水蓄冷装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种水蓄冷装置，包括蓄水池以及设置于蓄水池内的布水管路、上布水器和下布水器，上布水器和下布水器均与布水管路相连通；上布水器和/或下布水器包括多数个水平布置的布水圆盘，每一布水圆盘包括位于上部或下部的第一进出水口、位于周缘的第二进出水口以及将第一进出水口与第二进出水口连通的夹层；布水圆盘的直径均远小于蓄水池的对应布水截面的几何尺寸，且上布水器的布水圆盘均匀布满蓄水池的上布水截面，下布水器的布水圆盘均匀布满蓄水池的下布水截面。本实用新型使得单位布水截面内的散流长度相当或布水圆盘的数量相等，进而使得水能够缓慢而均匀地进出蓄水池，以保持一个稳定且厚度适宜的斜温层，提高了蓄冷效率。
【专利说明】水蓄冷装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及蓄能设备，更具体地说，涉及一种水蓄冷装置。
【背景技术】
[0002]在建筑能耗中，暖通空调的能耗约占60%。空调的能耗体现出明显的季节性，对建筑全年和每天的电负荷峰谷分布起到决定性作用。在目前的中央空调改造中，水蓄冷技术由于其对主机要求简单、结构简约、运行维护方便等特点，受到行业越来越多的重视。水蓄冷技术利用峰谷电价差，在低谷电价时段将冷量存储在水中，在白天用电高峰时段使用储存的低温冷冻水提供空调用冷。当空调使用时间与非空调使用时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。
[0003]在中央空调的水蓄冷系统中，除了蓄冷系统与主机的关联关系外，布水器的性能是影响系统整体性能的一大关键因素，布水器的布水能否有效的控制斜温层的形成，将直接决定系统的蓄冷效率。相关技术中的水蓄冷系统公开了多种形式的布水器，但仍然存在布水盲区导致的布水不均问题，或是结构复杂、成本高等不足。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的水蓄冷装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案:提供一种水蓄冷装置，包括蓄水池以及设置于所述蓄水池内的布水管路、上布水器和下布水器，所述上布水器和所述下布水器均与所述布水管路相连通；所述上布水器和/或所述下布水器包括多数个水平布置的布水圆盘，每一布水圆盘包括位于上部或下部的第一进出水口、位于周缘的第二进出水口以及将第一进出水口与第二进出水口连通的夹层；所述布水圆盘的直径均远小于所述蓄水池的对应布水截面的几何尺寸，且所述上布水器的布水圆盘均匀布满所述蓄水池的上布水截面，所述下布水器的布水圆盘均匀布满所述蓄水池的下布水截面。
[0006]优选地,所述布水圆盘包括上圆板以及平行间隔布置于所述上圆板下方的下圆板，所述上圆板或下圆板的中部形成有所述第一进出水口，所述上圆板和所述下圆板的周缘界定出所述第二进出水口，所述上圆板和所述下圆板间隔形成所述夹层。
[0007]优选地，所述夹层的高度可调。
[0008]优选地，所述布水圆盘包括将上圆板与下圆板相连接的可伸缩式连接件。
[0009]优选地，单位上布水截面和/或单位下布水截面内的散流长度相当或布水圆盘的
数量相等。
[0010]优选地，所述多数布水圆盘的大小不完全相等。
[0011]优选地，所述布水圆盘的直径与所述蓄水池的对应布水截面的几何尺寸不在一个
数量级上。
[0012]优选地，所述上布水器的布水圆盘的数量与所述下布水器的布水圆盘的数量不
坐寸O[0013]优选地，所述上布水器的布水圆盘的夹层高度与所述下布水器的布水圆盘的夹层
高度不等。
[0014]优选地，所述布水管路包括立管、绝热隔断、上分水管、下分水管、热水主水管以及冷水主水管，所述立管竖立于所述蓄水池的底壁中央，所述绝热隔断设置于所述立管内的中部，所述上分水管与立管的上部相连通，所述下分水管与所述立管的下部相连通，所述热水主水管将所述立管的上部与所述蓄水池的外部相连通，所述冷水主水管将所述立管的下部与所述蓄水池的外部相连通，所述上分水管和所述下分水管均包括至少一级，所述上布水器和所述下布水器分别与所述上分水管和所述下分水管的末级相连通。
[0015]本实用新型的有益效果:通过多数个布水圆盘均匀布满对应布水截面，使得单位布水截面内的散流长度相当或布水圆盘的数量相等，进而使得水能够缓慢而均匀地进出蓄水池，以保持一个稳定且厚度适宜的斜温层，提高了蓄冷效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0017]图1是本实用新型一些实施例中的水蓄冷装置的纵向剖面结构示意图；
[0018]图2是图1所示上布水器的布置示意图；
[0019]图3是图1所示上布水器的布水圆盘的纵向剖面结构示意图；
[0020]图4是图1所示下布水器的布置示意图；
[0021]图5是图1所示下布水器的布水圆盘的纵向剖面结构示意图；
[0022]图6是本实用新型另一些实施例中的水蓄冷装置的上布水器的布置示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0024]图1示出了本实用新型一些实施例中的水蓄冷装置1，其可应用于暖通空调中，该水蓄冷装置I包括蓄水池10以及设置于蓄水池10内的布水管路20、上布水器30和下布水器40。
[0025]一同参阅图2，蓄水池10在一些实施例中可呈圆柱状，其包括圆形的底壁11、与底壁11相连的圆筒状侧壁12以及与侧壁12相连的顶壁13。
[0026]布水管路20在一些实施例中可包括立管21、绝热隔断22、上分水管23、下分水管24、热水主水管25以及冷水主水管26。立管21竖立于蓄水池10的底壁11中央，一个方面用来输送热水和冷水，另一方面为上分水管23、下分水管24、上布水器30以及下布水器40提供支撑，提升结构的稳固性。绝热隔断22设置于立管21内的中部，将立管21分隔成绝热隔断的上部和下部，防止冷热水热交换。
[0027]上分水管23与立管21的上部相连通，下分水管24与立管21的下部相连通。热水主水管25将立管21的上部与蓄水池10的外部相连通，冷水主水管26将立管21的下部与蓄水池10的外部相连通。上分水管23和下分水管24均包括至少一级，上布水器30和下布水器40分别与上分水管23和下分水管24的末级相连通。上分水管23、下分水管24、上布水器30以及下布水器30的材质根据实际需要选取，以安全、防腐、耐压和低成本为目的，可采用但不限于用镀锌管或铝塑管等材质制作。[0028]该水蓄冷装置I利用水在接近4°C时密度最大的特性，依靠密度差实现蓄水池10内冷热水的自然分层蓄冷，保持蓄水池10内水的活塞式运动进行蓄冷和放冷，避免冷水和热水纵向混合造成的损失。由于随着水温升高，水的密度逐渐减小。为此，使温度高的水通过上分水管23和上布水器30的布水口缓慢进出蓄水池10的上部，使温度低的水通过下分水管24和下布水器40的布水口缓慢进出蓄水池10的下部。
[0029]再如图1及图2所示，上布水器30在一些实施例中位于上分水管路23的上方，其可包括多数个布水圆盘31。布水圆盘31的几何尺寸需根据实际的蓄冷流量及压力而定，具体地,每一布水圆盘31的直径远小于蓄水池10的对应布水截面的几何尺寸。优选地,每一布水圆盘31的直径与蓄水池10的对应布水截面的几何尺寸不在一个数量级上。
[0030]该多数个布水圆盘31均匀布满蓄水池10的上布水截面，即这些布水圆盘31在上布水截面上的间隔的大小，在不对正常进出水造成不利影响的前提下达到最小化，使得单位布水截面内的散流长度相当或布水圆盘31的数量相等，从而消除或显著减少上布水截面上的布水盲区，达到均流布水的效果。进而使得温度高的水能够通过上分水管23和上布水器30缓慢而均匀地进出蓄水池10的上部，以保持一个稳定且厚度适宜的斜温层，提高了蓄冷效率。
[0031]该多数个布水圆盘31的均匀布置，加长了上布水器30的流体流动特征长度，上布水器30的总布水长度是采用单个大圆盘布水的#倍，其中，η为布水盘的个数。有利于降低进出水的雷诺数和弗劳德数，也即减小对蓄水池10内现有水的扰动，起到维持和控制斜温层厚度的作用。
[0032]如图3所示，每一布水圆盘31包括上圆板311、平行间隔地布置于上圆板311下方的下圆板312以及将上圆板311与下圆板312相连接的若干连接件313。下圆板312的中部开设有第一进出水口 314，上圆板311的周缘与下圆板312的周缘间隔形成第二进出水口315，上圆板311和下圆板312间的间隔形成将第一进出水口 314与第二进出水口 315相连通的夹层316。该若干连接件313等间隔地设置于上圆板311与下圆板312的周缘，将上圆板311与下圆板312牢固地结合在一起。优选地，该若干连接件313为可伸缩式构造，以使得上圆板311与下圆板312之间的间距可调，以适应不同的场合的需求。具体地，可以根据实际进出水的流量和压力来设计。优选地，上分水管23的长度和管径、布水圆盘31的夹层316的高度以及布水圆盘31的直径符合自然分层弗洛德数小于等于I和层流雷诺数的要求。
[0033]一同参阅图1及图4，下布水器40在一些实施例中位于下分水管路24的下方，其可包括多数个布水圆盘41。每一布水圆盘41的直径均远小于蓄水池10的对应布水截面几何尺寸，优选地，每一布水圆盘41的直径与蓄水池10的对应布水截面的几何尺寸不在一个
数量级上。
[0034]该多数个布水圆盘41均匀布满蓄水池10的下布水截面，即这些布水圆盘41在下布水截面上的间隔的大小，在不对正常进出水造成不利影响的前提下达到最小化，使得单位布水截面内的散流长度相当或布水圆盘的数量相等，从而消除或显著减少下布水截面上的布水盲区，达到均流布水的效果。进而使温度低的水通过下分水管24和下布水器40缓慢而均匀地进出蓄水池10的下部，以保持一个稳定且厚度适宜的斜温层，提高了蓄冷效率。
[0035]该多数个布水圆盘41的均匀布置，加长了下布水器40的流体流动特征长度，下布水器40的总布水长度是采用单个大圆盘布水的1 #倍，其中，η为布水盘的个数。因而，有利于降低进出水的雷诺数和弗劳德数，也即减小对蓄水池10内现有水的扰动，起到维持和控制斜温层厚度的作用。可以理解地，每相邻两个布水圆盘41之间以留有预定的间隔为佳。
[0036]在一些实施例中，该布水圆盘41的数量、结构、尺寸和材料均可以与上布水器30的布水圆盘31相同。布水圆盘41的数量和尺寸也可以与上布水器30的数量和尺寸不相等，具体要看实际的水流量和蓄水池10的截面尺寸来确定，例如，当蓄水池10呈上大下小或上小下大的圆锥形时，两者的数量或尺寸不相等。
[0037]—同参阅图5,每一布水圆盘41包括上圆板411、平行间隔地布置于上圆板411下方的下圆板412以及将上圆板411与下圆板412相连接的若干连接件413。上圆板411的中部开设有第一进出水口 414，上圆板411的周缘与下圆板412的周缘间隔形成第二进出水口 415，上圆板411和下圆板412间的间隔形成将第一进出水口 414与第二进出水口 415相连通的夹层416。该若干连接件413等间隔地设置于上圆板411与下圆板412的周缘，将上圆板411与下圆板412牢固地结合在一起。优选地，该若干连接件413为可伸缩式构造，以使得上圆板411与下圆板412之间的间距可调，以适应不同的场合的需求。具体地，可以根据实际进出水的流量和压力来设计。优选地，下分水管24的长度和管径、布水圆盘41的夹层416的高度以及布水圆盘41的直径符合自然分层弗洛德数小于等于I和层流雷诺数的要求。
[0038]在一些情况下，当蓄水池10释冷流量明显大于蓄冷流量时，在释冷起始时，热水回水是经上布水器23进入蓄水池10的上方，首先对处于上方的斜温层进行扰动，为了减少该扰动，上布水器30的布水圆盘31的数量可以大于下布水器40的布水圆盘41的数量，或者上布水器30的布水圆盘31的几何特征(如上圆板311和下圆板312间的间隔高度、布水圆盘31的圆盘大小)与下布水器40不同，其目的是满足减少释冷对斜温层扰动的需要。
[0039]可以理解地，在一些实施例中也可以是上布水器30和下布水器40 二者之一采用多数个布水圆盘进行布水，而上布水器30和下布水器40 二者之另一则采用其他的方式进行布水。
[0040]下面结合工作原理对水蓄冷装置I作进一步说明。
[0041]在蓄冷和放冷过程中，温水分别对应从上分水管23和上布水器30流出和流进蓄水池10，而冷水分别对应从下分水管24和下布水器40流入和流出蓄水池，尽可能地形成自然分层的水的上下整体活塞式运动。具体地，即在蓄冷过程中，温水从上分水管23和上布水器30流出，冷水从蓄水池10的下分水管24和下布水器40流入，形成一个位于蓄水池10底部且厚度逐步增加的冷水层，向上推动热水从上分水管23和上布水器30经立管21的上部和热水主水管25流出；在释冷过程中，冷水从下分水管24和下布水器40流出，经立管21的下部和冷水主水管26流出，换热后的温水从蓄水池10的热水主水管25和立管21的上部经上分水管23和上布水器30进入蓄水池10，形成一股缓慢增厚并浮于上部的温度较闻的回水区。
[0042]在蓄水池10中，为了使水以重力流平稳地进入或流出蓄水池10，关键是须在蓄水池10的冷、热水进出口处分别设置适合的布水器，以确保出水和回水的水流在蓄水池10内均匀、缓慢、扰动小，不能破坏蓄水池10中分隔热水和冷水的斜温层并有效的控制其厚度，出水与回水不能相互混合，即冷水与热水不传递能量，使水整体活塞式上移或下移，以保证蓄冷效率。这就要求蓄水池10中的布水器的布水方式满足理论要求，即流体均流分布缓慢流入的要求。
[0043]本实用新型一些实施例中的水蓄冷装置I的布水器采用布水圆盘的结构设计，使得出水和回水均要经过布水圆盘之间的间隔进行缓冲，其进出水的动能能够得到充分的释放，使得进出水满足缓慢层流流动的要求，在蓄水池内形成均匀、缓慢的整体活塞水流，减少热水和冷水的混合，提闻了畜冷的效率。
[0044]可以理解地，本实用新型一些实施例中的水蓄冷装置I适用于各种形状的蓄水池10，其具体实施的工作原理如上实施例所述。例如，图6示出了一个中长方形的蓄水池10a，其内的上布水器30a呈矩阵排列于蓄水池IOa内。
[0045]应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种水蓄冷装置，包括蓄水池以及设置于所述蓄水池内的布水管路、上布水器和下布水器，所述上布水器和所述下布水器均与所述布水管路相连通；其特征在于，所述上布水器和/或所述下布水器包括多数个水平布置的布水圆盘，每一布水圆盘包括位于上部或下部的第一进出水口、位于周缘的第二进出水口以及将第一进出水口与第二进出水口连通的夹层；所述布水圆盘的直径均远小于所述蓄水池的对应布水截面的几何尺寸，且所述上布水器的布水圆盘均匀布满所述蓄水池的上布水截面，所述下布水器的布水圆盘均匀布满所述蓄水池的下布水截面。
2.根据权利要求1所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述布水圆盘包括上圆板以及平行间隔布置于所述上圆板下方的下圆板，所述上圆板或下圆板的中部形成有所述第一进出水口，所述上圆板和所述下圆板的周缘界定出所述第二进出水口，所述上圆板和所述下圆板间隔形成所述夹层。
3.根据权利要求2所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述夹层的高度可调。
4.根据权利要求3所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述布水圆盘包括将上圆板与下圆板相连接的可伸缩式连接件。
5.根据权利要求1所述的水蓄冷装置，其特征在于，单位上布水截面和/或单位下布水截面内的散流长度相当或布水圆盘的数量相等。
6.根据权利要求1所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述多数布水圆盘的大小不完全相等。
7.根据权利要求1至6任一项所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述布水圆盘的直径与所述蓄水池的对应布水截面的几何尺寸不在一个数量级上。
8.根据权利要求1至6任一项所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述上布水器的布水圆盘的数量与所述下布水器的布水圆盘的数量不等。
9.根据权利要求1至6任一项所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述上布水器的布水圆盘的夹层高度与所述下布水器的布水圆盘的夹层高度不等。
10.根据权利要求1至6任一项所述的水蓄冷装置，其特征在于，所述布水管路包括立管、绝热隔断、上分水管、下分水管、热水主水管以及冷水主水管，所述立管竖立于所述蓄水池的底壁中央，所述绝热隔断设置于所述立管内的中部，所述上分水管与立管的上部相连通，所述下分水管与所述立管的下部相连通，所述热水主水管将所述立管的上部与所述蓄水池的外部相连通，所述冷水主水管将所述立管的下部与所述蓄水池的外部相连通，所述上分水管和所述下分水管均包括至少一级，所述上布水器和所述下布水器分别与所述上分水管和所述下分水管的末级相连通。
【文档编号】F24F5/00GK203719008SQ201420074850
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】林湖, 李信洪, 程朋胜 申请人:深圳达实智能股份有限公司