[发明专利]一种盘旋式大温差水蓄冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及到蓄冷装置技术领域。 

背景技术

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。 

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℃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℃。 

发明内容

本发明为了解决双槽式水蓄冷空间利用率低；迷宫式水蓄冷流动阻力大、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℃等问题。 

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种盘旋式大温差水蓄冷装置，包括内含中心主轴的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盘旋式 分隔结构，所述盘旋式分隔结构由防水保温分隔物组成，防水保温分隔物沿中心主轴盘旋上升，防水保温分隔物内沿与中心主轴连接，外沿与蓄冷水罐或蓄冷水槽内壁连接，所述防水保温分隔物在蓄冷水罐或蓄冷水槽内部空间分隔形成连续的螺旋流道，具体的是，螺旋流道的外壁是蓄冷水罐或蓄冷水槽的内壁面，螺旋流道的内壁是中心主轴的外壁面，蓄冷水罐或蓄冷水槽的内壁面和中心主轴的外壁面之间的封闭空间形成螺旋流道，该螺旋流道一端与蓄冷进水口/释冷出水口相通，另一端与蓄冷出水口/释冷进水口相通。 

采用防水保温材料制作螺旋分隔，沿圆形水罐中心主轴方向盘旋上升，分隔板内沿与中心主轴连接，外沿与罐体连接，罐体的内部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，减少了斜温层的导致的能量浪费。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。在整个蓄冷、存储、释放过程中损失较小。 

根据蓄冷/释冷能力的大小及经济水流速，确定防水保温分隔物中分隔螺旋板的间距，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，确定螺旋分隔板的级数。 

由于不依赖温度分层实现蓄冷，可以突破分层蓄冷水温4℃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。 

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。 

由于没有温度分层的要求，水罐无需竖直安装，可横置、倾斜、埋地安装，避免了部分建筑美观要求，降低了对水罐基础的特殊处理要求。 

由于没有温度分层的要求，蓄冷水罐的高径比的要求降低，可适应蓄冷量较小，水罐较小的场合。 

该发明水罐可做成闭式的小水罐串联、并联运行，实现各种蓄冷容量的随意组合。 

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。 

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明涉及一种应用于大温差水蓄冷装置的盘旋分隔结构，由盘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。 

附图说明

图1是盘旋式分隔蓄冷水罐示意图； 

图2是蓄冷水罐蓄冷工况示意图； 

图3是蓄冷水罐释冷工况示意图；