儲熱裝置及採暖設備的製作方法

2023-04-24 16:28:46 2

本發明涉及暖通設備技術領域，尤其是涉及一種儲熱裝置，以及一種具有該儲熱裝置的採暖設備。

背景技術：

太陽能跨季節儲熱採暖，就是在非採暖季利用太陽能滿足生產生活熱水需求的同時，將多餘的太陽能儲存在各種類型儲熱裝置中，用於冬季採暖和製備生活熱水。太陽能跨季節儲熱採暖應用於大規模區域性集中採暖，可極大地減少採暖對化石能源的消耗、緩解冬季霧霾問題。

由於水具有比熱大、密度大、造價低以及易獲得等特點，現有的儲熱裝置通常利用水體進行儲熱。為了將太陽能跨季節儲熱採暖應用於大規模區域性集中採暖中，儲熱裝置內往往需要儲存幾萬甚至幾十萬立方米的水體。

如此大容量的水體儲熱在經歷長時間的散熱後，水體由於自然對流，勢必會產生明顯的溫度分層現象。在儲熱裝置接收熱源輸入的熱水時，會對溫度分層產生擾動，這將進一步促進水體內部大範圍的對流流動，進而引起水體與壁面的對流強度增大，最終導致水體通過壁面的熱損量增加，造成儲熱裝置的儲熱性能較差。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種儲熱裝置，以解決現有技術中的儲熱裝置的儲熱性能較差的技術問題。

本發明提供一種儲熱裝置，包括儲液箱、第一溫度檢測機構、第二溫度檢測機構和輸液管；

所述第一溫度檢測機構用於檢測所述輸液管內的液體的溫度；

所述第二溫度檢測機構用於檢測所述儲液箱內的液體的溫度梯度；

所述輸液管用於向所述儲液箱內的與輸液管內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體。

進一步地，所述輸液管上具有多個輸液口，多個所述輸液口在所述儲液箱的內部沿豎直方向間隔設置。

進一步地，所述輸液管上具有一個輸液口，所述輸液管上還設有升降機構，所述升降機構用於帶動所述輸液口在所述儲液箱的內部沿豎直方向運動。

進一步地，所述第二溫度檢測機構包括多個溫度傳感器，多個所述溫度傳感器在所述儲液箱的內部沿豎直方向間隔設置。

進一步地，所述第二溫度檢測機構包括一個溫度傳感器，所述溫度傳感器能夠在所述儲液箱的內部沿豎直方向運動。

進一步地，所述儲熱裝置還包括穩流箱，所述穩流箱的側壁上均勻分布有多個通孔；

所述穩流箱套設在輸液口的外部，且所述穩流箱與所述輸液管固定連接。

進一步地，所述第二溫度檢測機構設置在所述穩流箱的側壁上。

進一步地，設置在所述穩流箱的側壁上的所述第二溫度檢測機構與設置在該穩流箱內的輸液口位於同一水平面內。

進一步地，所述儲熱裝置還包括循環液管；

所述循環液管用於使所述儲液箱內的最低的溫度梯度的區域的液體輸出至儲液箱外部。

本發明的目的還在於提供一種採暖設備，包括本發明所述的儲熱裝置。

本發明提供的儲熱裝置，包括儲液箱、第一溫度檢測機構、第二溫度檢測機構和輸液管；所述第一溫度檢測機構用於檢測所述輸液管內的液體的溫度；所述第二溫度檢測機構用於檢測所述儲液箱內的液體的溫度梯度；所述輸液管用於向所述儲液箱內的與輸液管內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體。本發明提供的儲熱裝置，能夠根據熱源輸入的液體的溫度，使由熱源輸入的液體通過與其溫度相對應的溫度區間所在的區域流入儲液箱內部，能夠使由熱源輸入至儲液箱的液體溫度與儲液箱內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱的液體對儲液箱內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱內液體與儲液箱壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的儲熱裝置的機構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的儲熱裝置中的穩流箱的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的儲熱裝置中的三通閥的流向圖一；

圖4是本發明實施例提供的儲熱裝置中的三通閥的流向圖二。

圖標：1－儲液箱；2－溫度傳感器；3－三通閥；4－輸液管；5－穩流箱；51－通孔；6－循環液管。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。其中，術語「第一位置」和「第二位置」為兩個不同的位置。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

本發明提供了一種儲熱裝置及採暖裝置，下面給出多個實施例對本發明提供的儲熱裝置及採暖裝置進行詳細描述。

實施例1

本實施例提供的儲熱裝置，如圖1至圖4所示，包括儲液箱1、第一溫度檢測機構、第二溫度檢測機構和輸液管4；第一溫度檢測機構用於檢測輸液管4內的液體的溫度；第二溫度檢測機構用於檢測儲液箱1內的液體的溫度梯度；輸液管4用於向儲液箱1內的與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體。

需要說明的是，本實施例中由熱源輸入儲液箱1的液體為熱水。

儲液箱1用於儲存熱水，其中儲液箱1的外表面上設有保溫材料，以降低儲液箱1內的熱水向外部散熱。在熱水儲存在儲液箱1內一段時間後，熱水會產生溫度分層，位於不同深度區間的熱水分別具有不同的溫度。第一溫度檢測機構用於檢測輸液管4內的液體的溫度；第二溫度檢測機構用於檢測儲液箱1內的液體的溫度梯度。

在熱水需要流入儲液箱1時，輸液管4用於向儲液箱1內的與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體，能夠使由熱源輸入至儲液箱1的液體溫度與儲液箱1內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱1的液體對儲液箱1內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內液體與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

需要說明的是，與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度，可以與輸液管4內的液體的溫度相同，也可以與輸液管4內的液體的溫度存在相對較小的差距，例如，在由熱源輸入的熱水的溫度與各個溫度梯度均不一致時，輸液管4將熱源輸入的熱水輸入至與其溫度差距最小的溫度區間所對應的區域內。

本實施例提供的儲熱裝置，包括儲液箱1、第一溫度檢測機構、第二溫度檢測機構和輸液管4；第一溫度檢測機構用於檢測輸液管4內的液體的溫度；第二溫度檢測機構用於檢測儲液箱1內的液體的溫度梯度；輸液管4用於向儲液箱1內的與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體。本實施例提供的儲熱裝置，能夠根據熱源輸入的液體的溫度，使由熱源輸入的液體通過與其溫度相對應的溫度區間所在的區域流入儲液箱1內部，能夠使由熱源輸入至儲液箱1的液體溫度與儲液箱1內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱1的液體對儲液箱1內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內液體與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

進一步地，輸液管4上具有多個輸液口，多個輸液口在儲液箱1的內部沿豎直方向間隔設置。每個輸液口均能夠將輸液管4內的熱水輸入至輸液箱中，利用多個輸液口，能夠通過適合的輸液口向儲液箱1內適合的區域輸入熱水。

具體地，輸液管4上設有多個三通閥3，多個三通閥3在儲液箱1內沿豎直方向間隔設置。其中，三通閥3具有兩個豎直開口和一個水平開口，三通閥3的兩個豎直開口分別與輸液管4連通，三通閥3的水平開口即為輸液口。當三通閥3的兩個豎直開口連通時，熱水在輸液管4中流動，當三通閥3的一個數值開口和水平開口連通時，熱水從水平開口流出至儲液器中。多個三通閥3在儲液箱1內間隔設置，能夠選擇適合的三通閥3，通過該三通閥3的水平開口將熱水從適合的區域輸入至儲液箱1內。

進一步地，儲熱裝置還包括穩流箱5，穩流箱5的側壁上均勻分布有多個通孔51；穩流箱5套設在輸液口的外部，且穩流箱5與輸液管4固定連接。

穩流箱5的側壁上的通孔51能夠降低熱水的流速，使熱水較為緩慢地流入儲液箱1中，能夠起到降速穩流的作用，進一步防止由熱源輸入至儲液箱1的熱水對儲液箱1內的熱水溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內熱水與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

進一步地，第二溫度檢測機構包括多個溫度傳感器2，多個溫度傳感器2在儲液箱1的內部沿豎直方向間隔設置，每個溫度傳感器2分別設置在穩流箱5的側壁上，且設置在穩流箱5的側壁上的溫度傳感器2與設置在該穩流箱5內的輸液口位於同一水平面內。

多個溫度傳感器2分別設置在穩流箱5的側壁上，能夠分別檢測每個輸液口所在區域的熱水的溫度，各個設置在穩流箱5的側壁上的溫度傳感器2與設置在該穩流箱5內的三通閥3的水平開口分別位於同一水平面內，能夠提高溫度傳感器2測量各個輸液口所在區域的熱水的溫度的精確度。

其中，第一溫度檢測機構可以包括一個溫度傳感器2，該溫度傳感器2可以設置在輸液管4的頂端，以測量輸液管4內的熱水的溫度。

此外，儲熱裝置還可以設有控制器，控制器能夠接收溫度傳感器2測量的儲液箱1內各個輸液口所在區域的液體的溫度以及輸液管4內的熱水的溫度，控制器選擇與輸液管4內的熱水的溫度對應的儲液箱1內的液體的溫度所對應的輸液口，並控制該輸液口的打開，將熱水從該輸液口輸入至儲液箱1中。

進一步地，儲熱裝置還包括循環液管6；循環液管6用於使所述儲液箱1內的最低的溫度梯度的區域的液體輸出至儲液箱1外部。

在由熱源輸入的熱水流入儲液箱1後，儲液箱1內的最低的溫度梯度的區域的熱水將由循環液管6輸送至太陽能集熱系統中，形成一個儲熱循環。

在利用儲熱裝置儲熱時，包括以下步驟：

步驟s1：通過溫度傳感器2檢測由熱源輸入的熱水的溫度以及儲液箱1內的熱水的溫度梯度。

步驟s2：選擇儲液箱1內的與熱水的溫度對應的溫度梯度所對應的區域，從該區域將熱水輸入至儲液箱1中。

在利用儲熱裝置取熱時，包括以下步驟：

步驟s3：通過溫度傳感器2檢測儲液箱1內的熱水的溫度梯度。

步驟s4：根據預設的取熱溫度，選擇儲液箱1內與預設的取熱溫度對應的溫度梯度所在的區域，從該區域將熱水輸出至負荷端。

本實施例提供的儲熱裝置，包括儲液箱1、第一溫度檢測機構、第二溫度檢測機構和輸液管4；第一溫度檢測機構用於檢測輸液管4內的液體的溫度；第二溫度檢測機構用於檢測儲液箱1內的液體的溫度梯度；輸液管4用於向儲液箱1內的與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體。本實施例提供的儲熱裝置，能夠根據熱源輸入的液體的溫度，使由熱源輸入的液體通過與其溫度相對應的溫度區間所在的區域流入儲液箱1內部，能夠使由熱源輸入至儲液箱1的液體溫度與儲液箱1內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱1的液體對儲液箱1內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內液體與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

實施例2

本實施例提供的儲熱裝置，包括包括儲液箱1、第一溫度檢測機構、第二溫度檢測機構和輸液管4；第一溫度檢測機構用於檢測所述輸液管4內的液體的溫度；第二溫度檢測機構用於檢測所述儲液箱1內的液體的溫度梯度；輸液管4用於向儲液箱1內的與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體。

需要說明的是，本實施例中由熱源輸入儲液箱1的液體為熱水。

儲液箱1用於儲存熱水，其中儲液箱1的外表面上設有保溫材料，以降低儲液箱1內的熱水向外部散熱。在熱水儲存在儲液箱1內一段時間後，熱水會產生溫度分層，位於不同深度區間的熱水分別具有不同的溫度。第一溫度檢測機構用於檢測輸液管4內的液體的溫度；第二溫度檢測機構用於檢測儲液箱1內的液體的溫度梯度。

在熱水需要流入儲液箱1時，輸液管4用於向儲液箱1內的與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度的區域輸入液體，能夠使由熱源輸入至儲液箱1的液體溫度與儲液箱1內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱1的液體對儲液箱1內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內液體與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

需要說明的是，與輸液管4內的液體的溫度對應的溫度梯度，可以與輸液管4內的液體的溫度相同，也可以與輸液管4內的液體的溫度存在相對較小的差距，例如，在由熱源輸入的熱水的溫度與各個溫度梯度均不一致時，輸液管4將熱源輸入的熱水輸入至與其溫度差距最小的溫度區間所對應的區域內。

進一步地，輸液管4上具有一個輸液口，輸液管4上還設有升降機構，升降機構用於帶動輸液口在儲液箱1的內部沿豎直方向運動。輸液管4中的熱水能夠通過輸液口輸入至儲液箱1中。

具體地，輸液管4上設有一個三通閥3，三通閥3具有兩個豎直開口和一個水平開口，三通閥3的兩個豎直開口分別與輸液管4連通，在三通閥3的兩個豎直開口連通時，熱水在輸液管4中；在三通閥3的一個數值開口和水平開口連通時，熱水通過水平開口流入至儲液箱1中，三通閥3的水平開口即為輸液口。

其中，升降機構可以為電動推桿，也可以為液壓缸等任何適合的形式。升降機構可以與輸液管4的側壁固定連接，從而帶動輸液管4上的輸液口在儲液箱1內沿豎直方向運動，在需要向儲液箱1內輸入熱水時，可以利用升降機構帶動輸液口至適合的位置。

進一步地，第二溫度檢測機構包括一個溫度傳感器2，溫度傳感器2能夠在儲液箱1的內部沿豎直方向運動。其中，溫度傳感器2可以固定在升降機構上，升降機構帶動溫度傳感器2在儲液箱1的內部沿豎直方向運動，在需要向初夜想內輸入熱水時，升降區域可以帶動溫度傳感器2至適合的位置，以檢測出於儲液箱1內與輸液管4內的液體的溫度最為接近的溫度梯度所對應區域，隨後利用電動推桿帶動輸液口運動至該區域，即可以向儲液箱1內輸入熱水。

本實施例提供的儲熱裝置，輸液口和溫度傳感器2分別能夠在儲液箱1內沿豎直方向運動，以選擇儲液箱1內與輸液管4內的液體的溫度最為接近的溫度梯度所對應區域，提高了輸入液體的區域選擇的精度，更好地使由熱源輸入至儲液箱1的液體溫度與儲液箱1內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱1的液體對儲液箱1內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內液體與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力。

實施例3

本實施例提供的採暖裝置，包括實施例1中的儲熱裝置。儲熱箱與採暖的負荷端相連接，以使儲熱箱中的液體流入至負荷端以進行採暖。採暖的負荷端可以為暖氣片。

本實施例提供的採暖裝置，由於儲熱裝置能夠使由熱源輸入至儲液箱1的液體溫度與儲液箱1內的位於流入區域的液體溫度相匹配，避免由熱源輸入至儲液箱1的液體對儲液箱1內的液體溫度分層造成破壞，減少儲液箱1內液體與儲液箱1壁面的對流換熱強度，提高了儲熱裝置的儲熱能力，從而提高了採暖裝置的供熱能力。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。