范围，提高了设备的利用率。

如图3所示，灌顶设置有：

出气孔12，设于灌顶5上方，用于罐内和罐体外部进行气体交换，放置罐体内气体热胀冷缩而破坏罐体结构；

超声波远传液位计口17，设于灌顶上部，用于安装超声波液位计。

如图4所示，保温支架8垂直设于罐体外壁，罐体外壁设有保温层，以高效发泡聚氨酯保温材料制成，以保温支架8为支撑设于罐体外壁，灌顶5也设置有保温层，贴合于灌顶上壁设置，以高效发泡聚氨酯保温材料制成。罐底1采用泡沫玻璃保温材料。保温层可以有效的对罐体内部和罐体外部的温度环境设置有一定的隔离作用，使罐体内部蓄能的水可以获得更好的保温效果。

水蓄能装置的工作状态可以分为以下几种：

蓄冷状态：当水蓄能装置处于蓄冷状态时，罐内始终充满水，此时低温水从低温水出入口19-1进入装置内部，通过保温水管进入罐内下方的布水器中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内。冷水由于自身特性，从装置底部开始，逐步填满装置。而装置内部的热水从中温水出入口19-2被抽出装置。温度传感器14-1～92在蓄冷过程中不间断监控装置内部情况，待罐体内部温度恒定后，蓄冷过程停止。

释冷状态：当水蓄能装置处于释冷状态时，低温水从低温水出入口19-1抽出装置，高温水从中温水出入口19-2进入水蓄能装置，通过保温水管进入罐内上方的布水器中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内。此时，热水在隔热孔板21上方聚集，并通过隔热孔板21的水流通道进入冷水区，由于隔热孔板的使用，降低了整个水蓄能装置的斜温层厚度，增加冷水的利用效率。

蓄热状态：当水蓄能装置处于释冷状态时，低温水从低温水出入口19-1抽出装置，高温水从中温水出入口19-2进入水蓄能装置，通过保温水管进入罐内上方的布水器中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内。此时，热水在隔热孔板21上方聚集，并通过隔热孔板的水流通道进入冷水区，由于隔热孔板21的使用，降低了整个水蓄能装置的斜温层厚度，增加冷水的利用效率。

释热状态：当水蓄能装置处于释热状态时，高温水从中温水出入口19-2抽出装置，低温水从低温水出入口19-1进入水蓄能装置，通过保温水管进入罐内下方的布水器中，再由分布在布水器下方的布水口送入罐内。此时，冷水在隔热孔板21下方聚集，并通过隔热孔板的水流通道进入中温水区，中温水区水进一步从上方的隔热孔板21进入高温水区，此外，待中温水区水温到达适用温度时，则由高温水出入口19-3抽出装置。由于隔热孔板的使用，降低了整个水蓄能装置的斜温层厚度，同时优化了热水利用区间，增加热水的利用效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种大型水蓄能装置，其特征在于：包括：

水蓄能罐主体，包括罐底、罐体、灌顶，利用蓄水的温度区间将罐体内部从上而下划分为高温区、中温区和低温区；

布水器，包括：

高温布水器，平行于罐底设于水蓄能罐罐体内部高温区上部；

中温布水器，平行于罐底设于水蓄能罐罐体内部中温区上部；

低温布水器，平行于罐底设于水蓄能罐罐体内部低温区上部；

高温布水器出入口，设于罐体底部，通过高温保温水管与高温布水器连接；

中温布水器出入口，设于罐体底部，通过中温保温水管与高温布水器连接；

低温布水器出入口，设于罐体底部，通过低温保温水管与高温布水器连接；

隔热孔板，包括：

上隔热孔板，设于罐体内部高温区与中温区分隔位置，孔板中间分布孔径大小一致的空洞；

下隔热孔板，设于罐体内部中温区与低温区分隔位置，孔板中间分布孔径大小一致的空洞；

温度传感器，以阶梯状设于从罐体的底部到顶部的区域。

2.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：还包括保温支架，垂直设于罐体外壁。

3.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述罐体为圆柱形，灌顶为拱形，罐体与灌顶通过包边角钢焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述罐体还包括溢流口，设于罐体底部与布水器进出入口位于同一平面。

5.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述罐体还包括物料进口和物料出口，物料出口设于罐体靠近底部位置，物料进口，设于罐体物料出口上方靠近物料出口位置。

6.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述罐体还包括液位计口，液位计口分为两个，一个设于罐体下部，另一个设于罐体上部。

7.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述灌顶还包括出气孔，设于灌顶上方。

8.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述灌顶还包括超声波远传液位计口，设于灌顶上方。

9.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：包括人孔，人孔设有两个，其中一个设于罐体靠近底部位置，另一个设于灌顶靠近边边缘位置。

10.根据权利要求1所述的一种大型水蓄能装置，其特征在于：所述罐体外壁、灌顶表面和罐底底部设有保温层，罐体外壁的保温层以保温支架为支撑贴合设于罐体外壁。