本發(fā)明涉及換熱設備技術領域，尤其涉及一種相變畜冷裝置及采用其的供冷系統(tǒng)。

背景技術：

相變畜冷裝置的工作原理是在封閉的腔體內(nèi)布置蓄能材料，然后向腔體中通入冷水，冷水將冷能傳遞給蓄能材料后，溫度上升，然后離開腔體。蓄能材料吸收冷能后，溫度下降，冷能就這樣從冷水中被轉(zhuǎn)移到蓄能材料中。將帶有冷能的相變畜冷裝置轉(zhuǎn)移到用戶處，向腔體中通入常溫水，常溫水經(jīng)過低溫的蓄能材料時，吸收蓄能材料的冷能，溫度下降，蓄能材料溫度上升，從而實現(xiàn)冷能從蓄能材料向常溫水的轉(zhuǎn)移，為用戶提供冷水。這樣的相變畜冷裝置常用于回收工業(yè)冷水的冷能，然后將帶有冷能的相變畜冷裝置運送到邊遠地區(qū)，為邊遠地區(qū)供冷水、冷氣等。當然，通過更換蓄能材料，這樣的相變畜冷裝置也常用來蓄熱，為有需要的地方供熱。

一般的相變畜冷裝置不考慮水箱內(nèi)部的水流狀況，即不對蓄冷水箱的水流進行水流分配設計。這樣的蓄冷水箱存在水流分配不均的問題，導致蓄能材料存在較大的溫度分層，降低蓄冷效率和蓄冷效果，還會導致蓄能材料壽命減損。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于：提供一種相變畜冷裝置及采用其的供冷系統(tǒng)，使相變畜冷裝置的水流分配均勻，有效抑制蓄能材料產(chǎn)生的溫度分層問題，提高蓄冷效率和蓄冷效果，延長蓄能材料的使用壽命。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一方面，提供一種相變畜冷裝置，包括殼體、蓄能材料、進水管和出水管，所述蓄能材料設置在所述殼體內(nèi)部，所述進水管設置在所述殼體的進水端板上，所述出水管設置在所述殼體的出水端板上，所述殼體內(nèi)靠近所述進水端板的一側(cè)和靠近所述出水端板的一側(cè)分別設置有分流組件，靠近所述進水端板一側(cè)的所述分流組件與所述進水管連通，靠近所述出水端板一側(cè)的所述分流組件與所述出水管連通，所述分流組件與所述蓄能材料之間設置有分流板，所述分流組件上遠離所述分流板的一側(cè)設有分水孔。

如果分水孔直接朝向分流板出水，那么有分水孔的地方的流速大，沒有分水孔的地方的流速小，進入分流板的水流的流速就不一樣，導致進入蓄能材料的水流速度不一致，使蓄能材料產(chǎn)生溫度分層現(xiàn)象，儲能效率和儲能效果降低，同時會減損蓄能材料的壽命。水流進入分流組件后，先流向進水端板，然后折返到達分流板，可以有效的降低分流板上各個不同位置的水的流速差異，使不同位置進入分流板的水的流速趨于一致，從而提高進入分流板之前的水流的均勻程度，進而避免蓄能材料的溫度分層現(xiàn)象，提高儲能效率和延長蓄能材料的使用壽命。

作為優(yōu)選的技術方案，所述分流組件包括立管和橫管，所述立管和所述橫管連通，所述分水孔設置在所述立管和/或所述橫管上。

作為優(yōu)選的技術方案，所述分流組件包括若干所述立管和一根所述橫管，若干所述立管在所述殼體的寬度方向等間隔分布；

或者，所述分流組件包括一根所述立管和若干所述橫管，若干所述橫管在所述殼體的高度方向等間隔分布；

或者，所述分流組件包括若干所述立管和若干所述橫管，若干所述立管在所述殼體的寬度方向等間隔分布，若干所述橫管在所述殼體的高度方向等間隔分布。

具體地，將立管和橫管等間隔布置，有利于將水流更均勻的分配到分流板上。

作為優(yōu)選的技術方案，所述分水孔的軸線與所述立管或所述橫管的軸線相交。這樣的制孔方式適用于用板材卷制焊接而成的焊縫管，先在板材上打孔，再將板材卷制焊接成管，加工效率高，成本低廉。

作為優(yōu)選的技術方案，所述分水孔的軸線與所述分流板垂直。

具體地，這樣的制孔方式適用于一次成型的無縫管，在管材上制作大量規(guī)則的、孔軸線與管軸線相交的孔難度較大且工藝繁瑣，所以在無縫管上適合采用相互平行的孔，便于加工和制造。

作為優(yōu)選的技術方案，所述分流板上設置有若干通孔，若干所述通孔布滿所述分流板。

優(yōu)選的，所述通孔等間隔分布。分流板上設置等間隔分布的通孔有利于通過分流板后的水流均勻分布到蓄能材料中，避免蓄能材料產(chǎn)生溫度分層現(xiàn)象。

作為優(yōu)選的技術方案，所述分水孔等間隔設置在所述立管和/或所述橫管上。

具體地，等間隔設置的分水孔有利于使流出分流組件的水流可以均勻的分布到殼體內(nèi)部，避免水流在某一局部過度集中。

作為優(yōu)選的技術方案，所述蓄能材料為相變蓄能材料。相變蓄能材料可以利用相變熱儲存更多的能量，有效提高裝置的儲熱容量。

另一方面，提供一種供冷系統(tǒng)，包括上述的相變畜冷裝置，還包括冷水機組。

作為優(yōu)選的技術方案，所述蓄能材料上設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述冷水機組的控制系統(tǒng)信號連接。

具體地，通過設置所述溫度傳感器，可以有效測量蓄能材料各個地方的溫度，根據(jù)各個地方的溫度是否已經(jīng)達到過冷，控制水泵轉(zhuǎn)速或者閥門開度，進而調(diào)節(jié)水流速度，降低能耗，同時保證蓄能材料各個地方的溫度均勻且均具有過冷度。

本發(fā)明的有益效果為：提供一種蓄冷裝置，通過將分水孔設置在遠離分流板的一側(cè)，使水流經(jīng)過折返后再進入分流板，從而使蓄能材料的水流分配均勻，有效抑制蓄能材料產(chǎn)生的溫度分層問題，提高蓄冷效率和蓄冷效果，延長蓄能材料的使用壽命，同時提高蓄冷裝置的能量利用效率，降低能耗。

附圖說明

下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1為實施例一所述的相變畜冷裝置的正視圖；

圖2為實施例一所述的相變畜冷裝置的俯視圖；

圖3為實施例一所述的分流板的示意圖；

圖4為實施例二所述的供冷系統(tǒng)的蓄冷過程；

圖5為實施例二所屬的供冷系統(tǒng)的供冷過程。

圖1至圖5中：

1、殼體；101、進水端板；102、出水端板；

2、分流組件；201、立管；202、橫管；203、分水孔；

3、進水管；

4、出水管；

5、蓄能材料；

6、分流板；

7、溫度傳感器；

8、冷水機組；

9、末端用水設備。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。

實施例一

圖1是本實施例的正視圖，圖2是本實施例的俯視圖。于本實施例中，一種相變畜冷裝置，包括殼體1、蓄能材料5、進水管3和出水管4，蓄能材料5設置在殼體1內(nèi)部，進水管3設置在殼體1的進水端板101上，出水管4設置在所述殼體1的出水端板102上；其中：進水管3和出水管4在殼體1內(nèi)的一端分別與一個分流組件2相連通；分流組件2設置在殼體1內(nèi)部空間高度和寬度的正中位置，立管201沿殼體1的寬度方向均勻分布，橫管202沿殼體1的高度方向均勻分布；兩個分流組件2與蓄能材料5之間均設有分流板6。分流板6的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，水流可以通過分流板6上規(guī)則排列的通孔均勻的從分流板6的一側(cè)流到另一側(cè)。分流組件2由立管201和橫管202連通組成，水流進入分流組件2之后，可以通過相互連通的橫管202和立管201使水流均勻分布到分流組件2的各個部位。分流組件2的立管201上遠離分流板6的一側(cè)開有規(guī)則排列的分水孔203，且分水孔203的軸線與立管201的軸線相交。蓄能材料5是相變蓄能材料，可以充分利用相變潛熱吸收更多的冷能，提高相變畜冷裝置的蓄冷容量。

工作流程描述：

冷水從進水管3流進分流組件2，通過分流組件2上的分水孔203均勻的流到進水端板101上，遇到進水端板101后水流速度降下來，水面波動變得平穩(wěn)，此時流速一致的冷水再經(jīng)過分流板6上的通孔進入蓄能材料5中，再次降低水流速度，使通過分流板后的冷水達到水流速度一致、水流分布均勻的效果。由于進入蓄能材料5的水流速度是一樣的，水流分布均勻，所以蓄能材料5可以盡量避免溫度分層的狀況，冷水與蓄能材料5換熱后，通過分流板6減速分流，再次使水流速度降下來，水流保持平穩(wěn)，從分流板6出來的水流流到出水端板102上再次減速，然后通過均勻分布的分水孔203流進分水組件，保證相變畜冷裝置的出水平穩(wěn)，最后水流通過出水管4離開相變畜冷裝置。

本實施例的一個關鍵點是分水孔203背向分流板6，使從分水孔203出來的水流不會直接流向分流板6，或者從分流板6出來的水流不會直接流進分水孔203。這樣的設計可以有效的降低從分水孔203或者分流板6出來的水流速度，以及使水流分布更加擴散和均勻，使進入分流板6各個不同位置的水流速度保持一致，都是一個較低的流動速度，進而保證了相變畜冷裝置的水流分配均勻；有效抑制蓄能材料5產(chǎn)生的溫度分層問題；提高蓄冷效率和蓄冷效果，延長蓄能材料5的使用壽命。

于其它實施例中，分水孔203還可以設置在橫管202上，也可以在橫管202和立管201上均設置均勻排列的分水孔203。

于本實施例中，進水管3與蓄能介質(zhì)之間設置了兩層分流板6，可以實現(xiàn)二次減速均流的效果，使流到蓄能材料5中的流涕的流動速度更相近。也可以設置為一層分流板6，可以有效的降低水流壓降，提高能效。

于本實施例中，分水孔203的方向可以根據(jù)立管201或橫管202的類型進行選擇。首先，分水孔203的軸線與立管201或橫管202的軸線相交；這樣的制孔方式適用于用板材卷制焊接而成的焊縫管，先在板材上打孔，再將板材卷制焊接成管，加工效率高，成本低廉。其次，分水孔203的軸線相互平行、與分流板6垂直；這樣的制孔方式適用于一次成型的無縫管，在管材上制作大量規(guī)則的、孔軸線與管軸線相交的孔難度較大且工藝繁瑣，所以在無縫管上適合采用相互平行的孔，便于加工和制造。

實施例二

供冷系統(tǒng)主要分為蓄冷過程和供冷過程。

蓄冷過程如圖4所示，冷水機組8出來的冷水經(jīng)過單向閥、第一軟管、水泵、第二軟管、閥門等之后，進入實施例一所述的相變蓄冷裝置，將熱能傳給蓄能材料5后冷水溫度上升，回到機組，如此往復循環(huán)。循環(huán)的過程中，根據(jù)溫度傳感器7采集的溫度判斷蓄能材料5是否已經(jīng)實現(xiàn)過度蓄冷，還可以判斷蓄能材料5是否存在溫度分層，根據(jù)溫度分層情況調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速或閥門的開度，進而調(diào)節(jié)流過相變畜冷裝置水流分布情況，進而改善溫度分層情況。通過采集的溫度，還可以保證蓄能材料5進行充分的過度蓄冷，提高蓄冷系統(tǒng)的運行效率。

供冷過程如圖5所示，將蓄冷式換熱設備與末端用水設備9連接，水流從末端用水設備9流進已經(jīng)蓄冷的相變畜冷裝置中，吸收冷能，溫度降低，然后流回末端用水設備9，供用戶使用，或者繼續(xù)流回相變畜冷裝置循環(huán)吸冷，再次降溫，實現(xiàn)冷能利用。

當然，改變實施例一和實施例二的蓄能材料5，本相變畜冷裝置及采用其的供冷系統(tǒng)也可用于蓄熱和供熱，既可用于氣體，也可用于液體。

還可以將蓄能材料5設置為低溫相變材料、中溫相變材料和高溫相變材料依次排列的多種相變溫度的蓄能材料，階梯相變蓄冷更有利于對冷水各種溫度的相變能的吸收，增大相變畜冷裝置和蓄冷式供冷系統(tǒng)的載冷容量，還能提高換熱效率。

需要聲明的是，上述具體實施方式僅僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理，在本發(fā)明所公開的技術范圍內(nèi)，任何熟悉本技術領域的技術人員所容易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。