本實用新型涉及一種水蓄能裝置，尤其是涉及一種帶傘形組合式布水器的水蓄能裝置。

背景技術：

以蓄冷為例進行介紹。

水蓄冷技術，是以水作為蓄冷介質、利用水的顯熱蓄存冷量的蓄冷方式。在充冷循環(huán)時，空調主機利用電價低谷時間將4～7℃的冷水蓄存起來，在釋冷循環(huán)時，水泵從蓄能槽(罐)的低溫端取出冷水，送往空調處理設備，回水送入水蓄能槽(罐)的高溫端。水蓄冷是利用水的溫差進行蓄冷，可直接與常規(guī)空調系統(tǒng)匹配，無需增加其他設備。但這種系統(tǒng)只能儲存水的顯熱，不能儲存潛熱，因此需要蓄能槽(罐)的體積較大。

由于國家對用戶實行分時電價以及擴大峰谷差價的措施，所以夜間電價與白天電價存在電價差，將夜間的低谷電價的電利用起來，可大大節(jié)約電費。在經濟發(fā)展迅速的今天，蓄冷技術的經濟效益將會日益明顯。

水蓄冷系統(tǒng)利用水的顯熱存儲冷量，機組將水冷卻到需求的溫度后儲存在蓄能槽(罐)中用于次日的冷量供應，消除冷負荷。儲存冷量的大小取決于蓄能槽(罐)大小(儲存冷水水量)以及蓄冷溫差。一個優(yōu)秀的蓄冷系統(tǒng)，可以通過維持較高的蓄冷溫差來儲存較多的冷量。同時，溫差的維持可通過降低存儲水溫、提高回水溫度，以及防止蓄能槽(罐)供回水混合等技術手段來實現(xiàn)。一般地，水蓄冷溫度在4～7℃之間，此溫度和大多數(shù)非蓄冷的冷水機組相匹配。

在水蓄冷技術中，關鍵問題是蓄能槽(罐)的結構形式，其要求是能有效防止所蓄冷水與回流溫水的混合造成的蓄冷量損失。水蓄冷系統(tǒng)形式多樣，可根據(jù)不同特點進行分類，根據(jù)其結構形式，有多槽型、隔膜型、自然分層型、以及迷宮型。在上述方法中，自然分層蓄冷方法簡單、有效，是保證水蓄冷系統(tǒng)最為經濟和高效的方法。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種帶傘形組合式布水器的水蓄能裝置，解決了蓄能槽(罐)如何具有高效的、能提供低流速出流的布水問題，其技術方案如下所述：

一種帶傘形組合式布水器的水蓄能裝置，所述水蓄能裝置設置有傘形組合式布水器，所述傘形組合式布水器包括圓盤式布水器、梯度均流管、均流布水板、傘形均流裝置，所述圓盤式布水器的側面開設有孔口，所述梯度均流管連接均流布水板，并設有上下貫通的通孔，所述均流布水板連接圓盤式布水器，并開設有上下貫通的通孔，所述傘形均流裝置布置在通孔上，所述傘形組合式布水器包括上傘形組合式布水器和下傘形組合式布水器，所述上傘形組合式布水器和下傘形組合式布水器結構相同但對稱設置，分別位于水蓄能裝置的上端和下端。

所述上傘形組合式布水器連接有用于流入或流出空調回流溫水的高溫水管，所述下傘形組合式布水器連接有用于流入或流出冷水的低溫水管。

所述水蓄能裝置內設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器和巡檢儀相連接。

所述梯度均流管分成多個環(huán)繞圓盤式布水器的環(huán)狀，固定在均流布水板上，所述通孔開設在梯度均流管與均流布水板固定連接的位置。

所述傘形均流裝置包括傘形布水裝置和傘形布水帽，所述傘形布水裝置設置有上下貫通的通孔和安裝孔，通過螺母安裝在所述均流布水板的通孔處。

所述均流布水板上的通孔一側設置有射流嘴形成的射流孔，所述射流孔和所述傘形均流裝置設置在所述均流布水板的兩側。

所述上傘形組合式布水器的梯度均流管的射流孔朝上，所述下傘形組合式布水器的梯度均流管的射流孔朝下。

所述射流嘴通過電焊固定連接在所述均流布水板上。

所述圓盤式布水器側面開設的孔口設置的排數(shù)與蓄能裝置尺寸有關。

所述梯度均流管分成若干環(huán)狀，環(huán)狀數(shù)量與蓄能裝置尺寸有關。

本實用新型的優(yōu)點及積極效果是：相比傳統(tǒng)的布水方式，本實用新型可以有效的減少蓄能槽(罐)內由于布水器位置導致的不可用空間，使出流覆蓋面廣，增加了出流均勻性，能夠提高蓄冷和釋冷的能力。

附圖說明

圖1是所述帶傘形組合式布水器的水蓄能裝置的結構示意圖；

圖2是所述傘形組合式布水器的俯視圖；

圖3是所述圓盤式布水器的示意圖；

圖4是所述圓盤式布水器的俯視圖；

圖5是所述傘形均流裝置的俯視圖；

圖6是所述傘形均流裝置的連接示意圖。

具體實施方式

以蓄冷為例進行介紹，本實用新型提供了一種帶傘形組合式布水器的水蓄能裝置。是圓盤式布水器、梯度均流管、均流布水板、配套傘形均流裝置組成傘形組合式布水器的一種蓄能裝置，通過傘形組合式布水器的布置方式，能夠提高水蓄能裝置的蓄能能力。

所述水蓄能裝置設置有傘形組合式布水器，所述傘形組合式布水器包括圓盤式布水器、梯度均流管、均流布水板、傘形均流裝置，所述圓盤式布水器的側面開設有孔口，所述梯度均流管連接均流布水板，并設有上下貫通的通孔，所述均流布水板連接圓盤式布水器，并開設有上下貫通的通孔，所述傘形均流裝置布置在通孔上，所述傘形組合式布水器包括上傘形組合式布水器和下傘形組合式布水器，所述上傘形組合式布水器和下傘形組合式布水器結構相同但對稱設置，分別位于水蓄能裝置的上端和下端。

如圖2所示，所述梯度均流管分成多個環(huán)繞圓盤式布水器的環(huán)狀，固定在均流布水板上，所述通孔開設在梯度均流管與均流布水板固定連接的位置。

以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。

如圖1所示，本裝置中，蓄冷裝置采用圓形蓄冷水槽(罐)3，布水器采用傘形組合式布水器布置，則帶傘形組合式布水器的水蓄能裝置包括蓄能槽(罐)3、連通于蓄能槽(罐)內外的上部高溫水管11、下部低溫水管21，與上部高溫水管11相連通的上圓盤式布水器1、與下部低溫水管21相連通的下圓盤式布水器2。

與上圓盤式布水器1組合的上均流布水板14，與上均流布水板14組合的上梯度均流管15，與下圓盤布水器2組合的下均流布水板24，與下均流布水板24組合的下梯度均流管25，以及上均流布水板下的傘形均流裝置13，和下均流布水板上的傘形均流裝置23。

所述蓄能槽(罐)3，用于儲存冷熱水，并檢測其所在環(huán)境的溫度，將溫度信息傳送給所述巡檢儀；

所述高溫水管11，用于流入或流出空調回流溫水；

所述低溫水管21，用于流入或流出冷水；

所述圓盤式布水器，用于在工作面上均勻布水，低速出水；

所述梯度均流管組合均流布水板，用于降低流速，使水經梯度均流管及均流布水板均勻緩慢的流入蓄能槽(罐)；

所述傘形均流裝置進一步緩流，減少斜溫層厚度。

布水器布置方式如下所述：

上布水器由高溫水管11引入后，蓄能槽(罐)3中設置上圓盤式布水器1，如圖3和圖4所示，在上圓盤式布水器1的側面開設一定數(shù)量的經嚴格設計的孔口。上圓盤式布水器1的下表面設置上均流布水板14，上均流布水板14上表面設置上梯度均流管15，上梯度均流管15及上均流布水板14的開孔數(shù)量和尺寸要經過嚴格計算，開孔方向朝上，使水均勻緩慢的流入蓄能槽(罐)3中。上均流布水板14的下表面安裝上傘形均流裝置13，上均流布水板14的每個開孔位置均安裝上傘形均流裝置13，上傘形均流裝置13的開孔數(shù)量和尺寸要經過嚴格計算，上傘形均流裝置13的開孔朝上，進一步降低并穩(wěn)定流速。

同理：

下布水器由低溫水管21引入后，蓄能槽(罐)3中設置下圓盤式布水器2，同樣可參考圖3、圖4，在下圓盤式布水器2的側面開設一定數(shù)量的經嚴格設計的孔口。下圓盤式布水器2的上表面設置下均流布水板24，下均流布水板24下表面設置下梯度均流管25，下梯度均流管25及下均流布水板24的開孔數(shù)量和尺寸要經過嚴格計算，開孔方向朝下，使水均勻緩慢的流入蓄能槽(罐)3中。下均流布水板24的上表面安裝下傘形均流裝置23，下均流布水板24的每個開孔位置均安裝下傘形均流裝置23，下傘形均流裝置23的開孔數(shù)量和尺寸要經過嚴格計算，下傘形均流裝置23開孔朝下，進一步降低并穩(wěn)定流速，下圓盤式布水器2的開孔大小和開孔距離需根據(jù)蓄冷量嚴格計算所得。

使用時，當蓄能槽(罐)3需要蓄冷時，溫度較低的水自下部低溫水管21經下層傘形組合式布水器緩慢流入蓄能槽(罐)3中，由于不同水溫的水密度不同，利用自然分層的原理原蓄能槽(罐)中溫度較高的水自然浮升起來，溫度較低的水下沉至底部，當水量達到一定高度后，溫度較高的水經上層傘形組合式布水器自上部高溫水管11流出，直至溫度較低的水蓄滿蓄能槽(罐)。

當蓄能槽(罐)3需要釋冷時，溫度較低的冷凍水經下傘形組合式布水器自下部低溫水管21流出，末端進行換熱后溫度較高的水再由上部高溫水管11經上傘形組合式布水器緩慢均勻的流入蓄能槽(罐)3中，直至蓄能槽(罐)3內的冷凍水不符合末端制冷要求，釋冷過程結束。

由于蓄能槽(罐)3內上部水溫較高，底部水溫較低，流速足夠緩慢且均勻，所以在高低溫水之間會形成一個斜溫層。

相關特征數(shù)要求：

自然分層型水蓄冷斜溫層的形成依靠布水器的正確設計。雷諾數(shù)(Re)和弗朗特數(shù)(Fr)是布水器設計的重要依據(jù)。

雷諾數(shù)(Re)

Re數(shù)(Reynolds)是一個無量綱量，它是流體的慣性力和粘滯力之比。Re數(shù)的表達式如下：

式中，q-布水器單位長度流量，m³/s；

v-水的運動粘滯系數(shù)，m²/s。

布水器單位長度流量：

式中，Q-充(釋)冷過程中的最大體積流量，m³/s；

L-布水器的有效長度，m。

布水器的設計應控制較低的Re數(shù)，因為Re數(shù)過大，由于慣性流引起冷溫水混合加劇。一般的，對于較淺的槽(罐)體，Re≥200；較深的槽(罐)體(深度>5m)，Re數(shù)建議取400～850；深度≥12m時，Re可放寬至2000左右。對于一定的流量，所需的Re數(shù)可以通過調整布水器出水方向180°的布水器，其有效長度等于實形尺寸的2倍。

弗朗特數(shù)(Fr)

Fe數(shù)(Frande)也是一個無量綱量，它是作用在流體上的慣性力和浮力之比，F(xiàn)r數(shù)的表達式如下：

式中-布水器進口弗朗特數(shù)；

q-布水器單位長度的體積流量，m³/(m·s)；

h_i-布水器最小進口高度，m；

ρ_i-進口水的密度，kg/m³；

ρ_a-周圍水的密度，kg/m³；

且

式中Q-通過布水器的最大流量，m³/s；

L-布水器的有效長度，m。

當Fr≥1時，浮力大于慣性力，形成重力流；當1≤Fr≤2時，重力流依然可以維持；當Fr＞2時，慣性流占主導作用，慣性力增大，會產生明顯的混合現(xiàn)象；Fr繼續(xù)增大，混合作用則沒有顯著增加。

當Fr≤1時，進入槽(罐)內的流體以很低的流速平穩(wěn)地到達蓄能槽(罐)底部，由于q、ρ_i、ρ_a均為已知的設計參數(shù)，F(xiàn)r的大小可以通過控制孔口高度來實現(xiàn)?？卓诟叨葘τ谙虏坎妓髦覆妓鏖_口距離槽(罐)底的垂直距離；對于上部布水器，則指布水器開口與水面的距離，一般按照Fr＝1設計。

進一步地，上述設備還可具有一下特點，所述布水器的作用就是通過使水流以密度流的形式緩慢地進入蓄能槽(罐)，減少水流進入蓄能槽(罐)對儲存水的沖擊，促使斜溫層的形成，并通過減少可能產生的混合作用，維持斜溫層的存在，減少對斜溫層的破壞。

可見，本實用新型的優(yōu)點及積極效果是：相比傳統(tǒng)的布水方式，本實用新型可以有效的減少蓄能槽(罐)內由于布水器位置導致的不可用空間，使出流覆蓋面廣，增加了出流均勻性，能夠提高蓄冷和釋冷的能力。

如圖5和圖6所示，以下傘形均流裝置23為例，所述下傘形均流裝置23包括傘形布水裝置232和傘形布水帽233，所述傘形布水裝置232設置有上下貫通的通孔和安裝孔231，通過螺母安裝在所述均流布水板的通孔處。

所述下均流布水板24上的通孔一側設置有射流嘴242形成的射流孔241，所述射流孔241和所述下傘形均流裝置23設置在所述下均流布水板24的兩側。所述射流嘴242通過電焊固定連接在所述下均流布水板24上，所述下傘形組合式布水器的均流布水板的射流孔241方向朝下。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。