一种恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器及其实现方法_2

文档序号:9862586阅读:来源:国知局
, 保持多温水箱的外侧环形水箱的水温对应于饱和参数不变,此时多温水箱的外侧环形水箱 的水温高于环境温度,多温水箱的外侧环形水箱的水温通过热风通道的静止空气层和储热 房的外墙壁对环境散热,与此同时,稳温水箱内的水蒸气将随散热的进行而逐渐凝结成水, 放出汽化时所吸收的汽化潜热,直至环境气温t e升高至等于稳温水箱的最佳水温而停止对 环境散热;
[0027] 6)依据本发明恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器所在地的某个季节的平均环 境气温,设定稳温水箱的水温,既维持稳温水箱的水温与环境气温之差 < 两者之间的传热 温差,以最大限度利用环境高温资源,又保持稳温水箱水温^该季节的平均温度;季节变化 导致环境气温t e的变化时,由信息采集与控制系统按设定算法自动调整稳温水箱的第二入 口,以自动调整稳温水箱内的饱和水参数,使稳温水箱的水在新的饱和参数下进行吸热汽 化和放热冷凝的相变过程。
[0028] 本发明的一种恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器及其实现方法的优点体现 在:
[0029] 1储热器的多温水箱水温长效,其包括保温房体和保温顶盖的储热房整个储热器 营造温度为10 - 2 0 °C的室温外部环境,稳温水箱外侧的饱和水容水间和内侧的饱和蒸汽容 汽间能够在白天向环境吸收热量,使外侧的饱和水容水间内的饱和水汽化,水蒸汽由环形 半透膜进入内侧的饱和蒸汽容汽间储存热量,晚上对环境散发热量时,内侧的饱和蒸汽容 汽间的水蒸汽放热液化,因此始终保持稳温水箱的温度稳定,从而确保本发明储热器的多 温水箱温降达到最小,达到长效的目的。
[0030] 2.储热器的多温水箱水温低损,白天温度高于稳温水箱温度时,低温水箱的吸热 过程是强制对流过程,晚上环境温度低于低温水箱温度时,低温水箱的散热过程是自然对 流过程,如果两个过程的换热面材料、换热面积等选取得当,同样时间、同样温差下,吸热过 程的吸热量可以远大于散热,这时如果适当提高低温水箱的温度,白天的吸热过程时间比 放热时间缩短,同样可以使当天的高温水箱对低温水箱的散热量加上低温水箱白天从环境 的吸热量之和与晚上对环境的散热量相等,由于低温水箱温度升高,高温水箱对低温水箱 的温差变小,由内向外的散热量随着变少,高温水箱内水的温降变小,这样就达到长效、低 损储热的目的。以最小的散热量对环境散热。
[0031] 3.多温,储热器中高、中、低多温热水水箱满足了系统、用户等对于不同储热水温 的需求;
[0032] 4.灵活,由于储热器高效、环保、多温等特点,可以灵活的和多种能源进行组合,根 据热用户的类型,而分别拟定相应的测控算法。对于分布式特型用户,如需联供电、气、热 (冷)、肥综合型用户,可以根据具体情况拟定相应的策略并编制相应算法,以最灵活快捷地 适应多参数测控的需要。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明的恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器的主视示意图;
[0034]图2为图1的A-A剖视不意图;
[0035] 图3为图1的局部放大视不意图;
[0036] 图4为本发明的恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器的多种能源利用系统示意 图;
[0037]图5为为天气预报曲线图;
[0038]图6为实施例2的结构示意图;
[0039]图7为实施例3的结构示意图。
[0040]图中1高温水箱,2中温水箱,3低温水箱,4稳温水箱,5热风通道,6储热房,7环形间 隔壁,8均流翅片,9进风口,10均温器,11保温层,12热水入口,13第二入口,14热暖气,15进 口,16饱和水容水间,17饱和蒸汽容汽间,18出风口,19压力传感器,20温度传感器,21导水 翅片,22半透膜,23出口,24保温顶盖,25次高温水箱,26箱体,27次中温水箱,28阀门,29水 栗,30流量传感器,31信息采集与控制系统,32多温热源,33多温热负荷,34风速传感器,35 鼓风机,36真空栗。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0042] 参见图1-图5,实施例1,本实施例一种恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器,它 包括储热房6、箱体26、热暖气14、环形间隔壁7,所述储热房6包括保温房体和保温顶盖24, 所述储热房6的保温房体分别设置对置的进风口 9和出风口 18,进风口 9与鼓风机35密封连 接,储热房6的保温顶盖24与保温房体密封固连;所述箱体26置于储热房6内并固连,箱体26 沿周与储热房6之间形成环形腔隙作为热风通道5,所述热暖气14置于作为热风通道5的环 形腔隙底部并固连,热暖气14的热水入口 12与多温热源32的热水源通过流量传感器30、水 栗29和阀门28密封连接,八个均流翅片8均分别水平置于作为热风通道5的环形腔隙内、套 接在箱体26上并固连,风速传感器34和温度传感器20均分别置于作为热风通道5的环形腔 隙内并与箱体26固连;所述三个环形间隔壁7均分别置于箱体26内、且由内到外依次套接并 分别与箱体26固连,三个环形间隔壁7之间形成中心水箱及两个环形水箱,由此构成多温水 箱,多温水箱的中心水箱及两个环形水箱由内到外依次为高温水箱1、中温水箱2和低温水 箱3,其高温水箱1、中温水箱2和低温水箱3内储存的热水温度由内到外依次降低,中心水箱 和每一个环形水箱的顶部和底部均分别设置保温层11、内部设置温度传感器20,各保温层 11的厚度相同或不同,高温水箱1或中温水箱2或低温水箱3上部的出口23与热负荷33分别 依次通过阀门28、水栗29和流量传感器30密封连接,高温水箱1或中温水箱2或低温水箱3下 部的进口 15与多温热源32之间均分别依次密封连接流量传感器30、水栗29和阀门28;位于 最外侧的环形间隔壁7与箱体26之间构成环形的稳温水箱4,稳温水箱4的顶部和底部均分 别设置保温层11,稳温水箱4上部的第一入口与真空栗36密封连接、下部的第二入口 13与多 温热源32的饱和水源的出口密封连接,稳温水箱4内置压力传感器19和温度传感器20;热风 通道5内置的风速传感器34和温度传感器20、多温水箱内置的温度传感器20、稳温水箱4内 置的压力传感器19、温度传感器20、鼓风机35、真空栗36、水栗29、阀门28和流量传感器30均 分别与信息采集与控制系统31信号连接。
[0043] 所述稳温水箱4的结构是:稳温水箱4内置环形半透膜22,环形半透膜22底部与箱 体26固连、顶部与箱体26之间留有缝隙,环形半透膜22将稳温水箱4分隔为两个环形空间, 外侧环形空间为饱和水容水间16、内侧环形空间为饱和蒸汽容汽间17,十个环形的导水翅 片21均分别倾斜置于饱和蒸汽容汽间17、外侧与环形半透膜22固连,压力传感器19和温度 传感器20均分别置于稳温水箱4的饱和蒸汽容汽间17并固连,稳温水箱4上部的第一入口与 稳温水箱4的饱和水容水间16对应、与真空栗36密封连接,稳温水箱4下部的第二入口 13- 端与环形半透膜22连通、另一端与多温热源32的饱和水源的出口密封连接。
[0044] 所述多温水箱的每一个环形水箱内均分别设置三个均温器10并固连,所述均温器 10上设置若干个过流孔,均温器10置于多温水箱高度的1/4~1/2处,以消除储热水箱的热 分层现象,提高储热水箱容积利用率。
[0045] 所述每一个环形间隔壁7的结构相同,其材料和厚度相同或不同,具体结构是:它 包括外壁、内壁和保温隔热层,所述外壁和内壁均为环形,所述外壁套接在内壁上,保温隔 热层置于外壁和内壁之间并固连。
[0046] 本实施例采用现有技术制造,所述风速传感器34、温度传感器20、压力传感器19、 阀门28、水栗29、流量传感器30、鼓风机35和信息采集与控制系统31均为现有技术的市售产 品。
[0047] 本实施例的实现方法包括设计计算方法和运行调整方法,其设计计算方法步骤如 下:
[0048] 1)根据用户对各水箱水温和水量的需求,设定热风通道5的结构尺寸和多温水箱 的外侧环形水箱的结构尺寸,同时设定环形间隔壁7的层数为三层,其多温水箱由内到外依 次为高温水箱1、中温水箱2和低温水箱3;
[0049] 2)优化设计多温水箱的高温水箱1、中温水箱2和低温水箱3以及储热房6的结构尺 寸;
[0050] 3)计算确定多温水箱各环形间隔壁7的厚度:
[0051] 4)根据温度预报曲线和储热房6外墙的结构尺寸确定本发明的工民两用储热器的 散热量;
[0052] 5)检验设定的热风通道5、低温水箱3、各环形间隔壁7以及储热房6的外墙壁结构 尺寸的可行性与经济性。
[0053] 所述步骤3)各环形间隔壁7的厚度算法如下:
[0054] a)由公式(1)确定本发明恒温蓄热、多温供热的工民两用储热器的自然对流传热 量
[0056]式中:qh,。一一相邻水箱的高温水箱对外的自然对流传热量;
[0057] hh;〇一一自然对流传热系数;
[0058] A一一相邻水箱的高温水箱的表面积;
[0059] Th一一相邻水箱的
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