本技术涉及蓄冷装置,具体而言,涉及一种水流分配装置及蓄冷设备。
背景技术:
1、通过一定的技术手段、在电价低谷时期依靠电力进行制冷、产冷,并将“冷量”储存起来,在需要的时候(一般是电价高峰期)再释放出来、加以利用,达到“削峰填谷”、节能减费的目的,这种技术称之为蓄冷技术。
2、蓄冷技术一般分为水蓄冷、冰蓄冷两个大类。在水蓄冷系统中,蓄冷装置中储存着低价电时段制取的低温冷冻水,水作为“冷量”的载体,用冷时段抽取低温冷冻水、采集其中“冷量”供给空调系统后水温上升,温水再回到蓄冷装置中;此过程称为“取冷”,取冷过程中需从蓄冷装置中的集水器(一般位于底部)中抽取低温冷冻水,取冷后的温水送入蓄冷装置后经布水器(一般在顶部)流入。在冰蓄冷系统中,蓄冷装置中储存着低价电时段制取的冰水混合物,冰作为“冷量”的主要载体,用冷时段依靠水泵经集水器从蓄冷装置中抽取冰水混合物的低温水、采集其中“冷量”供给空调系统后水温上升,温水再回到蓄冷装置中经布水器分流后流向冰层,对冰层进行融化、自身温度下降,从而再次获得“冷量”后经集水器流出供冷;此过程称为“融冰放冷”,在冰蓄冷装置中,布水器、集水器的布置方式有“水平”、“竖直”等形式。在一些采暖系统中,也会利用到“峰谷电价”的原理进行制热设备的节能降耗运行,此时系统中需要配备有储热装置(一般为储热水箱,水作为了“热量”的载体),内部储存着低价电时段制取的高温热水。用热时段抽取高温热水、采集其中“热量”供给采暖系统后水温下降,冷水再回到储热装置中;此过程称为“取热”,取热过程中从储热水箱中的集水器中抽取高温热水,取热后的冷水送入储热水箱后经布水器流入。在集中生活热水系统中,配备有生活水箱(具有隔热保温功能,即“储热”也“储水”),内部储存着高温热水。用热水时段从底部抽取高温热水,热水不再回到生活水箱中,热水利用完毕或利用一定量后,低温的自来水会经补水管流入水箱进行补充。在生活热水水箱中的底部设置集水器、自来水补水的顶部设置布水器,有利于减缓低温补水对高温热水的冲击、减少两者混合程度,提升冷热水的分层效果,保证高温热水有更高的利用率。
3、在以上这些场景中,布水器、集水器的主要作用都是均匀地分布水流、均匀地吸入水流,水流量的分配均匀性至关重要,有利于提升“冷量”、“热量”、“热水”的利用率。
4、常规的布水器、集水器设计,往往均匀程度较低,导致:
5、冰蓄冷中“冷量剩余”(部分“冷量”无法放出,因为部分冰层未获得足够温水水流而无法融化);
6、水蓄冷中低温冷冻水被回水温水冲散、因水温升高而无法为空调系统使用,“冷量消失”;
7、储热或热水箱内高温热水被低温水冲散、因水温降低而无法为采暖或热水系统使用,“热量消失”;
8、以上这些情况都会导致能量的严重浪费。
技术实现思路
1、本技术旨在提供一种水流分配装置及蓄冷设备,通过集水器从槽体或箱体的一端均匀的吸入水流并汇总后流出,流出水流得到利用后,若需要回到槽体或箱体,则通过布水器将水流均匀的分布到槽体或箱体的横截面上,实现提升集水器、布水器的流量均匀程度,以解决现有技术中布水或集水时水流不均匀导致能量浪费的问题。
2、第一方面,本技术提供一种水流分配装置,水流分配装置作为布水器用于将流入储水空间的水流均匀的分布到布水器覆盖的横截面上,或作为集水器用于从集水器覆盖横截面上均匀吸入水流并汇总后流出储水空间。
3、水流分配装置包括:
4、主水管,用于向所述储水空间输入或输出水流;
5、分配管网,用于分散所述主水管输入的水流,或者用于将水流汇集至所述主水管以输出;所述分配管网包括n级分配管(n≥2),由第1级分配管至第n级分配管逐级连接,每级分配管相对其所连接的上一级分配管的数量增加,所述第1级分配管与所述主水管连接;
6、连接管,沿所述第n级分配管的径向穿设于所述第n级分配管;
7、歧管,连接于所述连接管并设有多个过水孔,所述过水孔用于连通所述储水空间;
8、其中,所述连接管的管壁上设有节流孔,以使所述歧管通过所述节流孔与所述第n级分配管连通,所述节流孔的孔径小于所述第n级分配管的管径。
9、本技术通过设置n级分配管形成的分配管网,逐级分散水流,并在最末级的第n级分配管上设置至少一个歧管,使得单个歧管内的水流量减小,并在连接管上设置节流孔,水流在节流孔中的速度增大,以缓解进出口静压差导致各歧管水量分布不均的问题,实现均匀集水或布水效果。
10、具体地,水流分配装置作为布水器时,包括一根进水管(主水管此时作为进水管)、多级分配管、多排及多根出水歧管组成,在出水歧管上开有等径但不等间距的出水孔(过水孔此时作为出水孔),其中进水管与第1级分配管垂直连接,相邻级分配管互相垂直连接;所述出水歧管直接穿过与之连接的末级分配管,在穿过分配管处通过焊接或其他形式进行密封,出水歧管穿过分配管的部分管段上开设有节流孔,所述节流孔位于末级分配管内背对水流的一侧,节流孔的横截面积使得通过节流孔后的水流速是节流孔前所处分配管内水流速的2.0倍及以上。
11、水流分配装置作为集水器时,包括一根出水管(主水管此时作为出水管)、多级分配管、多排及多根进水歧管组成,在进水歧管上开有等径但不等间距的进水孔,其中出水管与第1级分配管垂直连接,相邻级分配管互相垂直连接;所述进水歧管直接穿过与之连接的末级分配管,在穿过分配管处通过焊接或其他形式进行密封,进水歧管穿过分配管的部分管段上开设节流孔,所述节流孔位于末级分配管内,进水歧管上节流孔的横截面积之和是该进水歧管上所有进水孔的横截面积之和的0.2-0.7倍,且所有进水歧管上节流孔的横截面积之和需大于出水管的内横截面积。
12、在布水器的出水歧管内,若水流方向仅有一个方向时,该管段上同一条直线上相邻出水孔的孔中心间距,沿着水流方向逐渐增大。若在布水器的出水歧管内存在相反方向的2个水流,则该管段上同一条直线上相邻出水孔的孔中心间距,沿着水流方向逐渐缩小。在集水器的进水歧管上,同一条直线上相邻进水孔的孔中心间距,沿着水流方向逐渐增大。
13、当安装方式为水平时,第1级分配管位于所有排数出水歧管或进水歧管的中间位置,第2级分配管位于所述第2级分配管所覆盖的排数出水歧管或进水歧管的中间位置,以此排布各级分配管。当安装方式为竖直安装时,则第1级分配管的位置为靠近顶部的高度,第2级分配管位于所述第2级分配管所覆盖的排数出水歧管或进水歧管的靠近顶部位置,以此排布各级分配管。针对集水器,所有分配管的位置高度均位于水位以下。
14、与出水歧管或进水歧管直接相连的末级分配管,采用沿着管道内水流方向逐级变径的方式来调节管内水流速,布水器的末级分配管管径沿着管内水流方向逐级变小,集水器的末级分配管管径沿着管内水流方向逐级变大,变径原则为使得末级分配管内的水流速趋向于相近,但需结合管材规格及变径规格的具体情况。
15、较高一级分配管的管内水流速为与之连接的较低一级分配管管内水流速的30-110%。
16、第二方面,本技术实施例提供蓄冷设备,其包括:
17、蓄冷装置,设有储水空间;
18、用冷管路;
19、两个第一方面中任一项所述的水流分配装置,相对地设置在所述储水空间内,并分别通过所述水流分配装置的主水管连接在所述用冷管路的两端,两个所述水流分配装置中的一个作为布水器、另一个作为集水器。
1.一种水流分配装置,作为布水器以用于向储水空间供水,或作为集水器以用于将储水空间的水排出,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,所述节流孔设置在所述连接管的背向所述第n级分配管管内水流方向的一侧。
3.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,在所述水流分配装置作为布水器时:
4.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,在所述水流分配装置作为集水器时,设定:
5.根据权利要求4所述的水流分配装置,其特征在于,所述s2与所述s1的比值范围为0.2-0.7。
6.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,绕所述歧管的轴线间隔布置有多列过水孔,每列过水孔包括沿所述歧管的延伸方向间隔排布的多个所述过水孔。
7.根据权利要求6所述的水流分配装置,其特征在于,相邻的两列所述过水孔绕所述歧管的轴线的间隔角度为30-150度。
8.根据权利要求7所述的水流分配装置,其特征在于,相邻的两列所述过水孔在所述歧管的延伸方向上错开。
9.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,所述歧管包括第一歧管,所述第一歧管的一端封闭、另一端通过所述连接管与所述第n级分配管连接,所述第一歧管上具有沿所述第一歧管的延伸方向间隔排布成列的多个所述过水孔。
10.根据权利要求9所述的水流分配装置,其特征在于,所述第一歧管上的多个所述过水孔的横截面积相等,且:
11.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,所述歧管还包括第二歧管,所述第二歧管设置在相邻的两个所述第n级分配管之间,所述第二歧管的一端通过一个所述连接管与一个所述第n级分配管连接、另一端通过另一个所述连接管与另一个所述第n级分配管连接,所述第二歧管上具有沿所述第二歧管的延伸方向间隔排布成列的多个所述过水孔。
12.根据权利要求11所述的水流分配装置,其特征在于,所述第二歧管上的多个所述过水孔的横截面积相等,且:
13.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,所述第n级分配管的一端与第n-1级分配管连接,沿远离所述第n-1级分配管的方向,所述第n级分配管的管径减小。
14.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,每级分配管的管内水流流速与其所连接的下一级分配管的管内水流流速的百分比范围值为30-110%。
15.根据权利要求1所述的水流分配装置,其特征在于,多个所述歧管均沿水平方向延伸且均沿水平方向排布,多个所述歧管在水平面上的投影形成布水区域或集水区域;所述主水管的端部延伸至所述布水区域或所述集水区域的中心位置,所述第1级分配管的中点位置与所述主水管的端部连接;或者
16.一种蓄冷设备,其特征在于,包括: