[实用新型]模块式水蓄冷蓄热布水器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水蓄冷(热)池，具体是一种水蓄冷(热)池用在需要制冷(热)场合的蓄能空调系统的模块式水蓄冷蓄热布水器。

背景技术

在人类许多生产、生活的地方都需要供冷(热)，我们在家里、在办公室、在商场等地方夏天需要供冷。冬天需要供热。随着经济的发展，城市规模的扩大和用电结构的改变，用电高峰负荷呈现快速增长的趋势。为了满足用户的高峰期电力需求，电力部门一方面必须建设新电站增加电网容量，另一方面必须提高电网的调峰能力，适应用户的负荷变化。用户方面也应采取节能和调荷技术，否则在用电高峰时只能通过拉闸限电的方法减轻压力。

水蓄冰技术就是针对这种局面提出并得以运用的。它是让制冷机组在夜间电力负荷低谷(也是电价低谷)时运行，并将产生的冷量储存起来(制成低温水)，在次日用电高峰，将冷量释放山来，满足用冷负荷，以实现用户侧用电的移峰调谷，达到均衡电网负荷的目的。减少国家对新增电站和电网的投资，稳定电厂机组负荷水平，改善机组运行效率，降低发电成本，利于电网安全稳定运行，促进环境保护；同时对用户来说。可利用白昼和夜间峰谷电价差及运行时间差达到节约空调运行费用。

水蓄冷系统主要由制冷主机、蓄水池、循环水泵、循环水管及其各种控制阀门组成。而蓄冷量大小主要是由蓄水池容积决定的。但是在相同的容积下，蓄冷效率是非常关键的，而决定蓄冷效率的就是蓄水池中的布水器，因此，在水蓄冷系统中布水器的设计和制作是关键。由于每个水蓄冷系统中蓄水池的大小和结构均不相同，每个布水器的设计和制作也不同。

为了提高水蓄冷池的蓄冷能力，提高水蓄冷系统蓄冷效率，应当维持尽可能大的蓄冷温差并防止储存冷水与回流热水的混合，在水温大于4℃时，，温度升高密度减小，而在0～4℃范围内，温度升高密度增大，3.98℃时水的密度最大。自然分层蓄冷就是依靠密度大的水自然会聚集在蓄冷池的下部，在分层蓄冷中使温度为4～6℃的冷水聚集在蓄冷池的下部，而10～18℃的热水自然地聚集在蓄冷池的上部，来实现冷热水的自然分层。

自然分层水蓄冷槽的结构形：在蓄冷池中设置了上下两个均匀分配水流布水器，为了实现自然分层的目的，要求在蓄冷和释冷过程中，热水始终是从上部布水器流入或流出，而冷水是从下部布水器流入或流出，为确保自然分层的效果应严格控制Re数、Fr数，尽可能形成分层水的上下平移运动。

在自然分层水蓄冷槽中，斜温层是一个影响冷热分层和蓄冷池蓄冷效果的重要因素，它是由于冷热水间自然的导热作用而形成的一个冷热温度过渡层。它会由于通过该水层的导热、水与蓄冷池壁面和沿池壁的传热，并随着储存时间的延长而增厚，从而减少实际可用蓄冷水的体积，减少可用蓄冷量。

明确而稳定的斜温层能防止蓄冷池下部冷水与上部热水的混合，蓄冷池储存期内斜温层变化是衡量蓄冷池蓄冷效果的主要考察指标。一般希望斜温层厚度在0.3～1.0m之间。为了防止水的流入和流出对储存冷水的影响，在自然分层水蓄冷槽中采用的布水器应使水流以较小的流速均匀地流入蓄冷池，以减少对蓄冷池水的扰动和对斜温层的破坏。

蓄水池设计有布水系统，布水系统按照弗兰克准则来设计，充分利用蓄水温差，并通过调温阀交换出稳定温度的空调用冷水。蓄水池通过布水器从池中取水和向池中送水，布水器可使水缓慢的流入和流出水池，以尽量减少紊流和扰乱温度剧变层。当蓄冷时，随着冷水不断从下部送入水池和热水不断从上部被抽出，温度剧变层稳步上升。反之，当取冷时，随着热水不断从上部流入和冷水不断从下部被抽出，温度剧变层逐渐下降。好的分层的蓄冷水池所蓄存能量的95％以上可以有效地用于供冷。

布水器放置于蓄冷水池的上部(热水)和底部(冷水)。它的作用是使水以重力流平稳地流入或引出水槽，以便使水按不同温度相应的密度差异依次分层，形成并维持一个稳定的斜温层，以确保水流在贮槽内均匀分布，扰动小。此斜温层流体力学特性可用弗兰德(Frande)准数决定，同时也受雷诺(Renolds)准数及系统运行合理与否的影响。

对于蓄热水池，其原理与上述蓄冷水池类似。

现实中每个项目均需根据不同的蓄水池设计成不同的布水器，再在现场进行设计与制作，以确保水流到达各布水口时流速和流量的稳定、均匀。这样必然导致每个蓄水池的蓄水性能不一致，而且施工难度大，成本高。

发明内容

本实用新型提供一种模块式水蓄冷蓄热布水器，以解决背景技术中存在的技术问题。