一種蓄熱水箱系統的製作方法
2023-07-07 18:55:41 2
專利名稱：一種蓄熱水箱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及蓄熱技術，具體涉及一種蓄熱水箱系統。
背景技術：
蓄熱水箱是製造、動力等工業領域中極其常見的設備。在生產過程中，由於生產工藝特點或者設備故障等原因，導致其生產所需的熱水不能保持連續地供給，如一些工藝場合可能出現連續數天不能生產熱水，此時，蓄熱水箱系統作為一種緩衝裝置，在熱水供給出現間斷時，則由蓄熱水箱進行熱水供給。對於此類蓄熱水箱，設計時需要解決兩個問題(I)在不能正常生產熱水時，如何確保水箱的蓄水量，進行正常熱水供給；(2)如何防止實際運行中的熱損失。對於第一個問題，設計時只需要計算出合理的水箱容積即可；對於第二個問題，一些研究人員設計了提高保溫層性能的蓄熱水箱。如專利號為201110134930. 2的一種蓄熱水箱(如附圖
I所示)，其目的是減少箱體壁面的熱量散失。但在正常運行時，即時生產的熱水首先流入水箱，經過了與水箱蓄存的水混合後再流出，此過程即使在水箱沒有溫度分層的情況下，也會大量散熱。但是，對於該蓄熱水箱，其內部的溫度分層不可忽視，水箱內部的溫度分層將導致如下兩個問題變得更為突出(1)正常工況下，由於出水口流出的熱水溫度均低於進水口流入的熱水溫度，這樣將嚴重、持續地影響熱水供應的品質；(2)這將導致蓄熱水箱平均水溫較高，由水箱壁面造成的熱損失較大。因此，不僅熱水品質供應受到比較大的影響，又造成了不必要的能源浪費。
發明內容為彌補上述缺陷，本實用新型提出一種蓄熱水箱系統，該系統考慮到熱水的分層問題，供應熱水品質較高，且能源浪費較少。為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案予以實現。一種蓄熱水箱系統，其特徵在於，包括蓄熱水箱，放置於蓄熱水箱內的溫度傳感器，位於蓄熱水箱外的控制器、第一三通換向閥和第二三通換向閥；所述蓄熱水箱連接有進水管，所述進水管與所述第一三通換向閥的主通路出口連接；所述蓄熱水箱連接有出水管，所述出水管與所述第二三通換向閥的主通路入口連接；所述第一三通換向閥的旁通口與所述第二三通換向閥的旁通口之間連接有旁通管；所述溫度傳感器的輸出引線連接控制器的輸入端，所述控制器的兩個輸出端分別連接所述第一三通換向閥的控制端和所述第二三通換向閥的控制端。上述技術方案的特點和進一步改進在於所述溫度傳感器為一個以上，且各溫度傳感器設置在蓄熱水箱內水體的不同溫度層中。所述第一三通換向閥的主通路入口連接有熱水供應裝置。[0014]所述第二三通換向閥的主通路出口連接有用戶水管。本實用新型蓄熱水箱系統，一方面在生產熱水設備故障等不能正常工作時，由蓄熱水箱蓄存的熱水能基本滿足其他工藝或者生活要求而不造成大量的熱散失；另一方面是平時所供應的熱水為即時生產的熱水，熱水品質較高。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。圖I為用於蓄熱的傳統水箱示意圖；圖2為本實用新型蓄熱水箱系統結構示意圖；圖3為本實用新型蓄熱水箱內水體溫度分層示意圖；其中，I、傳統水箱；2、保溫內膽；3、進水口 ；4、出水口 ；5、石棉保溫層；6、聚本乙稀泡沫塑料保溫層；7、酚醛樹脂泡沫保溫層；8、控制器；9、溫度傳感器；10、第一三通換向閥；
11、旁通管；12、第二三通換向閥；13、進水管；14、出水管；15、蓄熱水箱。
具體實施方式
用於蓄熱的傳統水箱參考附圖I所示，包括傳統水箱I、設置在傳統水箱I內部的保溫內膽2，保溫內膽2內壁依次設有石棉保溫層5、聚苯乙烯泡沫塑料保溫層6、酚醛樹脂泡沫保溫層7，傳統水箱I設有進水口 3和出水口 4。使用時，熱水通過進水口 3進入保溫內膽2，由於保溫內膽設有上述三層保溫層，所以傳統水箱I內熱水可以得到保溫續存，待使用時，熱水從出水口 4流出，供應用戶。附圖2為本實用新型的蓄熱水箱系統，包括蓄熱水箱15，放置於蓄熱水箱15內的溫度傳感器9,位於蓄熱水箱15外的控制器8、第一三通換向閥10和第二三通換向閥12,溫度傳感器9為多個，且各溫度傳感器9分別位於蓄熱水箱15內水體的不同溫度層中；蓄熱水箱15連接有進水管13，進水管13與第一三通換向閥10的主通路出口連接；蓄熱水箱15連接有出水管14，述出水管14與第二三通換向閥12的主通路入口連接；第一三通換向閥10的旁通口與第二三通換向閥12的旁通口之間連接有旁通管11 ;溫度傳感器9的輸出引線連接控制器8的輸入端，控制器8的兩個輸出端分別連接第一三通換向閥10的控制端和第二三通換向閥12的控制端；第一三通換向閥10的主通路入口連接有熱水供應裝置，第二三通換向閥12的主通路出口連接有用戶水管。正常工況時，熱水供應裝置流出的熱水不經過蓄熱水箱15，直接由旁通管11流入蓄熱水箱15的出水管14，再進入用戶水管供給用戶；當溫度傳感器9感受到的溫度低於設置下限時，第一三通換向閥10和第二三通換向閥12關斷旁通管11，打開蓄熱水箱15的進水管13和出水管14，熱水通過蓄熱水箱15輸出；當溫度傳感器9感受到的溫度超過設置上限時，第一三通換向閥10和第二三通換向閥12關斷通往蓄熱水箱15的管路，即關斷蓄熱水箱15的進水管13和出水管14，打開旁通管11，熱水直接由旁通管11輸出。當設備故障或許要檢修時，僅需三通換向閥12關斷旁通管11，同時打開蓄熱水箱15的出水管14，存儲在蓄熱水箱15中的水輸出起到臨時供給的作用。參考附圖3，蓄熱水箱15內水體溫度分層，是因為水的密度是隨溫度變化的，溫度越高水的密度就越小。因此，密度較小的水受到浮力的作用會處於蓄熱水箱15的上部，從整體來看，蓄熱水箱15內部會形成明顯的溫度分層，最上層溫度為325K，最下層溫度為321K，且溫度由上到下分層減小，該各層溫度通過各溫度傳感器9測定，各溫度傳感器9將測定的溫度反饋給控制器8，控制器8控制第一三通換向閥10和第二三通換向閥12的開/關動作。為保證控制器8能夠獲得準確的溫度分布信息，溫度傳感器9應設置在蓄熱水箱15內部熱水溫度分層的各層中。溫度分層的確定方法，根據蓄熱水箱15的幾何特徵及蓄熱水箱15進水管13的尺寸、蓄熱水箱15的出水管14的尺寸，採用k- ε模型結合SIMPLE算法，首先求解動量方程和能量方程
權利要求1.一種蓄熱水箱系統，其特徵在於，包括蓄熱水箱，放置於蓄熱水箱內的溫度傳感器，位於蓄熱水箱外的控制器、第一三通換向閥和第二三通換向閥； 所述蓄熱水箱連接有進水管，所述進水管與所述第一三通換向閥的主通路出口連接；所述蓄熱水箱連接有出水管，所述出水管與所述第二三通換向閥的主通路入口連接；所述第一三通換向閥的旁通口與所述第二三通換向閥的旁通口之間連接有旁通管； 所述溫度傳感器的輸出引線連接控制器的輸入端，所述控制器的兩個輸出端分別連接所述第一三通換向閥的控制端和所述第二三通換向閥的控制端。
2.如權利要求I所述蓄熱水箱系統，其特徵在於，所述溫度傳感器為一個以上。
3.如權利要求2所述蓄熱水箱系統，其特徵在於，所述溫度傳感器設置在蓄熱水箱內水體的不同溫度層中。
4.如權利要求I所述蓄熱水箱系統，其特徵在於，所述第一三通換向閥的主通路入口連接有熱水供應裝置。
5.如權利要求I所述蓄熱水箱系統，其特徵在於，所述第二三通換向閥的主通路出口連接有用戶水管。
專利摘要本實用新型涉及蓄熱技術，公開了一種蓄熱水箱系統。該系統包括蓄熱水箱，放置於蓄熱水箱內的溫度傳感器，位於蓄熱水箱外的控制器、第一三通換向閥和第二三通換向閥；蓄熱水箱連接有進水管，進水管與第一三通換向閥的主通路出口連接；蓄熱水箱連接有出水管，出水管與第二三通換向閥的主通路入口連接；第一三通換向閥的旁通口與第二三通換向閥的旁通口之間連接有旁通管；溫度傳感器的輸出引線連接控制器的輸入端，控制器的兩個輸出端分別連接第一三通換向閥的控制端和第二三通換向閥的控制端。本實用新型，一方面在生產熱水設備故障時，由蓄熱水箱蓄存的熱水能基本滿足熱水需求，且熱散失少；另一方面即時生產的熱水，熱水品質較高。
文檔編號F28D20/00GK202814180SQ201220348558
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者邵治民, 司鵬飛, 郭慶剛 申請人:中國輕工業西安設計工程有限責任公司