用于跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于跨季節(jié)系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置?？缂竟?jié)蓄熱供熱系統(tǒng)包括用于收集熱能的集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及為用戶供熱的用戶系統(tǒng)，雙水罐裝置包括高溫儲罐、位于高溫儲罐下方的低溫儲罐及連接高溫儲罐和低溫儲罐的連通管，其中，高溫儲罐包括第一、第二和第三外接水管分別接入集熱系統(tǒng)、跨季節(jié)蓄熱體及用戶系統(tǒng)；低溫儲罐包括第四、第五和第六外接水管分別接入集熱系統(tǒng)、跨季節(jié)蓄熱體及用戶系統(tǒng)；連通管連通高溫儲罐和低溫儲罐的一側，其長度為高溫儲罐或低溫儲罐罐體高度的1/3至2/3之間。
【專利說明】用于跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及供熱領域的蓄熱裝置，具體涉及一種用于跨季節(jié)系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置。

【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源緊張以及環(huán)境污染問題日益突出，太陽能作為一種十分重要的清潔可再生資源，其應用研宄，已經(jīng)成為學術界關注的問題。目前在我國，太陽能熱水系統(tǒng)已進入推廣應用階段，但是由于太陽輻射的不穩(wěn)定性，以及太陽輻射與用熱負荷的不一致性，蓄熱裝置是太陽能供熱系統(tǒng)中的一個必備部件。由于水的比熱大、性能穩(wěn)定，因此水的顯熱蓄熱是最為成熟、應用也最為廣泛的蓄熱方式。目前在太陽能供熱系統(tǒng)中普遍采用水箱作為蓄熱裝置，為了克服現(xiàn)有技術存在的蓄熱水箱水溫混為一體，用戶端水溫偏低，集熱器熱效率低，浪費能源等缺點，目前多采用溫度分層式蓄熱水箱。
[0003]暖通行業(yè)中經(jīng)常利用水的密度與溫度成反比的原理來進行溫度分層，尤其是在水蓄冷、蓄熱系統(tǒng)中，但在釋冷、釋熱的過程中又需要減少水的擾動以充分利用能量，因此，需要一種能夠減少擾動同時減少水罐容積的蓄水裝置。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決是在水蓄冷、蓄熱系統(tǒng)中，但在釋冷、釋熱的過程中減少水的擾動以充分利用能量的問題，本實用新型提供了一種用于跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置，所述跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)包括用于收集熱能的集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及為用戶供熱的用戶系統(tǒng)，所述雙水罐裝置包括高溫儲罐、位于所述高溫儲罐下方的低溫儲罐及連接高溫儲罐和低溫儲罐的連通管，其中，所述高溫儲罐包括第一、第二和第三外接水管分別接入所述集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及用戶系統(tǒng)；所述低溫儲罐包括第四、第五和第六外接水管分別接入所述集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及用戶系統(tǒng)；所述連通管連通所述高溫儲罐和所述低溫儲罐的一側，其長度為所述高溫儲罐或所述低溫儲罐罐體高度的1/3至2/3之間。
[0005]優(yōu)選的，連接所述高溫儲罐和所述低溫儲罐的各個所述外接水管的接口伸入罐體的不同位置。
[0006]優(yōu)選的，所述連通管上附有流量控制裝置。
[0007]優(yōu)選的，所述連通管的長度不小于500mm。
[0008]優(yōu)選的，所述連通管的長度為800mm。
[0009]優(yōu)選的，所述高溫儲罐和低溫儲罐的容積比例為1:1。
[0010]優(yōu)選的，所述連通管管徑為100mm。
[0011]優(yōu)選的，所述外接水管的管徑均為70mm。
[0012]優(yōu)選的，所述外接水管的長度為所述高溫儲罐或所述低溫儲罐罐體高度的1/2。
[0013]優(yōu)選的，其中流經(jīng)所述集熱系統(tǒng)的水流方向為從所述高溫儲罐進，從所述低溫儲罐出；流經(jīng)所述用戶系統(tǒng)的水流方向為從所述低溫儲罐進，從所述高溫儲罐出；流經(jīng)所述蓄熱系統(tǒng)的水流方向根據(jù)運行季設置:采暖季為從所述高溫儲罐進，從所述低溫儲罐出，非采暖季為從所述低溫儲罐進，從所述高溫儲罐出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]參考隨附的附圖，本實用新型更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本實用新型實施方式的如下描述得以闡明，其中:
[0015]圖1示意性示出了應用本實用新型的跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)的結構示意圖。
[0016]圖2a示意性示出了在采暖季本實用新型的溫度分層的雙水罐裝置的工作原理圖。
[0017]圖2b示意性示出了在非采暖季本實用新型的溫度分層的雙水罐裝置的工作原理圖。
[0018]圖3示意性示出了根據(jù)本實用新型一種實施方式的溫度分層的雙水罐裝置示意圖。
[0019]圖4示意性示出了根據(jù)本實用新型一種實施方式的一個實施例的溫度分層的雙水罐裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0020]通過參考示范性實施例，本實用新型的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本實用新型并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本實用新型的具體細節(jié)。
[0021]應當理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當用作對本實用新型所要求保護內(nèi)容的限制。
[0022]在下文中，將參考附圖描述本實用新型的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0023]本實用新型提供一種用于跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置。所述跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)100的系統(tǒng)框圖如圖1所示，包括:太陽能集熱器101、第一板式換熱器102、溫度分層的雙水罐裝置103、跨季節(jié)蓄熱體104、第二板式換熱器105、熱能輸出設備106及供熱建筑物107。太陽能集熱器101和第一板式換熱器102組成本系統(tǒng)的集熱系統(tǒng)108 ;第二板式換熱器105和供熱建筑物107組成本系統(tǒng)的用戶系統(tǒng)109 ;溫度分層雙水罐裝置103和跨季節(jié)蓄熱體104為本系統(tǒng)的蓄熱系統(tǒng)110。集熱系統(tǒng)108中的太陽能集熱器101用于收集外部的太陽能，連接到第一板式換熱器102用于熱能交換。第一板式換熱器102連接到溫度分層的雙水罐裝置103，通過第一板式換熱器102將收集到的熱量傳遞到溫度分層的雙水罐裝置103。在經(jīng)過溫度分層的雙水罐裝置103內(nèi)部的溫度分層過程后，將高溫儲罐201 (見圖2a及圖2b)中的水通過水泵傳送到與溫度分層的雙水罐裝置103連接的跨季節(jié)蓄熱體104內(nèi)，將熱能存儲在跨季節(jié)蓄熱體104中，并通過跨季節(jié)蓄熱體104內(nèi)部盤管進行蓄熱體的換熱降溫后，被冷卻的水流回到溫度分層的雙水罐裝置103的低溫儲罐202 (見圖2a及圖2b)內(nèi)。跨季節(jié)蓄熱體104優(yōu)選是經(jīng)過保溫的土壤體或水體。用戶系統(tǒng)109中的第二板式換熱器105分別連接到溫度分層的雙水罐裝置103和熱能輸出設備106，用于獲取熱能，從而提供給供熱建筑物107。
[0024]本領域技術人員可以理解的是，上述集熱系統(tǒng)108、用戶系統(tǒng)109和蓄熱系統(tǒng)110的構成僅僅是本實用新型的一個實施例，本實用新型可以采取其他本領域常見形式的集熱系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)和蓄熱系統(tǒng)的構成。例如集熱系統(tǒng)中所利用的能源還可以采用其他可再生能源技術，例如:生物質能、風能等。
[0025]根據(jù)本實用新型的用于跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)100中溫度分層的雙水罐裝置103如圖2a、2b所示，其中圖2a為采暖季的溫度分層的雙水罐裝置的工作原理圖。圖2b為非采暖季的溫度分層的雙水罐裝置的工作原理圖。所述溫度分層的雙水罐裝置103包括高溫儲鍾201、位于所述尚溫儲鍾下方的低溫儲鍾202及連接尚溫儲鍾201和低溫儲鍾202的連通管203。所述連通管連通所述高溫儲罐和所述低溫儲罐的一側，其長度為所述高溫儲罐或所述低溫儲罐罐體高度的1/3至2/3之間。高溫儲罐201包括第一、第二和第三外接水管分別接入集熱系統(tǒng)108、用戶系統(tǒng)109及蓄熱系統(tǒng)110。第一外接水管204連接所述集熱系統(tǒng)108，第二外接水管205連接所述用戶系統(tǒng)109，第三外接水管206連接所述跨季節(jié)蓄熱體104。低溫儲罐202包括第四、第五和第六外接水管分別接入集熱系統(tǒng)108、用戶系統(tǒng)109及跨季節(jié)蓄熱體104，第四外接水管207連接所述集熱系統(tǒng)108，第五外接水管208連接所述用戶系統(tǒng)109，第六外接水管209連接所述跨季節(jié)蓄熱體104。連接高溫儲罐201和低溫儲罐202的各個外接水管的接口需伸入罐體的不同位置，以保證儲熱罐體各接口流體不發(fā)生串流。兩個罐體之間的連通管203上附有流量控制裝置(圖中未示出)，以根據(jù)兩個罐體的絕對溫度及溫差，控制罐體內(nèi)流體的流動方向及流量。優(yōu)選地，連通管203的長度不小于500mm,以減少水的擾動。
[0026]在采暖季(圖2a)，通過蓄熱系統(tǒng)110提供供熱源。溫度分層的雙水罐裝置103的低溫儲罐202的冷水，通過第六外接水管209流經(jīng)經(jīng)過存儲有熱能的跨季節(jié)蓄熱體104后被加熱，再通過第三外接水管206流回到高溫儲罐201，完成給溫度分層的雙水罐裝置103供熱的過程。然后將高溫儲罐201中的熱水通過第二外接水管205傳送到用戶系統(tǒng)109中，進行換熱降溫后，被冷卻的水流通過第五外接水管208回到溫度分層的雙水罐裝置103的低溫儲罐202，完成供熱過程。
[0027]在非采暖季(圖2b)，溫度分層的雙水罐裝置103的低溫儲罐202中的冷水通過第四外接水管207進入集熱系統(tǒng)108中加熱，集熱系統(tǒng)108收集的熱能加熱后的熱水通過第一外接水管204傳遞到溫度分層的雙水罐裝置103的高溫儲罐201。然后將高溫儲罐201中的熱水通過第三外接水管206傳送到跨季節(jié)蓄熱體104內(nèi)，將熱能存儲在跨季節(jié)蓄熱體104中，并通過跨季節(jié)蓄熱體104的換熱降溫后，被冷卻的水流通過第六外接水管209溫度分層的雙水罐裝置103的低溫儲罐202，完成蓄熱過程。
[0028]在非采暖季的蓄熱過程和采暖季的供熱過程中，溫度分層的雙水罐裝置103利用水的密度與溫度成反比的原理來進行溫度分層，高溫水密度小通過連通管203上行進入高溫儲罐201內(nèi)，低溫水密度大通過連通管203下行進入低溫儲罐202內(nèi)。連通管203的設置，不僅加快了高低溫水的分層，同時能降低擾動，減少單個水罐容積，提高承壓能力，方便工藝制作。
[0029]本領域技術人員應該理解，圖2a、2b僅示意性示出溫度分層的雙水罐裝置的工作原理，高溫儲罐、低溫儲罐、連通管的結構和位置關系以及與集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)的位置關系并不限于此。
[0030]圖3示意性示出了根據(jù)本實用新型一種實施方式的溫度分層的雙水罐裝置示意圖。圖3所示溫度分層的雙水罐裝置包括高溫儲罐201、低溫儲罐202及連接高溫儲罐201、低溫儲罐202、連通管203以及預留的高溫連接管組301和低溫連接管組301’。高溫連接管組301和低溫連接管組301’包含從高溫儲罐201和低溫儲罐202罐壁分別伸出的三組管道，分別連接集熱系統(tǒng)108、用戶系統(tǒng)109和跨季節(jié)蓄熱體104 (見圖4)。優(yōu)選的，高溫連接管組301和低溫連接管組301’可以分別設置在高溫儲罐201和低溫儲罐202的兩側，也可以分別設置在高溫儲罐201和低溫儲罐202的同側或者罐體的其他位置。
[0031]圖4為圖3所示雙水罐裝置實施方式的一個具體實施例。如圖4所示，采用所述溫度分層的雙水罐裝置的高溫儲罐201包括第一、第二和第三外接水管分別接入集熱系統(tǒng)108、用戶系統(tǒng)109及跨季節(jié)蓄熱體104。第一外接水管302連接所述集熱系統(tǒng)108，第二外接水管303連接所述用戶系統(tǒng)109，第三外接水管304連接所述跨季節(jié)蓄熱體104。低溫儲罐202包括第四、第五和第六外接水管分別接入集熱系統(tǒng)108、用戶系統(tǒng)109及跨季節(jié)蓄熱體104，第四外接水管305連接所述集熱系統(tǒng)108，第五外接水管306連接所述用戶系統(tǒng)109，第六外接水管307連接所述跨季節(jié)蓄熱體104。所述外接水管的長度為所述高溫儲罐或所述低溫儲鍾鍾體尚度的1/2。連接尚溫儲鍾201和低溫儲鍾202的各個外接水官的接口需伸入罐體的不同位置，以保證儲熱罐體各接口流體不發(fā)生串流。兩個罐體之間的連通管203上附有流量控制裝置(圖中未示出)，以根據(jù)兩個罐體的絕對溫度及溫差，控制罐體內(nèi)流體的流動方向及流量。
[0032]圖4所示的溫度分層的雙水罐裝置總容積為8m3，優(yōu)選地，高溫水罐201與低溫水罐202容積相同，各為4m3。高溫水罐201的長度a與低溫水罐202的長度相同，長度a取2000mm;高溫水罐201的寬度b與低溫水罐202的寬度也相同，寬度b取1600mm。連通管203的公稱直徑DN取100mm，長度c取800mm。各個外接水管的公稱直徑DN均取70mm。
[0033]通過本實用新型的用于跨季節(jié)系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置，能夠在水蓄冷、蓄熱系統(tǒng)的釋冷、釋熱的過程中減少水的擾動以充分利用能量，雙水罐蓄熱裝置則通過連通管來降低擾動，避免了以往的設計中在水箱中增設穩(wěn)流器等裝置來減少擾動，同時減少單個水罐容積，提高承壓能力，方便工藝制作。
[0034]結合這里披露的本實用新型的說明和實踐，本實用新型的其他實施例對于本領域技術人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認為是示例性的，本實用新型的真正范圍和主旨均由權利要求所限定。
【權利要求】
1.一種用于跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)中溫度分層的雙水罐裝置，所述跨季節(jié)蓄熱供熱系統(tǒng)包括用于收集熱能的集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及為用戶供熱的用戶系統(tǒng)，其特征在于，所述雙水鍾裝置包括尚溫儲鍾、位于所述尚溫儲鍾下方的低溫儲鍾及連接尚溫儲鍾和低溫儲鍾的連通管， 其中，所述高溫儲罐包括第一、第二和第三外接水管分別接入所述集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及用戶系統(tǒng)； 所述低溫儲罐包括第四、第五和第六外接水管分別接入所述集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)及用戶系統(tǒng)； 所述連通管連通所述高溫儲罐和所述低溫儲罐的一側，其長度為所述高溫儲罐或所述低溫儲罐罐體高度的1/3至2/3之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其特征在于，連接所述高溫儲罐和所述低溫儲罐的各個所述外接水管的接口伸入罐體的不同位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述連通管上附有流量控制裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述連通管的長度不小于500mm。
5.根據(jù)權利要求4所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述連通管的長度為800mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述高溫儲罐和低溫儲罐的容積比例為1:1。
7.根據(jù)權利要求6所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述連通管管徑為100mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述外接水管的管徑均為70mm。
9.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其特征在于，所述外接水管的長度為所述高溫儲罐或所述低溫儲罐罐體高度的1/2。
10.根據(jù)權利要求1所述的雙水罐裝置，其中流經(jīng)所述集熱系統(tǒng)的水流方向為從所述高溫儲罐進，從所述低溫儲罐出； 流經(jīng)所述用戶系統(tǒng)的水流方向為從所述低溫儲罐進，從所述高溫儲罐出； 流經(jīng)所述蓄熱系統(tǒng)的水流方向根據(jù)運行季設置:采暖季為從所述高溫儲罐進，從所述低溫儲罐出，非采暖季為從所述低溫儲罐進，從所述高溫儲罐出。
【文檔編號】F24D19/00GK204214033SQ201420642499
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】祝秀娟, 林波, 尹文超, 康國青 申請人:中國建筑設計院有限公司