一种螺旋式大温差水蓄冷装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种螺旋式大温差水蓄冷装置，包括蓄冷水罐或蓄冷水槽，其上分别设有蓄冷进水口/释冷出水口和蓄冷出水口/释冷进水口，在所述蓄冷水罐或蓄冷水槽内设螺旋式分隔结构，所述螺旋式分隔结构由防水隔热分隔物组成，蓄冷水罐或蓄冷水槽的轴截面上设有以中轴线为轴心由防水隔热分隔物向外环绕形成的连续的螺旋流道，该螺旋流道一端与蓄冷出水口/释冷进水口相通，另一端与蓄冷进水口/释冷出水口相通。在蓄冷/释冷过程中仅有两个相邻流道存在温差传热，冷温水混合传热减少，并能实现大温差蓄冷，这是一种有效提高蓄冷密度和效率的装置；由于螺旋形的结构，无“死水”区，不形成漩涡，并能减小流动阻力，降低循环泵的泵耗。
【专利说明】一种螺旋式大温差水蓄冷装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到蓄冷装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水蓄冷空调技术作为一种利用水的显热进行冷量储存的技术:在不需要冷量或者需要冷量较少的时间段(夜间电网低谷时，同时也是空调负荷低谷)利用制冷设备制备低温水储存起来，然后在空调用冷或者工艺用冷高峰期(白天电网高峰时，通常也是空调负荷高峰)以满足需求。作为一种电力移峰填谷的有效途径，可以起到运行经济、节能环保的效果，得到了广泛的应用，但是在实际应用中如何减少水蓄冷槽体的占用空间，减少蓄冷损失，提高利用效率显得特别重要。
[0003]目前的蓄冷技术主要采用双槽或多槽式，迷宫式，单槽隔膜式，单槽温度分层式等几种。双槽式总有一个槽体不能被利用，空间利用率低；多槽式系统运行需要多个阀门切换，系统复杂，运行控制难度大；迷宫式水流速不易控制，易形成漩涡或者短路形成死区，此外存在部分冷温水混合，水阻力较大等缺点；单槽隔膜式中隔膜不断地上下拉升，对膜的要求较高，实用性低；目前普遍使用单槽温度分层式，主要利用水在4°C时密度最大，利用在无搅拌的情况下出现“下冷上热”的现象进行自然温度分层蓄冷，但是需要精确设计、施工，保证斜温层的厚度尽可能的小，以提高蓄冷效率，且蓄冷温度最低不小于4°C。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于解决双槽式蓄冷空间利用率低；迷宫式蓄冷流动阻力大、蓄冷效率较低；多槽式蓄冷系统复杂，运行控制难度大；单槽隔膜式蓄冷实用性低；单槽温度分层式斜温层控制难度大、蓄冷效率低、且蓄冷温度最低不小于4°C等问题。
[0005]为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案:一种螺旋式大温差水蓄冷装置，包括蓄冷水罐或蓄冷水槽，其上分别设有蓄冷进水口 /释冷出水口和蓄冷出水口 /释冷进水口，在所述蓄冷水罐或蓄冷水槽内设螺旋式分隔结构所述螺旋式分隔结构由防水隔热分隔物组成，蓄冷水罐或蓄冷水槽的轴截面上设有以中轴线为轴心由防水隔热分隔物向外环绕形成的连续的螺旋流道，该螺旋流道一端与蓄冷出水口 /释冷进水口相通，另一端与蓄冷进水口/释冷出水口相通。
[0006]采用防水隔热材料制作螺旋分隔物，布置在蓄冷水罐或者蓄冷水池中，形成一个连续的螺旋流道。在蓄冷/释冷过程中，由于防水隔热分隔阻止冷温水直接混合，沿螺旋流道方向，仅有小段流道内冷温水直接混合传热，随着蓄冷/释冷过程的进行，始终仅有相邻两流道通过分隔的缓慢传热；在蓄冷结束后，罐内水温一致，仅有罐体传热损失。
[0007]根据蓄冷/释冷能力的大小及经济水流速，确定螺旋分隔物的间距，并保证螺旋流道的截面积相等；根据蓄冷温差的大小及蓄冷效率，确定螺旋分隔物的级数。
[0008]由于不依赖温度分层实现蓄冷，可以突破分层蓄冷水温4°C的下限，进一步降低蓄冷水温，提高蓄水温差，减少蓄冷槽体的体积。[0009]由于没有温度分层的要求，即没有水流稳定性的限制，可以取消温度分层法中的布水器。同时减少了温度分层法中布水器占用的无效空间，提高了单位体积蓄冷密度。
[0010]本实用新型的的螺旋式大温差水蓄冷装置，首先它是应用于水蓄冷方向的，本专利的重点是螺旋式的结构，是一个水蓄冷内部空间的分隔形式，将整个蓄冷空间分隔成若干个小流道，而整个流道是连贯的，可应用于大温差水蓄冷。
[0011]本实用新型这种采用螺旋式分隔用于实现大温差水蓄冷的结构，可应用于方形，圆形等其他形状的蓄冷装置。本实用新型的结构也可用于相应的水蓄热工程。
[0012]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:本实用新型应用于大温差水蓄冷装置的螺旋分隔结构，由螺旋式分隔形成螺旋流道，在蓄冷/释冷过程中仅有两个相邻流道存在温差传热，冷温水混合传热减少，并能实现大温差蓄冷，这是一种有效提高蓄冷密度和效率的装置；由于螺旋形的结构，无“死水”区，不形成漩涡，并能减小流动阻力，降低循环泵的泵耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是螺旋式分隔蓄冷水罐平面示意图；
[0014]图2是螺旋式分隔蓄冷水罐剖面示意图；
[0015]图3是蓄冷水罐蓄冷工况示意图；
[0016]图4是蓄冷水罐释冷工况示意图；
[0017]附图标记说明:1 一蓄冷水罐或蓄冷水槽，2—螺旋式分隔结构，21-防水隔热分隔物，3—蓄冷进水口/释冷出水口，4一蓄冷出水口/释冷进水口。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的内容做进一步详细说明。
[0019]实施例:
[0020]请参阅图1到图4所示，一种螺旋式大温差水蓄冷装置，包括蓄冷水罐或蓄冷水槽1，其顶端设有蓄冷进水口 /释冷出水口 3，底端设有蓄冷出水口 /释冷进水口 4，在蓄冷水罐或蓄冷水槽I内设具有垂直高度的螺旋式分隔结构2所述螺旋式分隔结构2由防水隔热分隔物21组成，蓄冷水罐或蓄冷水槽I的轴截面上设有以中轴线为轴心由防水隔热分隔物21向外环绕形成的连续的螺旋流道，该螺旋流道一端与蓄冷出水口 /释冷进水口 4相通，另一端与蓄冷进水口/释冷出水口 3相通。
[0021]钢制蓄冷水罐或蓄冷水槽I，外护聚氨酯保温材料及防护层，采用导热系数较小的材料作为螺旋分隔2，按照示意图1中安装在蓄冷水罐或蓄冷水槽内部，分隔与水罐连接处采用导热系数较小的材料密封严实。
[0022]蓄冷工况:如图3所示，蓄冷水泵从蓄冷水罐内抽取温水从蓄冷出水口 /释冷进水口 4流出，进入冷水机组，制备I一2°C的低温水，经蓄冷进水口 /释冷出水口 3流回蓄水罐中，温水在蓄冷水泵的抽吸压差作用下不断循环，在一个蓄冷周期内将水罐中的温水全部制备成I一2°C的低温冷水。
[0023]释冷工况:如图4所示，释冷水泵从水罐内抽取低温冷水从蓄冷进水口 /释冷出水口 3流出，进入末端空调设备，放冷后变成12°C (或者更高温度)的温水，经蓄冷出水口/释冷进水口 4流回蓄水罐中，低温冷水在蓄冷水泵的抽吸压差作用下不断循环，在一个释冷周期内将水罐中的低温冷水全部放冷至12°C。
[0024]如此可实现I一 12°C大温差蓄冷，此外在蓄冷、释冷过程中，低温冷水一直在罐体内芯部位，外部的温水与外界的冷量损失相应减小，提高了蓄冷密度和蓄冷效率。
[0025]上列详细说明是针对本实用新型实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
【权利要求】
1.一种螺旋式大温差水蓄冷装置，包括蓄冷水罐或蓄冷水槽(I)，其上分别设有蓄冷进水口 /释冷出水口(3)和蓄冷出水口 /释冷进水口(4)，其特征在于:在所述蓄冷水罐或蓄冷水槽(I)内设螺旋式分隔结构(2)，所述螺旋式分隔结构(2)由防水隔热分隔物(21)组成，蓄冷水罐或蓄冷水槽(I)的轴截面上设有以中轴线为轴心由防水隔热分隔物(21)向外环绕形成的连续的螺旋流道，该螺旋流道一端与蓄冷出水口 /释冷进水口(4)相通，另一端与蓄冷进水口 /释冷出水口(3)相通。
【文档编号】F24F5/00GK203785146SQ201420154743
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】董凯军, 周群, 胡涛, 刘小伟 申请人:中国科学院广州能源研究所