一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置製造方法
2023-06-01 12:23:51
一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置，包括內含中心主軸的蓄冷水罐或蓄冷水槽，其上分別設有蓄冷進水口/釋冷出水口和蓄冷出水口/釋冷進水口，在所述蓄冷水罐或蓄冷水槽內設盤旋式分隔結構，所述盤旋式分隔結構由防水保溫分隔物組成，防水保溫分隔物沿中心主軸盤旋上升，防水保溫分隔物內沿與中心主軸連接，外沿與蓄冷水罐或蓄冷水槽內壁連接，所述防水保溫分隔物在蓄冷水罐或蓄冷水槽內部空間分隔形成連續的螺旋流道，該螺旋流道一端與蓄冷進水口/釋冷出水口相通，另一端與蓄冷出水口/釋冷進水口相通。由盤旋式分隔形成螺旋流道，在蓄冷/釋冷過程中僅有兩個相鄰流道存在溫差傳熱，冷溫水混合傳熱減少，並能實現大溫差蓄冷，這是一種有效提高蓄冷密度和效率的裝置。
【專利說明】一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到蓄冷裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]水蓄冷空調技術作為一種利用水的顯熱進行冷量儲存的技術:在不需要冷量或者需要冷量較少的時間段(夜間電網低谷時，同時也是空調負荷低谷)利用製冷設備製備低溫水儲存起來，然後在空調用冷或者工藝用冷高峰期(白天電網高峰時，通常也是空調負荷高峰)以滿足需求。作為一種電力移峰填谷的有效途徑，可以起到運行經濟、節能環保的效果，得到了廣泛的應用，但是在實際應用中如何減少水蓄冷槽體的佔用空間，減少蓄冷損失，提高利用效率顯得特別重要。
[0003]目前的蓄冷技術主要採用雙槽或多槽式，迷宮式，單槽隔膜式，單槽溫度分層式等幾種。雙槽式總有一個槽體不能被利用，空間利用率低；多槽式系統運行需要多個閥門切換，系統複雜，運行控制難度大；迷宮式水流速不易控制，易形成漩渦或者短路形成死區，此外存在部分冷溫水混合，水阻力較大等缺點；單槽隔膜式中隔膜不斷地上下拉升，對膜的要求較高，實用性低；目前普遍使用單槽溫度分層式，主要利用水在4°C時密度最大，利用在無攪拌的情況下出現「下冷上熱」的現象進行自然溫度分層蓄冷，但是需要精確設計、施工，保證斜溫層的厚度儘可能的小，以提高蓄冷效率，且蓄冷溫度最低不小於4°C。
實用新型內容
[0004]本實用新型為了解決雙槽式水蓄冷空間利用率低；迷宮式水蓄冷流動阻力大、蓄冷效率較低；多槽式蓄冷系統複雜，運行控制難度大；單槽隔膜式蓄冷實用性低；單槽溫度分層式斜溫層控制難度大、蓄冷效率低、且蓄冷溫度最低不小於4°C等問題。
[0005]為實現以上目的，本實用新型採取了以下的技術方案:一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置，包括內含中心主軸的蓄冷水罐或蓄冷水槽，其上分別設有蓄冷進水口 /釋冷出水口和蓄冷出水口 /釋冷進水口，在所述蓄冷水罐或蓄冷水槽內設盤旋式分隔結構，所述盤旋式分隔結構由防水保溫分隔物組成，防水保溫分隔物沿中心主軸盤旋上升，防水保溫分隔物內沿與中心主軸連接，外沿與蓄冷水罐或蓄冷水槽內壁連接，所述防水保溫分隔物在蓄冷水罐或蓄冷水槽內部空間分隔形成連續的螺旋流道，具體的是，螺旋流道的外壁是蓄冷水罐或蓄冷水槽的內壁面，螺旋流道的內壁是中心主軸的外壁面，蓄冷水罐或蓄冷水槽的內壁面和中心主軸的外壁面之間的封閉空間形成螺旋流道，該螺旋流道一端與蓄冷進水口/釋冷出水口相通，另一端與蓄冷出水口 /釋冷進水口相通。
[0006]採用防水保溫材料製作螺旋分隔，沿圓形水罐中心主軸方向盤旋上升，分隔板內沿與中心主軸連接，外沿與罐體連接，罐體的內部形成一個連續的螺旋流道。在蓄冷/釋冷過程中，由於防水隔熱分隔阻止冷溫水直接混合，沿螺旋流道方向，僅有小段流道內冷溫水直接混合傳熱，減少了斜溫層的導致的能量浪費。隨著蓄冷/釋冷過程的進行，始終僅有相鄰兩流道通過分隔的緩慢傳熱；在蓄冷結束後，罐內水溫一致，僅有罐體傳熱損失。在整個蓄冷、存儲、釋放過程中損失較小。
[0007]根據蓄冷/釋冷能力的大小及經濟水流速，確定防水保溫分隔物中分隔螺旋板的間距，並保證螺旋流道的截面積相等；根據蓄冷溫差的大小及蓄冷效率，確定螺旋分隔板的級數。
[0008]由於不依賴溫度分層實現蓄冷，可以突破分層蓄冷水溫4°C的下限，進一步降低蓄冷水溫，提高蓄水溫差，減少蓄冷槽體的體積。
[0009]由於沒有溫度分層的要求，即沒有水流穩定性的限制，可以取消溫度分層法中的布水器。同時減少了溫度分層法中布水器佔用的無效空間，提高了單位體積蓄冷密度。
[0010]由於沒有溫度分層的要求，水罐無需豎直安裝，可橫置、傾斜、埋地安裝，避免了部分建築美觀要求，降低了對水罐基礎的特殊處理要求。
[0011]由於沒有溫度分層的要求，蓄冷水罐的高徑比的要求降低，可適應蓄冷量較小，水罐較小的場合。
[0012]該實用新型水罐可做成閉式的小水罐串聯、並聯運行，實現各種蓄冷容量的隨意組合。
[0013]由於螺旋形的結構，無「死水」區，不形成漩渦，並能減小流動阻力，降低循環泵的泵耗。
[0014]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點:本實用新型涉及一種應用於大溫差水蓄冷裝置的盤旋分隔結構，由盤旋式分隔形成螺旋流道，在蓄冷/釋冷過程中僅有兩個相鄰流道存在溫差傳熱，冷溫水混合傳熱減少，並能實現大溫差蓄冷，這是一種有效提高蓄冷密度和效率的裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是盤旋式分隔蓄冷水罐示意圖；
[0016]圖2是蓄冷水罐蓄冷工況示意圖；
[0017]圖3是蓄冷水罐釋冷工況示意圖；
[0018]附圖標記說明:1 一蓄冷水罐或蓄冷水槽，2—盤旋式分隔結構，21—防水保溫分隔物，3—中心主軸，4一蓄冷出水口 /釋冷進水口，5—蓄冷進水口 /釋冷出水口。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的內容做進一步詳細說明。
[0020]實施例:
[0021]請參閱圖1所示，一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置，包括內含中心主軸3的外護聚氨酯保溫材料及防護層的冷水罐或蓄冷水槽1，其上分別設有蓄冷進水口 /釋冷出水口 5和蓄冷出水口 /釋冷進水口 4，在蓄冷水罐或蓄冷水槽I內設盤旋式分隔結構2，盤旋式分隔結構2由防水保溫分隔物21組成，防水保溫分隔物21可為導熱係數較小的材料製成的分隔板或其他的間隔結構，防水保溫分隔物21與主軸、水罐連接處採用導熱係數較小的材料密封嚴實，防水保溫分隔物21沿中心主軸3盤旋上升，防水保溫分隔物21內沿與中心主軸3連接，外沿與蓄冷水罐或蓄冷水槽I內壁連接，防水保溫分隔物21在蓄冷水罐或蓄冷水槽I內部分隔形成連續的螺旋流道，具體的是，螺旋流道的外壁是蓄冷水罐或蓄冷水槽I的內壁面，螺旋流道的內壁是中心主軸3的外壁面，蓄冷水罐或蓄冷水槽I的內壁面和中心主軸3的外壁面之間的封閉空間形成螺旋流道，該螺旋流道一端與蓄冷進水口 /釋冷出水口 5相通，另一端與蓄冷出水口 /釋冷進水口 4相通。
[0022]蓄冷工況:如圖2所示，蓄冷水泵從水罐內抽取溫水從蓄冷出水口 /釋冷進水口 4的蓄冷出水口流出，進入冷水機組，製備I一2°C的低溫水，經蓄冷進水口 /釋冷出水口 5中的蓄冷進水口流回蓄水罐中，溫水在蓄冷水泵的抽吸壓差作用下不斷循環，在一個蓄冷周期內將水罐中的溫水全部製備成I一 2 V的低溫冷水。
[0023]釋冷工況:如圖3所示，釋冷水泵從水罐內抽取低溫冷水從蓄冷進水口 /釋冷出水口 5的釋冷出水口流出，進入末端空調設備，放冷後變成12°C (或者更高溫度)的溫水，經蓄冷出水口 /釋冷進水口 4中的釋冷進水口流回蓄水罐中，低溫冷水在蓄冷水泵的抽吸壓差作用下不斷循環，在一個釋冷周期內將水罐中的低溫冷水全部放冷至12°C。
[0024]如此可實現I一 12°C大溫差蓄冷，提高了蓄冷密度和蓄冷效率。
[0025]上列詳細說明是針對本實用新型實用新型可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。
【權利要求】
1.一種盤旋式大溫差水蓄冷裝置，包括內含中心主軸(3)的蓄冷水罐或蓄冷水槽(I )，其上分別設有蓄冷進水口 /釋冷出水口(5)和蓄冷出水口 /釋冷進水口(4)，其特徵在於:在所述蓄冷水罐或蓄冷水槽(I)內設盤旋式分隔結構(2)，所述盤旋式分隔結構(2)由防水保溫分隔物(21)組成，防水保溫分隔物(21)沿中心主軸(3)盤旋上升，防水保溫分隔物(21)內沿與中心主軸(3)連接，外沿與蓄冷水罐或蓄冷水槽(I)內壁連接，所述防水保溫分隔物(21)在蓄冷水罐或蓄冷水槽(I)內部空間分隔形成連續的螺旋流道，該螺旋流道一端與蓄冷進水口 /釋冷出水口(5)相通，另一端與蓄冷出水口 /釋冷進水口(4)相通。
【文檔編號】F24F5/00GK203785145SQ201420154555
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】周群, 董凱軍, 胡濤, 曾均 申請人:中國科學院廣州能源研究所