专利名称：一种自然分层的开式水蓄冷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调制冷技术领域，特别是自然分层的开式水蓄冷装置。
背景技术：
随着经济的快速发展，我国电力需求量越来越大，电力供应高峰不足而低谷过剩 的矛盾日益突出，这个问题已经严重制约了经济的发展，影响人们的正常生活，造成了巨大 的能源浪费。目前现代城市的用电状况是，进入夏季电力负荷急剧增长，大中城市尤为明 显。究其原因，很大程度上是由于大量空调系统的运行。据统计，空调系统耗电量占建筑物 总能耗的40% 50%左右，而大中城市空调用电量占城市总供电的30%以上。因此，空调 用电负荷严重影响着城市供电的峰值负荷。水蓄冷空调技术作为平衡电网、移峰填谷的重要手段受到了人们的重视，是空调 系统发展的必然趋势。在蓄冷技术中，水蓄冷技术由于具有初期投资少、系统简单、维护方 便等特点，具有很好的应用前景。为了提高蓄水槽的蓄冷效果，防止高温水和低温水混合， 蓄冷槽的结构形式一般采用自然分层法。自然分层蓄水槽应布置上下两个均勻分配水流的 布水器，利用水的密度差形成高低温水的分层。为了实现自然分层的目的，在蓄冷和释冷过 程中，热水始终从上部布水器流入或流出，而冷水从下部布水器流入或流出，尽可能形成分 层水的上下平移运动。为了使水以重力流或活塞流平稳地导入槽内或由槽内引出，使水按 不同温度相应的密度差异依次分层，形成并维持一个稳定的斜温层，以确保水流在蓄水槽 内均勻分配、扰动小。现有技术中，自然分层的蓄冷槽主要采用两种布水方式。一种是如中国专利申 请号为200720052758. 5的“分配散流管同程建模自然分层水蓄冷装置”所示，其上布水 器的散流孔开孔往下，下布水器的散流孔开孔往上，且开孔呈一直线型。这种布水器散流 孔开口的方式会使出水水流直接对着斜温层，对分层影响较大；再如中国专利申请号为 200820055593. 1的“三次布水水蓄冷装置”，为了减少出水水流对斜温层的影响，在其上下 布水器上设计有布水头，把水流往横向引导，结构比较复杂。另一种是中国专利申请号为 200810183585. X的“自然分层水蓄冷装置”和中国专利申请号为200720058263. 3的“一种 蓄能系统的集散缓流装置”，为了解决布水对斜温层的影响，它们均设计有均流板，但是它 们的均流板设计的位置不科学，在上布水器的上面和下布水器的下面，不能真正起到均勻 布水的作用，而且结构很复杂，不实用。
发明内容为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种自然分层的开 式水蓄冷装置。它是一种能高效自然分层的水蓄冷罐，有效减少斜温层的高度，具有结构简 单、布水均勻的特点。为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现—种自然分层的开式水蓄冷装置，它包括蓄冷罐和位于蓄冷罐中心的柱管。柱管的顶端连通水平放置的上布水器，柱管的底端连通水平放置的下布水器。其结构特点是，所 述上布水器和下布水器均为圆形管，各圆形管侧壁上均布多个散流孔。上布水器的下方和 下布水器的上方分别设有均流板一和均流板二。柱管的中部设有隔板将柱管分隔为上、下 两段，柱管的上段与水平通向蓄冷罐外的高温水管相连通，柱管的下段与水平通向蓄冷罐 外的低温水管相连通。在上述水蓄冷装置中，所述上布水器和下布水器的散流孔呈扇形分布，各侧壁的 散流孔与中心位置的散流孔间隔角度为30° -60°。在上述水蓄冷装置中，所述均流板一与上布水器以及均流板二和下布水器之间的 距离为20-200mm。均流板一和均流板二上分别开有直径Φ 6-Φ 50mm均勻分布的通孔，各通 孔之间的间距为10-200mm。在上述水蓄冷装置中，所述均流板一和均流板二的外边沿与内边沿分别与蓄冷罐 的罐内壁和柱管的外壁相连，柱管的上、下两段分别设有斜撑将均流板一和均流板二支撑 固定。在上述水蓄冷装置中，所述蓄冷罐的顶部椭圆型封头。顶部开有上人孔，蓄冷罐的 罐体下部侧壁开有下人孔。在上述水蓄冷装置中，所述蓄冷罐的外表面设有整体发泡方式的保温层，保温层 的厚度为50-150mm。本实用新型由于采用了上述结构，蓄冷罐内设置了均流板，有效降低斜温层的高 度，提高蓄冷水槽的蓄冷率。布水器上的散流孔从多个方向逆向斜温层喷水，可使出水对斜 温层的影响达到最小。在布水器和均流板的共同作用下，整个蓄冷罐断面的布水流速非常 缓慢而均勻，断面各处的斜温层厚度也一样。在蓄冷和放冷的过程中，斜温层形成一个活塞 流，在水的自然重力作用下，平稳地完成蓄冷和放冷的循环。蓄冷罐顶部采用椭圆型封头， 节省材料、结构简单、不易变形。罐体上开设的上、下人孔，可使施工和维修方便。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型均流板的结构示意图；图3为本实用新型上、下布水器横截面的结构示意图；图4为图3的A向旋转示意图。
具体实施方式
参看图1至图4，本实用新型包括蓄冷罐1和位于蓄冷罐1中心的柱管7。柱管7 的顶端连通水平放置的上布水器3-1，柱管7的底端连通水平放置的下布水器3-2。上布水 器3-1和下布水器3-2均为圆形管，各圆形管侧壁上均布多个呈扇形分布的散流孔，各侧壁 的散流孔与中心位置的散流孔间隔角度为30° -60°。上布水器3-1的下方和下布水器 3-2的上方相距20-200mm的位置分别设有均流板一 4_1和均流板二 4_2，均流板一 4_1和 均流板二 4-2上分别开有直径Φ 6-Φ 50mm的均勻分布、间距为10_200mm的通孔。均流板 一 4-1和均流板二 4-2的外边沿与内边沿分别与蓄冷罐1的罐内壁和柱管7的外壁相连，
4柱管7的上、下两段分别设有斜撑8将均流板一 4-1和均流板二 4-2支撑固定。柱管7的 空腔中部设有隔板6将柱管7分隔为上、下两段，柱管7的上段与水平通向蓄冷罐1外的高 温水管5-1相连通，柱管7的下段与水平通向蓄冷罐1外的低温水管5-2相连通。蓄冷罐1 的顶部2为椭圆型封头，顶部2开有上人孔9-1，蓄冷罐1的罐体下部侧壁开有下人孔9-2。 蓄冷罐1的外表面设有整体发泡方式的厚度为50-150mm的保温层10。本实用新型蓄冷过程的步骤为蓄冷泵抽水时，蓄冷罐1中高温水通过均流板一
4-1上的通孔流出，再通过上布水器3-1的散流孔流入上布水器3-1的管道中，再经过柱管 7的上段和高温水管5-1进入外部制冷系统。降温后的低温水流经低温水管5-2和柱管7 的下段后，自下布水器3-2的散流孔流出。低温水通过均流板二 4-2上的通孔沿蓄冷罐1 底部缓慢流入蓄冷罐1内，在不同水温导致的密度差作用下，蓄冷罐1底部的原高温水不断 自然上浮，直至整个蓄冷罐1内的高温水全部被抽出，整个蓄冷罐1充满低温水为止，完成 一个蓄冷循环。本实用新型放冷过程的步骤为与蓄冷时的流程相反，低温水从蓄冷罐1的均流 板二 4-2的通孔经下布水器3-2的散流孔流入下布水器3-2的管道中，再经过柱管7的下 段和低温水管5-2流出蓄冷罐1去与用户系统的冷冻水换热，温度升高的回水经高温水管
5-1和柱管7的上段后，自上布水器3-1的散流孔流出。回水在均流板一4-1的作用下，沿 蓄冷罐1的断面均勻布开，高低温水相交处形成活塞流斜温层。斜温层在重力作用下，缓慢 下降，低温水越来越少，直至斜温层下降到蓄冷罐1的底部为止。此时整个蓄冷罐1内全部 成为高温水，完成一个放冷循环。
权利要求一种自然分层的开式水蓄冷装置，它包括蓄冷罐(1)和位于蓄冷罐(1)中心的柱管(7)，柱管(7)的顶端连通水平放置的上布水器(3 1)，柱管(7)的底端连通水平放置的下布水器(3 2)，其特征在于，所述上布水器(3 1)和下布水器(3 2)均为圆形管，各圆形管侧壁上均布多个散流孔，上布水器(3 1)的下方和下布水器(3 2)的上方分别设有均流板一(4 1)和均流板二(4 2)，柱管(7)的中部设有隔板(6)将柱管(7)分隔为上、下两段，柱管(7)的上段与水平通向蓄冷罐(1)外的高温水管(5 1)相连通，柱管(7)的下段与水平通向蓄冷罐(1)外的低温水管(5 2)相连通。
2.根据权利要求1所述的开式自然分层的水蓄冷装置，其特征在于，所述上布水器 (3-1)和下布水器(3-2)的散流孔呈扇形分布，各侧壁的散流孔与中心位置的散流孔间隔 角度为30° -60°。
3.根据权利要求1或2所述的开式自然分层的水蓄冷装置，其特征在于，所述均流板一 (4-1)与上布水器(3-1)以及均流板二(4-2)和下布水器(3-2)之间的距离为20_200mm， 均流板一(4-1)和均流板二(4-2)上分别开有直径Φ 6-Φ 50mm均勻分布的通孔，各通孔之 间的间距为10-200mm。
4.根据权利要求3所述的自然分层的开式水蓄冷装置，其特征在于，所述均流板一 (4-1)和均流板二(4-2)的外边沿与内边沿分别与蓄冷罐(1)的罐内壁和柱管(7)的外壁 相连，柱管(7)的上、下两段分别设有斜撑(8)将均流板一(4-1)和均流板二(4-2)支撑固 定。
5.根据权利要求4所述的自然分层的开式水蓄冷装置，其特征在于，所述蓄冷罐(1)的 顶部(2)为椭圆型封头，顶部(2)开有上人孔(9-1)，蓄冷罐(1)的罐体下部侧壁开有下人 孔(9-2)。
6.根据权利要求5所述的自然分层的开式水蓄冷装置，其特征在于，所述蓄冷罐(1)的 外表面设有整体发泡方式的保温层(10)，保温层(10)的厚度为50-150mm。
专利摘要一种自然分层的开式水蓄冷装置，涉及空调制冷技术领域。本实用新型包括蓄冷罐和位于蓄冷罐中心的柱管。柱管的顶端连通水平放置的上布水器，柱管的底端连通水平放置的下布水器。其结构特点是，所述上布水器和下布水器均为圆形管，各圆形管侧壁上均布多个散流孔。上布水器的下方和下布水器的上方分别设有均流板一和均流板二。柱管的中部设有隔板将柱管分隔为上、下两段，柱管的上段与水平通向蓄冷罐外的高温水管相连通，柱管的下段与水平通向蓄冷罐外的低温水管相连通。同现有技术相比，本实用新型是一种能高效自然分层的水蓄冷罐，有效减少斜温层的高度，具有结构简单、布水均匀的特点。
文档编号F24F5/00GK201697250SQ20102014072
公开日2011年1月5日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者张士新, 徐齐越, 范新 申请人:同方节能工程技术有限公司