[实用新型]二维水流布水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水蓄能水流分配装置，尤其是一种用于温度自然分层型蓄能水池配水的二维水流布水装置。

背景技术

水蓄冷利用水的显热蓄存冷量，是空调蓄冷的重要方式之一。由于水的密度与其温度密切相关，水温在0℃到4℃的范围内，水的密度随温度增加而增加，而在大于4℃的范围内，温度升高密度减小。在温度自然分层型水蓄冷池中，冷水、温水分别自然聚集在蓄冷池的底部与顶部，实现冷热的自然分层。温度自然分层型水蓄冷是一种结构简单、蓄冷效率高、经济效益较好的蓄冷方式，目前应用也较为广泛。在运行时，利用不同温度水的密度不一样的这一物理特性，温度自然分层型水蓄能贮存池需要用布水装置将蓄能介质水平稳地依靠重力流而不是惯性力方式引入或引出，在布水装置的水口处产生一个沿池底、池顶水平分布的重力流，从而使冷热水之间生成一个斜温层，该斜温层把冷热水分隔开，避免了冷热水的混合。这种方式实现了将贮存低温水或高温水的装置与贮集从设备返回的高温水或低温水的回水装置合为一体，相对于其它利用水的显热蓄存能量的系统结构大为简单而有效。

斜温层的厚度决定水蓄能品质的优劣。为有效防止蓄水池中的冷水与回流热水的混合，为在蓄能水池中很好的形成薄而有效而稳定斜温层，布水装置是温度自然分层型蓄能水池的核心部件。实际应用中希望形成的斜温层厚度尽可能薄，因此，在温度自然分层型水蓄能水池的设计中，布水装置的设计尤为重要。

目前，实际应用较多的布水装置类型有同程管网型、帽型、蜗壳变截面型、圆盘型、同心管型等。但这些布水装置均存在结构较复杂或体积较大，蓄水池容积利用率不够高、斜温层厚度不够薄的缺点。特别是同程管网型在大截面的水池中为达到均匀散水其结构非常复杂和庞大。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种结构简单、体积较小、蓄水池容积利用率高、形成的斜温层厚度较薄的二维水流布水装置。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的：

一种二维水流布水装置，包括对称安装在蓄水池顶部和底部与总水管联接的流量分配管网，其特征在于：在蓄水池的顶部和底部设有呈水平阵列排列的、对称的二维流集散管，二维流集散管中的水流集/分流腔与流量分配管网联通。

所述的二维流集散管由整流腔、二维水流集散腔和水流集/分流腔三个区域组成，整流腔截面呈梯形，二维水流集散腔截面呈矩形，水流集/分流腔截面呈靴状自由四边形，整流腔的一端与二维水流集散腔的一端联通。

所述的整流腔与水流集/分流腔腔体间设有通孔联通。

本实用新型的工作过程：

蓄冷过程：蓄水池顶部的二维水流布水装置把温水以低速重力流态形式引进二维流集散管的二维流集散腔后，进入整流腔，经水流集/分流腔收集到流量分配管网，从蓄水池上方的总水管引出送至冷水机组降温成冷冻水，从冷水机组来的冷冻水在蓄冷水池下方的总水管进入蓄冷水池底部的二维流布水装置，经流量分配管网分配后进入二维流集散管的水流集/分流腔，在水流集/分流腔分流后进入整流腔，过二维水流集散腔以重力流的流态均匀低速的流入蓄水池底部完成蓄冷过程的循环。

释冷过程：蓄水池底部的二维水流布水装置把冷水以低速重力流态形式引进二维流集散管的二维流集散腔后，进入整流腔，经水流集/分流腔收集到流量分配管网，从蓄水池下方的总水管引出送至用户端，从用户端返回的温水在蓄冷池上方的总水管进入蓄水池顶部的二维流布水装置，经流量分配管网分配后进入二维流集散管的水流集/分流腔，在水流集/分流腔分流后进入整流腔，过二维水流集散腔以重力流的流态均匀低速的流入蓄水池顶部完成释冷过程的循环。

采用上述的技术方案，实例应用效果达到设计预期。对二维水流布水装置3D建模，经CFD数值模拟计算，CFD的流场图、温(密)度场度图显示，布水装置水口处流场均匀，能很好形成温度斜温层，生成的温度斜温层厚度薄；本实用新型装置的本体体积相对蓄水池的容积很小，使得蓄水池的容积利用率为99％以上；本实用新型结构简单，制造和安装都十分方便。特别适用于矩形与圆形蓄水池。

本实用新型的优点是：结构简单、体积较小、蓄水池容积利用率高、形成的斜温层厚度较薄，水蓄能品质较高。

附图说明

图1为本实用新型的二维流集散管截面形状示意图；

图2为本实用新型实施例结构示意图。

图中：1.二维流集散管  2.整流腔  3.二维水流集散腔  4.水流集/分流腔  5.蓄水池  6.总水管  7.流量分配管网  8.二维流布水装置

具体实施方式