专利名称：一种蓄热水箱系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及蓄热技术，具体涉及一种蓄热水箱系统。
背景技术：
蓄热水箱是制造、动力等工业领域中极其常见的设备。在生产过程中，由于生产工艺特点或者设备故障等原因，导致其生产所需的热水不能保持连续地供给，如一些工艺场合可能出现连续数天不能生产热水，此时，蓄热水箱系统作为一种缓冲装置，在热水供给出现间断时，则由蓄热水箱进行热水供给。对于此类蓄热水箱，设计时需要解决两个问题(I)在不能正常生产热水时，如何确保水箱的蓄水量，进行正常热水供给；(2)如何防止实际运行中的热损失。对于第一个问题，设计时只需要计算出合理的水箱容积即可；对于第二个问题，一些研究人员设计了提高保温层性能的蓄热水箱。如专利号为201110134930. 2的一种蓄热水箱(如附图
I所示)，其目的是减少箱体壁面的热量散失。但在正常运行时，即时生产的热水首先流入水箱，经过了与水箱蓄存的水混合后再流出，此过程即使在水箱没有温度分层的情况下，也会大量散热。但是，对于该蓄热水箱，其内部的温度分层不可忽视，水箱内部的温度分层将导致如下两个问题变得更为突出(1)正常工况下，由于出水口流出的热水温度均低于进水口流入的热水温度，这样将严重、持续地影响热水供应的品质；(2)这将导致蓄热水箱平均水温较高，由水箱壁面造成的热损失较大。因此，不仅热水品质供应受到比较大的影响，又造成了不必要的能源浪费。
发明内容为弥补上述缺陷，本实用新型提出一种蓄热水箱系统，该系统考虑到热水的分层问题，供应热水品质较高，且能源浪费较少。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。一种蓄热水箱系统，其特征在于，包括蓄热水箱，放置于蓄热水箱内的温度传感器，位于蓄热水箱外的控制器、第一三通换向阀和第二三通换向阀；所述蓄热水箱连接有进水管，所述进水管与所述第一三通换向阀的主通路出口连接；所述蓄热水箱连接有出水管，所述出水管与所述第二三通换向阀的主通路入口连接；所述第一三通换向阀的旁通口与所述第二三通换向阀的旁通口之间连接有旁通管；所述温度传感器的输出引线连接控制器的输入端，所述控制器的两个输出端分别连接所述第一三通换向阀的控制端和所述第二三通换向阀的控制端。上述技术方案的特点和进一步改进在于所述温度传感器为一个以上，且各温度传感器设置在蓄热水箱内水体的不同温度层中。所述第一三通换向阀的主通路入口连接有热水供应装置。[0014]所述第二三通换向阀的主通路出口连接有用户水管。本实用新型蓄热水箱系统，一方面在生产热水设备故障等不能正常工作时，由蓄热水箱蓄存的热水能基本满足其他工艺或者生活要求而不造成大量的热散失；另一方面是平时所供应的热水为即时生产的热水，热水品质较高。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。图I为用于蓄热的传统水箱示意图；图2为本实用新型蓄热水箱系统结构示意图；图3为本实用新型蓄热水箱内水体温度分层示意图；其中，I、传统水箱；2、保温内胆；3、进水口 ；4、出水口 ；5、石棉保温层；6、聚本乙稀泡沫塑料保温层；7、酚醛树脂泡沫保温层；8、控制器；9、温度传感器；10、第一三通换向阀；
11、旁通管；12、第二三通换向阀；13、进水管；14、出水管；15、蓄热水箱。
具体实施方式
用于蓄热的传统水箱参考附图I所示，包括传统水箱I、设置在传统水箱I内部的保温内胆2，保温内胆2内壁依次设有石棉保温层5、聚苯乙烯泡沫塑料保温层6、酚醛树脂泡沫保温层7，传统水箱I设有进水口 3和出水口 4。使用时，热水通过进水口 3进入保温内胆2，由于保温内胆设有上述三层保温层，所以传统水箱I内热水可以得到保温续存，待使用时，热水从出水口 4流出，供应用户。附图2为本实用新型的蓄热水箱系统，包括蓄热水箱15，放置于蓄热水箱15内的温度传感器9,位于蓄热水箱15外的控制器8、第一三通换向阀10和第二三通换向阀12,温度传感器9为多个，且各温度传感器9分别位于蓄热水箱15内水体的不同温度层中；蓄热水箱15连接有进水管13，进水管13与第一三通换向阀10的主通路出口连接；蓄热水箱15连接有出水管14，述出水管14与第二三通换向阀12的主通路入口连接；第一三通换向阀10的旁通口与第二三通换向阀12的旁通口之间连接有旁通管11 ;温度传感器9的输出引线连接控制器8的输入端，控制器8的两个输出端分别连接第一三通换向阀10的控制端和第二三通换向阀12的控制端；第一三通换向阀10的主通路入口连接有热水供应装置，第二三通换向阀12的主通路出口连接有用户水管。正常工况时，热水供应装置流出的热水不经过蓄热水箱15，直接由旁通管11流入蓄热水箱15的出水管14，再进入用户水管供给用户；当温度传感器9感受到的温度低于设置下限时，第一三通换向阀10和第二三通换向阀12关断旁通管11，打开蓄热水箱15的进水管13和出水管14，热水通过蓄热水箱15输出；当温度传感器9感受到的温度超过设置上限时，第一三通换向阀10和第二三通换向阀12关断通往蓄热水箱15的管路，即关断蓄热水箱15的进水管13和出水管14，打开旁通管11，热水直接由旁通管11输出。当设备故障或许要检修时，仅需三通换向阀12关断旁通管11，同时打开蓄热水箱15的出水管14，存储在蓄热水箱15中的水输出起到临时供给的作用。参考附图3，蓄热水箱15内水体温度分层，是因为水的密度是随温度变化的，温度越高水的密度就越小。因此，密度较小的水受到浮力的作用会处于蓄热水箱15的上部，从整体来看，蓄热水箱15内部会形成明显的温度分层，最上层温度为325K，最下层温度为321K，且温度由上到下分层减小，该各层温度通过各温度传感器9测定，各温度传感器9将测定的温度反馈给控制器8，控制器8控制第一三通换向阀10和第二三通换向阀12的开/关动作。为保证控制器8能够获得准确的温度分布信息，温度传感器9应设置在蓄热水箱15内部热水温度分层的各层中。温度分层的确定方法，根据蓄热水箱15的几何特征及蓄热水箱15进水管13的尺寸、蓄热水箱15的出水管14的尺寸，采用k- ε模型结合SIMPLE算法，首先求解动量方程和能量方程
权利要求1.一种蓄热水箱系统，其特征在于，包括蓄热水箱，放置于蓄热水箱内的温度传感器，位于蓄热水箱外的控制器、第一三通换向阀和第二三通换向阀； 所述蓄热水箱连接有进水管，所述进水管与所述第一三通换向阀的主通路出口连接；所述蓄热水箱连接有出水管，所述出水管与所述第二三通换向阀的主通路入口连接；所述第一三通换向阀的旁通口与所述第二三通换向阀的旁通口之间连接有旁通管； 所述温度传感器的输出引线连接控制器的输入端，所述控制器的两个输出端分别连接所述第一三通换向阀的控制端和所述第二三通换向阀的控制端。
2.如权利要求I所述蓄热水箱系统，其特征在于，所述温度传感器为一个以上。
3.如权利要求2所述蓄热水箱系统，其特征在于，所述温度传感器设置在蓄热水箱内水体的不同温度层中。
4.如权利要求I所述蓄热水箱系统，其特征在于，所述第一三通换向阀的主通路入口连接有热水供应装置。
5.如权利要求I所述蓄热水箱系统，其特征在于，所述第二三通换向阀的主通路出口连接有用户水管。
专利摘要本实用新型涉及蓄热技术，公开了一种蓄热水箱系统。该系统包括蓄热水箱，放置于蓄热水箱内的温度传感器，位于蓄热水箱外的控制器、第一三通换向阀和第二三通换向阀；蓄热水箱连接有进水管，进水管与第一三通换向阀的主通路出口连接；蓄热水箱连接有出水管，出水管与第二三通换向阀的主通路入口连接；第一三通换向阀的旁通口与第二三通换向阀的旁通口之间连接有旁通管；温度传感器的输出引线连接控制器的输入端，控制器的两个输出端分别连接第一三通换向阀的控制端和第二三通换向阀的控制端。本实用新型，一方面在生产热水设备故障时，由蓄热水箱蓄存的热水能基本满足热水需求，且热散失少；另一方面即时生产的热水，热水品质较高。
文档编号F28D20/00GK202814180SQ201220348558
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者邵治民, 司鹏飞, 郭庆刚 申请人:中国轻工业西安设计工程有限责任公司