[发明专利]蓄热装置、蓄热系统及蓄热系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种蓄热装置、蓄热系统及蓄热系统的控制方法，所述蓄热装置包括壳体、筒体、第一管和第二管，筒体设于壳体内，筒体的外壁面与壳体的内壁面间隔开以形成第一腔，第一腔内设有冷水区，筒体内具有第二腔，第二腔内从上至下依次设有高温水区、斜温层和低温水区，低温水区与冷水区连通；第一管的一端与高温水区连通，第一管用于导出高温水区内的热水和用于将热水导入至高温水区内，第二管的一端与冷水区连通，所述第二管用于导出所述冷水区的冷水和用于将冷水导入至冷水区内，在蓄热装置放热和蓄热时，斜温层随高温水区的温度和低温水区的温度而上下平移。本发明实施例的蓄热装置可以避免冷热水交混，且蓄热效率高。

技术领域

本发明涉及储能供热的技术领域，具体地，涉及一种蓄热装置、蓄热系统及蓄热系统的控制方法。

背景技术

太阳能是一种可再生清洁能源，我国太阳能资源丰富，年辐射总量大于4200MJ/m²的地区占比高达76％。但是太阳能资源在季节和昼夜上的变化与供热需求存在不同步的矛盾。因此，可以通过储热技术将间歇、波动的能源转化为连续稳定的热能，以解决太阳能热利用时供给和需求在时间/强度上的不匹配的问题。

相关技术中，蓄热装置采用自然分层原理，热水和冷水之间形成一定厚度的斜温层，斜温层上部为热水、斜温层下部为冷水。由于蓄热装置内的进水扰动会导致冷水和热水对流传热的问题，并且由于蓄热装置内不同温度水的密度差会导致热损失等问题。因此，相关技术中的蓄热装置的冷热水容易发生交混，致使蓄热装置的可用热水体积减少，降低了蓄热装置的蓄热效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明一方面的实施例提出一种蓄热装置，该蓄热装置可以避免冷热水交混，且蓄热效率高。

本发明的另一方面的实施例提出了一种蓄热系统。

本发明的另一方面的实施例提出了一种蓄热系统的控制方法。

根据本发明的第一方面的实施例的蓄热装置包括：壳体；筒体，所述筒体设于所述壳体内，所述筒体的外壁面与所述壳体的内壁面间隔开以形成第一腔，所述第一腔内设有冷水区，所述筒体内具有第二腔，所述第二腔内从上至下依次设有高温水区、斜温层和低温水区，所述低温水区与所述冷水区连通；第一管，所述第一管的一端与所述高温水区连通，所述第一管用于在所述蓄热装置放热时导出所述高温水区内的热水和用于在所述蓄热装置蓄热时将热水导入至所述高温水区内；第二管，所述第二管的一端与所述冷水区连通，所述第二管用于在所述蓄热装置蓄热时导出所述冷水区的冷水和用于在所述蓄热装置放热时将冷水导入至所述冷水区内，在所述蓄热装置放热和蓄热时，所述斜温层随所述高温水区的温度和所述低温水区的温度而上下平移。

根据本发明的实施例的蓄热装置，在蓄热时，通过第一管将热水导入至高温水区内，通过第二管将冷水区的冷水导出，由此高温水区内的热水体积增加，低温水区内的低温水经过穿过筒体进入至冷水区内，进而低温水区的低温水体积减小，同时斜温层向下平移。在该蓄热装置放热时，通过第一管将高温水区的热水导出，通过第二管向冷水导入至冷水区内，由此高温水区内的热水体积减小，冷水区内的冷水经过穿过筒体进入至低温水区内，进而低温水区的低温水体积增加，同时斜温层向上平移。

从而根据本发明的实施例的蓄热装置在蓄热和放热时，可以减少因冷水和热水进出蓄热装置而引起的水流扰动，减少冷水和热水之间的传热和交混，增加了蓄热装置内可用热水的体积，提高了蓄热装置的蓄热效率。另外，筒体可以避免热水与壳体的内壁面直接接触，从而抑制蓄热装置的壁面环流，减少了蓄热装置的壁面热损失，提高了蓄热装置热分层的稳定性。

在一些实施例中，所述筒体上设有均流孔，所述均流孔与所述冷水区和所述低温水区连通，所述均流孔为多个，多个所述均流孔布置成沿所述筒体的轴向间隔排布设置的多圈，每一圈均流孔包括至少两个沿所述筒体的周向间隔布置的均流孔。