專利名稱：一種蓄熱水箱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及蓄熱技術(shù)，具體涉及一種蓄熱水箱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蓄熱水箱是制造、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域中極其常見的設(shè)備。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或者設(shè)備故障等原因，導(dǎo)致其生產(chǎn)所需的熱水不能保持連續(xù)地供給，如一些工藝場(chǎng)合可能出現(xiàn)連續(xù)數(shù)天不能生產(chǎn)熱水，此時(shí)，蓄熱水箱系統(tǒng)作為一種緩沖裝置，在熱水供給出現(xiàn)間斷時(shí)，則由蓄熱水箱進(jìn)行熱水供給。對(duì)于此類蓄熱水箱，設(shè)計(jì)時(shí)需要解決兩個(gè)問(wèn)題(I)在不能正常生產(chǎn)熱水時(shí)，如何確保水箱的蓄水量，進(jìn)行正常熱水供給；(2)如何防止實(shí)際運(yùn)行中的熱損失。對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)只需要計(jì)算出合理的水箱容積即可；對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，一些研究人員設(shè)計(jì)了提高保溫層性能的蓄熱水箱。如專利號(hào)為201110134930. 2的一種蓄熱水箱(如附圖
I所示)，其目的是減少箱體壁面的熱量散失。但在正常運(yùn)行時(shí)，即時(shí)生產(chǎn)的熱水首先流入水箱，經(jīng)過(guò)了與水箱蓄存的水混合后再流出，此過(guò)程即使在水箱沒(méi)有溫度分層的情況下，也會(huì)大量散熱。但是，對(duì)于該蓄熱水箱，其內(nèi)部的溫度分層不可忽視，水箱內(nèi)部的溫度分層將導(dǎo)致如下兩個(gè)問(wèn)題變得更為突出(1)正常工況下，由于出水口流出的熱水溫度均低于進(jìn)水口流入的熱水溫度，這樣將嚴(yán)重、持續(xù)地影響熱水供應(yīng)的品質(zhì)；(2)這將導(dǎo)致蓄熱水箱平均水溫較高，由水箱壁面造成的熱損失較大。因此，不僅熱水品質(zhì)供應(yīng)受到比較大的影響，又造成了不必要的能源浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容為彌補(bǔ)上述缺陷，本實(shí)用新型提出一種蓄熱水箱系統(tǒng)，該系統(tǒng)考慮到熱水的分層問(wèn)題，供應(yīng)熱水品質(zhì)較高，且能源浪費(fèi)較少。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種蓄熱水箱系統(tǒng)，其特征在于，包括蓄熱水箱，放置于蓄熱水箱內(nèi)的溫度傳感器，位于蓄熱水箱外的控制器、第一三通換向閥和第二三通換向閥；所述蓄熱水箱連接有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管與所述第一三通換向閥的主通路出口連接；所述蓄熱水箱連接有出水管，所述出水管與所述第二三通換向閥的主通路入口連接；所述第一三通換向閥的旁通口與所述第二三通換向閥的旁通口之間連接有旁通管；所述溫度傳感器的輸出引線連接控制器的輸入端，所述控制器的兩個(gè)輸出端分別連接所述第一三通換向閥的控制端和所述第二三通換向閥的控制端。上述技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于所述溫度傳感器為一個(gè)以上，且各溫度傳感器設(shè)置在蓄熱水箱內(nèi)水體的不同溫度層中。所述第一三通換向閥的主通路入口連接有熱水供應(yīng)裝置。[0014]所述第二三通換向閥的主通路出口連接有用戶水管。本實(shí)用新型蓄熱水箱系統(tǒng)，一方面在生產(chǎn)熱水設(shè)備故障等不能正常工作時(shí)，由蓄熱水箱蓄存的熱水能基本滿足其他工藝或者生活要求而不造成大量的熱散失；另一方面是平時(shí)所供應(yīng)的熱水為即時(shí)生產(chǎn)的熱水，熱水品質(zhì)較高。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I為用于蓄熱的傳統(tǒng)水箱示意圖；圖2為本實(shí)用新型蓄熱水箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型蓄熱水箱內(nèi)水體溫度分層示意圖；其中，I、傳統(tǒng)水箱；2、保溫內(nèi)膽；3、進(jìn)水口 ；4、出水口 ；5、石棉保溫層；6、聚本乙稀泡沫塑料保溫層；7、酚醛樹脂泡沫保溫層；8、控制器；9、溫度傳感器；10、第一三通換向閥；
11、旁通管；12、第二三通換向閥；13、進(jìn)水管；14、出水管；15、蓄熱水箱。
具體實(shí)施方式
用于蓄熱的傳統(tǒng)水箱參考附圖I所示，包括傳統(tǒng)水箱I、設(shè)置在傳統(tǒng)水箱I內(nèi)部的保溫內(nèi)膽2，保溫內(nèi)膽2內(nèi)壁依次設(shè)有石棉保溫層5、聚苯乙烯泡沫塑料保溫層6、酚醛樹脂泡沫保溫層7，傳統(tǒng)水箱I設(shè)有進(jìn)水口 3和出水口 4。使用時(shí)，熱水通過(guò)進(jìn)水口 3進(jìn)入保溫內(nèi)膽2，由于保溫內(nèi)膽設(shè)有上述三層保溫層，所以傳統(tǒng)水箱I內(nèi)熱水可以得到保溫續(xù)存，待使用時(shí)，熱水從出水口 4流出，供應(yīng)用戶。附圖2為本實(shí)用新型的蓄熱水箱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱15，放置于蓄熱水箱15內(nèi)的溫度傳感器9,位于蓄熱水箱15外的控制器8、第一三通換向閥10和第二三通換向閥12,溫度傳感器9為多個(gè)，且各溫度傳感器9分別位于蓄熱水箱15內(nèi)水體的不同溫度層中；蓄熱水箱15連接有進(jìn)水管13，進(jìn)水管13與第一三通換向閥10的主通路出口連接；蓄熱水箱15連接有出水管14，述出水管14與第二三通換向閥12的主通路入口連接；第一三通換向閥10的旁通口與第二三通換向閥12的旁通口之間連接有旁通管11 ;溫度傳感器9的輸出引線連接控制器8的輸入端，控制器8的兩個(gè)輸出端分別連接第一三通換向閥10的控制端和第二三通換向閥12的控制端；第一三通換向閥10的主通路入口連接有熱水供應(yīng)裝置，第二三通換向閥12的主通路出口連接有用戶水管。正常工況時(shí)，熱水供應(yīng)裝置流出的熱水不經(jīng)過(guò)蓄熱水箱15，直接由旁通管11流入蓄熱水箱15的出水管14，再進(jìn)入用戶水管供給用戶；當(dāng)溫度傳感器9感受到的溫度低于設(shè)置下限時(shí)，第一三通換向閥10和第二三通換向閥12關(guān)斷旁通管11，打開蓄熱水箱15的進(jìn)水管13和出水管14，熱水通過(guò)蓄熱水箱15輸出；當(dāng)溫度傳感器9感受到的溫度超過(guò)設(shè)置上限時(shí)，第一三通換向閥10和第二三通換向閥12關(guān)斷通往蓄熱水箱15的管路，即關(guān)斷蓄熱水箱15的進(jìn)水管13和出水管14，打開旁通管11，熱水直接由旁通管11輸出。當(dāng)設(shè)備故障或許要檢修時(shí)，僅需三通換向閥12關(guān)斷旁通管11，同時(shí)打開蓄熱水箱15的出水管14，存儲(chǔ)在蓄熱水箱15中的水輸出起到臨時(shí)供給的作用。參考附圖3，蓄熱水箱15內(nèi)水體溫度分層，是因?yàn)樗拿芏仁请S溫度變化的，溫度越高水的密度就越小。因此，密度較小的水受到浮力的作用會(huì)處于蓄熱水箱15的上部，從整體來(lái)看，蓄熱水箱15內(nèi)部會(huì)形成明顯的溫度分層，最上層溫度為325K，最下層溫度為321K，且溫度由上到下分層減小，該各層溫度通過(guò)各溫度傳感器9測(cè)定，各溫度傳感器9將測(cè)定的溫度反饋給控制器8，控制器8控制第一三通換向閥10和第二三通換向閥12的開/關(guān)動(dòng)作。為保證控制器8能夠獲得準(zhǔn)確的溫度分布信息，溫度傳感器9應(yīng)設(shè)置在蓄熱水箱15內(nèi)部熱水溫度分層的各層中。溫度分層的確定方法，根據(jù)蓄熱水箱15的幾何特征及蓄熱水箱15進(jìn)水管13的尺寸、蓄熱水箱15的出水管14的尺寸，采用k- ε模型結(jié)合SIMPLE算法，首先求解動(dòng)量方程和能量方程
權(quán)利要求1.一種蓄熱水箱系統(tǒng)，其特征在于，包括蓄熱水箱，放置于蓄熱水箱內(nèi)的溫度傳感器，位于蓄熱水箱外的控制器、第一三通換向閥和第二三通換向閥； 所述蓄熱水箱連接有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管與所述第一三通換向閥的主通路出口連接；所述蓄熱水箱連接有出水管，所述出水管與所述第二三通換向閥的主通路入口連接；所述第一三通換向閥的旁通口與所述第二三通換向閥的旁通口之間連接有旁通管； 所述溫度傳感器的輸出引線連接控制器的輸入端，所述控制器的兩個(gè)輸出端分別連接所述第一三通換向閥的控制端和所述第二三通換向閥的控制端。
2.如權(quán)利要求I所述蓄熱水箱系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器為一個(gè)以上。
3.如權(quán)利要求2所述蓄熱水箱系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器設(shè)置在蓄熱水箱內(nèi)水體的不同溫度層中。
4.如權(quán)利要求I所述蓄熱水箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一三通換向閥的主通路入口連接有熱水供應(yīng)裝置。
5.如權(quán)利要求I所述蓄熱水箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第二三通換向閥的主通路出口連接有用戶水管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及蓄熱技術(shù)，公開了一種蓄熱水箱系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括蓄熱水箱，放置于蓄熱水箱內(nèi)的溫度傳感器，位于蓄熱水箱外的控制器、第一三通換向閥和第二三通換向閥；蓄熱水箱連接有進(jìn)水管，進(jìn)水管與第一三通換向閥的主通路出口連接；蓄熱水箱連接有出水管，出水管與第二三通換向閥的主通路入口連接；第一三通換向閥的旁通口與第二三通換向閥的旁通口之間連接有旁通管；溫度傳感器的輸出引線連接控制器的輸入端，控制器的兩個(gè)輸出端分別連接第一三通換向閥的控制端和第二三通換向閥的控制端。本實(shí)用新型，一方面在生產(chǎn)熱水設(shè)備故障時(shí)，由蓄熱水箱蓄存的熱水能基本滿足熱水需求，且熱散失少；另一方面即時(shí)生產(chǎn)的熱水，熱水品質(zhì)較高。
文檔編號(hào)F28D20/00GK202814180SQ201220348558
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者邵治民, 司鵬飛, 郭慶剛 申請(qǐng)人:中國(guó)輕工業(yè)西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司