溫度分層器、具有該溫度分層器的儲熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及溫度分層器、具有該溫度分層器的儲熱器，分層器包括：溫度分層器本體，底部的第一端形成進(jìn)液口，頂部的第二端敞開或封閉；出液管形成在本體的管壁上；出液管至少有兩個，不同出液管之間具有高度差。儲熱器具有內(nèi)部空間，溫度分層器豎直于內(nèi)部空間；儲熱器還具有換熱裝置加熱或冷卻內(nèi)部空間中流體，換熱裝置有換熱入口和換熱出口，換熱入口與內(nèi)部空間連通，換熱出口與溫度分層器的進(jìn)液口連通。該儲熱器，一端溫度高，另一端溫度低，使用時從溫度高的一端開始取液使用，另一端溫度較低的流體可以再進(jìn)行加熱。一端溫度高的流體能夠提高供熱效率，另一端溫度較低流體被加熱時熱損失少，因此儲熱器的儲熱效率高。
【專利說明】溫度分層器、具有該溫度分層器的儲熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儲能供熱領(lǐng)域，尤其涉及溫度分層器、具有該溫度分層器的儲熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]儲熱器是將熱能存儲并在需要時進(jìn)行釋放的設(shè)備。現(xiàn)有技術(shù)中儲熱器內(nèi)的溫度分層效果很差，造成低下的熱能存儲效率和釋放效率。在儲備同樣熱量的情況下，儲熱器內(nèi)良好的溫度分層表明儲熱器一端溫度高，可提高供熱溫度和供熱效率；儲熱器的另一端溫度低，可提聞加熱時效率、降低熱損。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]在下文中給出關(guān)于本實(shí)用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0004]本實(shí)用新型提供一種溫度分層器，包括:溫度分層器本體，成縱向設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)，且位于底部的第一端形成進(jìn)液口，位于頂部的第二端敞開或封閉；出液管，形成于所述溫度分層器本體的管壁上；其中，所述出液管至少有兩個，且以所述管狀結(jié)構(gòu)的延伸方向?yàn)楦叨确较?，不同所述出液管之間具有高度差。
[0005]另一方面，本實(shí)用新型提供一種具有上述溫度分層器的儲熱器，所述儲熱器具有內(nèi)部空間，所述溫度分層器豎直的固定設(shè)置在所述內(nèi)部空間中；所述儲熱器還具有換熱裝置，用于加熱或冷卻所述內(nèi)部空間中流體。所述換熱裝置具有換熱入口和換熱出口，所述換熱入口與所述內(nèi)部空間的上部或下部連通，所述換熱出口與所述溫度分層器的進(jìn)液口連通。
[0006]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果在于:當(dāng)將溫度分層器安裝在儲熱器內(nèi)，被加熱或冷卻的流體從進(jìn)液口進(jìn)入溫度分層器，利用流體溫度不同產(chǎn)生的密度差及壓力差，使流體從不同的出液管流出，這也使儲熱器內(nèi)的流體自動按照溫度分層，頂部溫度高，底部溫度低。從出液管流出的流體溫度與該出液管所在高度的儲熱器內(nèi)流體溫度相似。例如儲熱器內(nèi)底部流體溫度為20°C，從儲熱器底部到頂部的流體溫度升高到50°C。當(dāng)溫度分層器內(nèi)的流體溫度為30°C時，溫度分層器內(nèi)的流體優(yōu)選的從中部的出液管流出；當(dāng)溫度分層器內(nèi)的流體溫度高于50°C時，溫度分層器內(nèi)的流體優(yōu)選的從高處的出液管流出，如果溫度分層器頂部是敞開的，還可會從敞開的頂部流出。本實(shí)用新型使用時從頂部開始取液使用，底部溫度較低的流體可以再進(jìn)行加熱。相比于沒有溫度分層的儲熱器，頂部溫度高的流體能夠提高供熱效率，底部溫度較低流體被加熱時熱損失少，由此，供熱效率高，熱損失少，所以儲熱器的儲熱效率高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0008]圖1為本實(shí)用新型溫度分層器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型溫度分層器中止回片部分的主視圖；
[0010]圖3為本實(shí)用新型溫度分層器中止回片部分的左視圖；
[0011]圖4為本實(shí)用新型溫度分層器俯視圖；
[0012]圖5為本實(shí)用新型儲熱器的剖視圖。
[0013]附圖標(biāo)記:
[0014]1-溫度分層器本體；11_ (溫度分層器的)第一段；12_ (溫度分層器的)第二段；13-(溫度分層器的)第三段；2_出液管；3_進(jìn)液口(第一端)；4-末端；5_儲熱器；6_止回片；7_樞軸；8_換熱裝置；81_換熱出口 ；82_換熱入口。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。在本實(shí)用新型的一個附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實(shí)用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0016]在本實(shí)用新型以下各實(shí)施例中，實(shí)施例的序號和/或先后順序僅僅便于描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。對各個實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。
[0017]參見圖1，一種溫度分層器，包括溫度分層器本體I和出液管2。溫度分層器本體I成縱向設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)，其管狀結(jié)構(gòu)的兩端中的位于底部的第一端形成進(jìn)液口，位于頂部的第二端敞開或封閉(為了方便描述，也可以稱之為末端，圖中以附圖標(biāo)記4示出)。上述出液管2形成在溫度分層器本體I的管壁上，即也在第一端和第二端之間的管壁上。出液管2的數(shù)量至少有兩個，以溫度分層器管狀結(jié)構(gòu)的延伸方向?yàn)楦叨确较颍煌鲆汗?具有高度差。應(yīng)該理解，上述管狀結(jié)構(gòu)的延伸方向可以理解為當(dāng)溫度分層器內(nèi)充滿流體時，流體可以流動的方向。參考圖1，箭頭A為高度方向。另外，本說明書中提及的流體可包括但不限于是水，如生活用水。應(yīng)該理解，上述頂部和底部只是相對而言，在豎直放置的溫度分層器上，水平位置較低的一端為底部，這一端形成進(jìn)液口，水平位置較高的一端為頂部。
[0018]上述的溫度分層器可以用在儲熱器5中，經(jīng)過加熱或冷卻的液體從進(jìn)液口進(jìn)入溫度分層器，利用流體溫度不同產(chǎn)生的密度差及壓力差，使流體從不同的出液管流出。從出液管流出的流體溫度與位于該出液管所在高度的器內(nèi)流體溫度相似。當(dāng)分層器管內(nèi)流體溫度高于器內(nèi)流體溫度時，管內(nèi)流體經(jīng)頂部出液管進(jìn)入蓄熱器內(nèi)；當(dāng)分層器管內(nèi)流體溫度低于器內(nèi)流體溫度時，管內(nèi)流體經(jīng)底部出液管進(jìn)入蓄熱器內(nèi)。使儲熱器內(nèi)的流體自動按照溫度分層，頂部溫度高，底部溫度低。使用時從溫度高的部分開始取液使用，另一部分溫度較低的流體可以再進(jìn)行加熱。相比于沒有溫度分層的儲熱器，溫度高的流體能夠提高供熱效率，溫度較低流體被加熱時效率高、熱損失少，由此，供熱效率高，熱損失少，所以儲熱器的儲熱效率高。
[0019]上述溫度分層器的頂端敞開或者封閉，當(dāng)其為敞開狀態(tài)時，可以起到與出液管相同的作用。例如在溫度分層器用于儲熱器，溫度分層器內(nèi)的流體溫度高于儲熱器頂部流體的溫度時，可以使溫度分層器內(nèi)的流體從其頂部的敞開端流出。
[0020]在一種可選的實(shí)施方式中，溫度分層器本體I為分段式結(jié)構(gòu)，即由多段同徑且同軸管段連通組成，在多段管段中位于首尾的兩端分別稱之為第一段和最后一段，其中第一段的一端形成進(jìn)液口 3,最后一段的一端敞開或封閉。第一段和最后一段另一端彼此相連，或者通過中間其它管段連接。也可理解為，第一段和最后一段直接連接；或者第一段和最后一段之間還包括其它管段，這些管段彼此連接。
[0021]這種多段式的組成方式容易安裝和拆卸，在其中某一個管段出現(xiàn)問題時，可以更換其中一段管段，而不用整體更換溫度分層器。
[0022]為了方便描述，以三段為例，如圖1所示，溫度分層器由三段管段組成，分別是第一段11、第二段12和第三段13 (第三段即最后一段)，各段之間彼此密封連接。在一種可選的實(shí)施方式中，各段之間還能彼此同軸轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動角度可以是360度。具體轉(zhuǎn)動到何種位置，可以自行調(diào)節(jié)，這樣當(dāng)溫度分層器用于儲熱器5時，便于改善儲熱器內(nèi)的流體流動情況。
[0023]當(dāng)然，應(yīng)該理解，這里只是為了方便描述，以三段為例子描述，而溫度分層器可以由其它任意段數(shù)組成，當(dāng)然也可以是一段組成，該一段也同樣滿足第一端形成進(jìn)液口 3，第二端封閉或敞開，管壁上具有多個位于不同高度的出液管2。
[0024]在一種可選的實(shí)施方式中，上述各段的管壁上形成有出液管2，該出液管2可以是從管壁向外延伸的形式。出液管2中還具有止回片6，如圖2-4所示，在溫度分層器豎直放置且第二端豎直高度高于第一端時，止回片6與出液管2內(nèi)壁面的頂面通過樞軸7連接，并且以樞軸7為軸，止回片6向出液管2延伸的方向傾斜。傾斜能夠保證止回片6在重力作用下，關(guān)閉流體從出液管流入溫度分層器內(nèi)的通路。止回片6具備一定活動能力或彈性變形能力，在溫度分層器內(nèi)外壓差的作用下，溫度分層器內(nèi)流體能夠流出出液管時，止回片6打開，形成流體流通的通道。
[0025]所述溫度分層器能夠根據(jù)管內(nèi)外壓差情況自動開關(guān)止回片6、自動運(yùn)行。
[0026]或者也可以理解為，以單個管段為例，將該管段豎直放置在液平面上，止回片6樞接在出液管2內(nèi)壁面上液平高度最高的頂面上，當(dāng)然，該頂面可能是弧形，但并不限制為只能與弧形內(nèi)壁面的頂點(diǎn)固定，同時，也要理解，上述最高點(diǎn)也并非不能改動，選取樞接點(diǎn)是為了保證止回片6能夠在重力下擺動到將出液管2完全封閉的狀態(tài)。上述止回片6向出液管2延伸的方向傾斜，也可以理解為，定義出液管2連接管段(溫度分層器本體I)的一端為里，遠(yuǎn)離管段(溫度分層器本體I)的一端為外，止回片6以樞軸為軸，向外轉(zhuǎn)動傾斜。其傾斜角度Θ為0-30度。在該范圍內(nèi)的傾斜角度，可以保證止回片能夠在重力的作用下封閉住出液管，并且該傾斜角度還能夠防止流體從出液管倒流回溫度分層器本體內(nèi)。
[0027]另一方面，參見圖5，本實(shí)用新型還提供一種儲熱器，具有上述任意一種溫度分層器，該儲熱器具有內(nèi)部空間，用于儲存流體以及其它零部件，這些零部件至少包括上述的溫度分層器，溫度分層器豎直地固定設(shè)置在內(nèi)部空間中，例如可以通過固定架等裝置固定。進(jìn)一步，本實(shí)用新型的儲熱器還具有換熱裝置8，該換熱裝置8用于加熱或冷卻內(nèi)部空間中的流體，并且能夠?qū)⒔?jīng)過換熱后的流體供給到溫度分層器。
[0028]繼續(xù)參見圖5，該換熱裝置8具有換熱入口 82和換熱出口 81，其中，換熱入口 82用于將內(nèi)部空間的水加熱或冷卻，如上述，溫度分層器可以利用流體溫度不同產(chǎn)生的密度差及壓力差使流體自動分層，因此儲熱器(內(nèi)部空間)中的流體會按溫度分層，內(nèi)部空間底部的流體溫度較低，因此，通過換熱器加熱時換熱入口 82連通部空間的下部，這樣可以直接對低溫度的流體加熱，能夠提高加熱效率。換熱出口 81與溫度分層器的進(jìn)液口連通，這樣加熱后的流體可以通過溫度分層器進(jìn)入蓄熱器空間中相應(yīng)的高度。通過換熱裝置8冷卻時，換熱入口 82連通蓄熱器空間的上部，這樣可以直接取用溫度高的流體，提高換熱效率，換熱出口 81與溫度分層器的進(jìn)液口聯(lián)通，這樣冷卻后的流體通過溫度分層器進(jìn)入蓄熱器空間中相應(yīng)的高度。
[0029]上述內(nèi)部空間的下部是相對于整個內(nèi)部空間而言，下部的范圍至少為內(nèi)部空間整個高度的一半以下。進(jìn)一步，上述溫度加熱器可以是太陽能加熱器，也可以是電加熱器或者燃?xì)饧訜崞?，其它形式的加熱器也可以適用于本實(shí)用新型。上述冷卻換熱裝置8可以是熱交換器，也可以是散熱設(shè)備或采暖末端，其他形式的冷卻裝置也適用于本實(shí)用新型。
[0030]在可選的實(shí)施方式中，上述換熱裝置8至少可以有以下兩種安裝位置:
[0031]第一種，換熱裝置8設(shè)置在內(nèi)部空間，當(dāng)然，如上述，當(dāng)換熱裝置8為加熱裝置時，該裝置可以是位于內(nèi)部空間的下部，且低于溫度分層器的進(jìn)液口，這樣換熱進(jìn)口的位置在內(nèi)部空間的下部，能夠確保換熱入口 82與內(nèi)部空間的底部能夠連通，當(dāng)然，在保證換熱入口 82能夠連通內(nèi)部空間的下部，變換換熱裝置的位置也可以，例如可以使用導(dǎo)管連通換熱入口 82和內(nèi)部空間的下部。當(dāng)換熱裝置8為冷卻裝置時，該裝置可以位于內(nèi)部空間的上部，且高于溫度分層器的進(jìn)液口，這樣換熱進(jìn)口的位置在內(nèi)部空間的上部，能夠確保換熱入口與內(nèi)部空間的上部能夠連通，當(dāng)然在保證換熱入口能夠連通內(nèi)部空間的上部，變換冷卻裝置的位置也可以，例如可以使用導(dǎo)管連通換熱進(jìn)口和內(nèi)部空間的上部。
[0032]第二種，換熱裝置8在內(nèi)部空間之外，這時可以通過第一連接管路，連通所述換熱入口和內(nèi)部空間的上部或下部，通過第二連接管連通所述換熱出口 81和進(jìn)液口 3。當(dāng)使用換熱裝置8進(jìn)行加熱時，所述第一連接管路連通換熱入口 82和內(nèi)部空間的下部；當(dāng)使用換熱裝置8進(jìn)行冷卻時，所述第一連接管路連通換熱入口 82和內(nèi)部空間的上部。
[0033]當(dāng)然，無論哪種設(shè)置方式都是為了加熱或冷卻內(nèi)部空間的流體。當(dāng)對內(nèi)部空間下部的流體進(jìn)行加熱時，因?yàn)檫@部分的流體溫度相對于頂部的流體溫度較低，加熱后的流體進(jìn)入溫度分層器，利用流體溫度與密度的關(guān)系，自動分層，從出液管流入內(nèi)部空間的相應(yīng)區(qū)域。當(dāng)對內(nèi)部空間上部的流體進(jìn)行冷卻時，因?yàn)檫@部分的流體相對于底部的流體溫度較高，冷卻后的流體進(jìn)入溫度分層器，自動分層，從出液管流入內(nèi)部空間的相應(yīng)區(qū)域。
[0034]再一面，本實(shí)用新型還提供一種上述儲熱器的安裝方法，將溫度分層器豎直的固定在內(nèi)部空間，將溫度分層器的進(jìn)液口連通換熱裝置8的換熱出口，將換熱裝置的換熱入口與內(nèi)部空間的上部或下部連通。當(dāng)所述換熱裝置為加熱裝置時，換熱入口與所述內(nèi)部空間溫度低的一端相連；當(dāng)所述換熱裝置為冷卻裝置時，換熱入口與所述內(nèi)部空間溫度高的
一端相連。
[0035]最后應(yīng)說明的是:雖然以上已經(jīng)詳細(xì)說明了本實(shí)用新型及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替代和變換。而且，本實(shí)用新型的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本實(shí)用新型的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種溫度分層器,其特征在于,包括: 溫度分層器本體，成縱向設(shè)置的管狀結(jié)構(gòu)，且位于底部的第一端形成進(jìn)液口，位于頂部的第二端敞開或封閉； 出液管，形成于所述溫度分層器本體的管壁上；其中， 所述出液管至少有兩個，且以所述管狀結(jié)構(gòu)的延伸方向?yàn)楦叨确较?，不同所述出液管之間具有聞度差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度分層器，其特征在于， 所述溫度分層器本體為分段式結(jié)構(gòu)，由多段同徑且同軸管段連通組成，其中，多段所述管段中，第一段上的一端形成所述進(jìn)液口，最后一段上的一端敞開或封閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度分層器，其特征在于， 每段所述管段的管壁上形成有所述出液管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度分層器，其特征在于， 相鄰兩個所述管段的連接處密封，且能彼此同軸轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的溫度分層器，其特征在于， 所述出液管中具有止回片，所述止回片與所述出液管內(nèi)壁面的頂面通過樞軸連接，并且以所述樞軸為軸，所述止回片向所述出液管延伸的方向傾斜，在所述溫度分層器內(nèi)的流體的作用下，止回片打開，形成供所述流體流出的通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度分層器，其特征在于， 所述傾斜的角度為0-30度。
7.一種具有上述權(quán)利要求1-6中任意一項所述的溫度分層器的儲熱器，其特征在于， 所述儲熱器具有內(nèi)部空間，所述溫度分層器豎直的固定設(shè)置在所述內(nèi)部空間中； 所述儲熱器還具有換熱裝置，用于加熱或冷卻所述內(nèi)部空間中流體，所述換熱裝置具有換熱入口和換熱出口，所述換熱入口與所述內(nèi)部空間連通，所述換熱出口與所述溫度分層器的進(jìn)液口連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的儲熱器，其特征在于， 當(dāng)所述換熱裝置用于加熱所述內(nèi)部空間中流體時，所述換熱入口與所述內(nèi)部空間的下部連通； 當(dāng)所述換熱裝置用于冷卻所述內(nèi)部空間中流體時，所述換熱入口與所述內(nèi)部空間的上部連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的儲熱器，其特征在于， 所述換熱裝置設(shè)置在所述內(nèi)部空間中，所述換熱入口連通所述內(nèi)部空間，所述換熱出口連通所述進(jìn)液口 ；或者， 所述換熱裝置設(shè)置在所述內(nèi)部空間之外，通過第一連接管路，連通所述換熱入口和所述內(nèi)部空間，通過第二連接管連通所述換熱出口和所述進(jìn)液口。
【文檔編號】F28D20/00GK203785503SQ201420120948
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】李富玲, 劉林海 申請人:李富玲