多蓄水槽的水蓄能系统的制作方法

本实用新型涉及水蓄能空调系统技术领域，具体地说，涉及一种多蓄水槽的水蓄能系统。

背景技术：

随着国民经济的高速持续发展和城市化进程的快速推进，空调用电需求和所占电网供电比例越来越大，已成为季节性冲击电网负荷供需平衡的主要因素。空调电力负荷直接加大了电网高峰用电紧张，但由于后半夜电力消耗不能达到电网最低负荷又造成低谷电能的巨大浪费。电网负荷不平衡会导致电力资源严重浪费等问题，为了平衡电网负荷，国际上普遍采用了“电力需求侧管理”的方法，主要就是在白天电力需求高峰期时提高电价，在夜间电力需求低谷期的时候降低电价，让消费者自主调整用电时间来平衡电网负荷。

我国目前在24个省市自治区实行了峰谷电价政策，大多数地区峰谷电价比只有3：1至5：1之间，而发达国家都是8：1至10：1，不久的将来我国必将达到或接近发达国家的水平，然而就目前的峰谷电价水平就已经催生出巨大的蓄能空调市场。

蓄能空调是利用蓄能设备，在用电低谷时段(电价较低时段)开启冷(热)源设备制取能量，并以低(高)温水的形式储存起来，在白天电力高峰期(电价较高时段)，充分利用夜间储存的能量进行供冷(热)，不开或少冷(热)源设备，从而达到电力移峰填谷的目的。蓄能空调从宏观意义上能平衡国家或区域电网的负荷，充分发挥发电设备效率，进而可以减少发电站装机容量，减少国家电网的资金投入；从使用客户的微观角度来看，则可以利用峰谷电价差节省大量空调运行费用，根据系统蓄能量的不同可节省运行费用30％—70％，还能减少电网接入容量，减少空调电力容量的30％—50％，解决电力不足问题，节省电力初投资。

在水蓄能技术中，关键问题是蓄水槽的结构形式应能防止所蓄冷水与回流热水的混合。自然分层法是利用水在不同温度下的密度不同而实现自然分层。目前应用得较为广泛。在夏季的蓄冷循环中，冷水机组送来的冷水由蓄水槽下部的布水器进入蓄水槽，而原来水池内的热水则从蓄水槽上部的布水器流出，进入冷水机组降温。随着冷水体积的增加，水池内冷热水交界的斜温层将被向上推移，而水池中总水量保持不变；在放冷循环中，水流动方向相反，冷水由下部布水器被放冷泵抽出送至用户，经换热后的温度较高的水则从上部布水器进入蓄水槽。冬季蓄热时的原理和蓄冷是一样的，只不过介质水的工作的温度范围较大。

现有的水蓄能空调常用的蓄水槽形式可分为钢制蓄水罐和钢筋混凝土蓄水槽，但是而为了减少占地面积，蓄水槽多修建于建筑物的地下室，设置于制冷机房附近便于储能和释能。

随着越来越多的人对蓄冷空调认识程度越来越高，能接受的蓄水槽容积也越来越大，因此单一的蓄水槽在容量和结构上可能无法满足需求，因此越来越多的蓄冷空调项目采用了两个蓄水槽或多个蓄水槽组合起来蓄能，但这样就会出现在蓄能和放能过程中蓄水槽使用的问题，目前主要常用的多个蓄水槽蓄、放能方式有各蓄水槽同时蓄、放能和各蓄水槽独立蓄、放能。

各蓄水槽同时蓄、放能优点在于布水分层发生紊乱的机会减小，布水效率提高，但如果蓄水槽不能同步完成蓄能和放能，将降低蓄水槽的体积利用率。蓄水槽同步完成蓄能和放能存在的最大问题是控制繁琐，水蓄冷空调系统在蓄能和放能过程中，从各个蓄水槽同时抽水，按照各蓄水槽容积百分比对系统所需冷量进行分配，通过各蓄水槽进出水管道上的电动调节阀门按照这一百分比分配各个蓄水槽抽水流量。但是这一过程中由于各蓄水槽容积不同，进出水管道上的电动调节阀门开度也会不同，为了保证各蓄水槽在蓄能和放能时同时使用完毕，电动调节阀门需要根据各蓄水槽百分比情况来调节开度，这样会使控制的难度很大。特别是在放能过程中，末端负荷是根据建筑用能需求时刻变化的，蓄水槽抽水流量也是根据负荷情况决定的，因此在放能过程中各蓄水槽的电动调节阀是处于不停的调节状态，无法长时间稳定在一个恒定开度。因此该方法最终都很难完成各水池间流量平衡，蓄能和放能同时使用完毕也很难成立。并且为了保持各个蓄水槽的斜温层保持一致，需要各个蓄水槽的液面高度一致，所以各个蓄水槽必须连通，使各个蓄水槽内的水互为补充，但在补充过程中，易造成布水分层的紊乱，降低蓄水槽的蓄能。蓄水槽在同时使用蓄能、放能时，各蓄水槽的水位出现偏差时，通过蓄水槽之间的连通管交换流量，使各蓄水槽之间的水位持平。这样降低了蓄水槽使用效率。

各蓄水槽独立蓄、放能的优点是操作控制简单，单个蓄水槽使用完毕后再开启另一个蓄水槽。但是在满负荷运行中，需要的低温水或高温水较多，单个蓄水槽容积有限，无法满足所需，易导致单个蓄水槽内的低温水或高温水被抽空，而布水分层发生紊乱。

以上两种技术方案在现有使用过程中都存在一定问题，因此提出一种多蓄水槽的水蓄能系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多蓄水槽的水蓄能系统，各蓄水槽单独工作，合理分配蓄水槽进行供能，提高工作效率。

本实用新型公开的多蓄水槽的水蓄能系统所采用的技术方案是:

一种多蓄水槽的水蓄能系统，包括至少两个相互隔绝的蓄水槽、冷水机组、换热器、蓄冷泵和放冷泵，所述蓄水槽内设有上布水器和下布水器，所述蓄冷泵、冷水机组、放冷泵和换热器依次首尾连接，且在换热器一侧组成一个闭合回路，所述各蓄水槽的上布水器分别接于蓄冷泵与换热器之间，所述各蓄水槽的下布水器分别接于冷水机组和放冷泵之间，所述各蓄水槽的上布水器和下布水器的进出水管路以及蓄冷泵、冷水机组、放冷泵和换热器的前端设有电动开关阀。

作为优选方案，多蓄水槽的水蓄能系统还包括用于数据处理和控制的控制系统，所述蓄冷泵、冷水机组、放冷泵、换热器和各电动开关阀通过电缆连接到控制系统上。

作为优选方案，所述各蓄水槽内垂直设有测温线缆，所述测温线缆通过电缆连接到控制系统上。

作为优选方案，所述各蓄水槽内的测温线缆的测温点在同一水平高度。

作为优选方案，所述各蓄水槽的上布水器进出水管路上设有能量计，所述能量计通过电缆连接到控制系统上。

作为优选方案，所述各蓄水槽内设有液位传感器，所述液位传感器通过电缆连接到控制系统上。

作为优选方案，多蓄水槽的水蓄能系统还包括空调末端，所述空调末端与换热器收尾连接，在换热器的另一侧组成一个闭合回路，所述空调末端通过电缆连接到控制系统上。

作为优选方案，所述换热器与空调末端之间设有冷水泵，所述冷水泵通过电缆连接到控制系统上。

本实用新型公开的多蓄水槽的水蓄能系统的有益效果是：通过至少两个相互隔绝的蓄水槽，各蓄水槽可单独蓄能和放能，不影响其他蓄水槽的工作，同时，可利用各蓄水槽容积不同和各时间段负荷需求量不同，合理分配各蓄水槽的使用时间段，对各蓄水槽交替切换使用，又可保证各蓄水槽的使用效率。与各蓄水槽并联同时蓄、放能系统相比，本方案各蓄水槽独立运行工作，控制简单，不用频繁调节各蓄水槽的进出水量，大大减少了调试验收时间。也不会发生蓄水槽同时使用时连通管交换流量问题，大大增大了蓄冷水池使用效率。本方案根据实际使用时的运行策略进行负荷分配，使各蓄水槽旋转在合适的符合时段使用，保证单个水池对应某一负荷分配后，使各蓄水槽选择在合适的负荷时段使用，保证单个水池对应某一负荷时段供冷，这样单个蓄水槽承受流量变化将大大减小，也不会影响其它蓄水槽，使各蓄水槽的蓄、放能工作运行中更加合理，效率大大提高，控制更加简单。

附图说明

图1是本实用新型多蓄水槽的水蓄能系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:

请参考图1，该多蓄水槽的水蓄能系统包括第一蓄水槽11和第二蓄水槽12，第一蓄水槽11内设有第一上布水器111和第一下布水器112，所述第二蓄水槽12内设有第二上布水器121和第二下布水器122，所述第一上布水器111、第一下布水器112、第二上布水器121和第二下布水器122的进出水管道上分别设有电动开关阀A113、电动开关阀B114、电动开关阀C125和电动开关阀D126。并且第一蓄水槽11和第二蓄水槽12内都还设有垂直放置且水平高度一致的测温线缆123和水温感应器。第一上布水器111和第二上布水器121的进出水管道上还设有能量计124。

多蓄水槽的水蓄能系统中还有蓄冷泵13、冷水机组14、放冷泵15、换热器16和空调末端17，蓄冷泵13、冷水机组14、放冷泵15和换热器16依次首尾连接组成一个闭合回路，换热器16和空调末端17首尾连接组成一个闭合回路。各蓄水槽的上布水器分别接于蓄冷泵13与换热器16之间，各蓄水槽的下布水器分别接于冷水机组14和放冷泵15之间。蓄冷泵13、冷水机组14、放冷泵15和换热器16的端部分别设有电动开关阀E131、电动开关阀F141、电动开关阀G151、电动开关阀H161。换热器16与空调末端17之间设有冷水泵18，冷水泵18设于放冷泵15与空调末端17之间。并且蓄冷泵13、冷水机组14、放冷泵15、换热器16、空调末端17、冷水泵18、能量计124、液位感应器、测温线缆123、电动开关阀A113、电动开关阀B114、电动开关阀C125、电动开关阀D126、电动开关阀E131、电动开关阀F141、电动开关阀G151、电动开关阀H161都连接在用于数据处理和控制的控制系统。

蓄冷时，蓄冷泵13和冷水机组14开启，放冷泵15、冷水泵18、空调末端17、电动开关阀G151、电动开关阀H161调至关闭状态。首先通过控制系统判断所需负荷，挑选合适的蓄水槽先进行蓄冷，例如先将第一蓄水槽11先蓄冷，则将电动开关阀C125和电动开关阀D126关闭，将电动开关阀A113、电动开关阀B114、电动开关阀E131、电动开关阀F141调至开启状态。通过测温线缆123和能量计124检测温度和流量变化，再通过控制系统判断是否完成蓄冷工作。当第一蓄水槽11蓄冷完成后，关闭电动开关阀A113和电动开关阀B114，打开电动开关阀C125和电动开关阀D126，第二蓄水槽12进行蓄冷。各蓄水槽独立进行蓄冷，互不影响，控制简单，有效提高工作效率。

放冷时，放冷泵15、换热器16、冷水泵18和空调末端17开启，电动开关阀E131、和电动开关阀F141、蓄冷泵13和冷水机组14关闭。首先通过控制系统判断所需负荷，挑选合适的蓄水槽先进行放冷，例如先将第一蓄水槽11先放冷，则将电动开关阀A113、电动开关阀B114、电动开关阀H161和电动开关阀G151打开，放冷泵15将蓄冷冷水从第一蓄水槽11的第一下布水器112抽出，送至热换器换热后变成蓄冷热水，将蓄冷热水通过第一蓄水槽11的第一上布水器111注入第一蓄水槽11。由测温线缆123、能量计124检测数据后通过自动控制系统判定是否完成放冷工作，完成后关闭电动开关阀A113和电动开关阀B114，打开电动开关阀C125和电动开关阀D126，第二蓄水槽12进行放冷。各蓄水槽独立进行放冷，互不影响，控制简单，有效提高工作效率。

上述方案中，通过至少两个相互隔绝的蓄水槽，各蓄水槽可单独蓄能和放能，不影响其他蓄水槽的工作，同时，可利用各蓄水槽容积不同和各时间段负荷需求量不同，合理分配各蓄水槽的使用时间段，对各蓄水槽交替切换使用，又可保证各蓄水槽的使用效率。与各蓄水槽并联同时蓄、放能系统相比，本方案各蓄水槽独立运行工作，控制简单，不用频繁调节各蓄水槽的进出水量，大大减少了调试验收时间。也不会发生蓄水槽同时使用时连通管交换流量问题，大大增大了蓄冷水池使用效率。本方案根据空调末端17的运行策略进行负荷分配，使各蓄水槽旋转在合适的符合时段使用，保证单个水池对应某一负荷分配后，使各蓄水槽选择在合适的负荷时段使用，保证单个水池对应某一负荷时段供冷，这样单个蓄水槽承受流量变化将大大减小，也不会影响其它蓄水槽，使各蓄水槽的蓄、放能工作运行中更加合理，效率大大提高，控制更加简单。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。