一种两段式布水系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及布水技术领域，特别是涉及一种两段式布水系统。


背景技术：

[0002]
现有技术中，对含内热源大型水体空间进行控温的技术手段较为有限。传统的水体控温手段常采用热泵等大功率设备，通过大口径短时高速入水快速换热的方式进行水体降温，广泛应用在工业水池降温等领域。而通过小流量布水设备进行布水降温，通常用于冷却塔或机械过滤设备等较小型系统，通过布水器多角度均匀进水，达到充分换热的效果。
[0003]
但高速扰流的方法对已有流场扰动较大，且大量入水的方式对循环冷却水需求量较大，对于含内热源大型水体空间换热控温适用性不强；而采用小流量换热无法对温度分层进行控制。
[0004]
因此，如何提供一种大型水体空间的小流量水循环换热系统，对流场扰动较小的同时抑制水体温度分层，对含内热源水体进行高精度控温，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是提供一种两段式布水系统，用以解决上述现有技术存在的技术问题，减小流场扰动，提高控温精度。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
[0007]
本实用新型公开了一种两段式布水系统，包括第一布水器、第二布水器和中间出水系统，所述第一布水器位于含内热源大型水体的内部上方，所述第二布水器位于含内热源大型水体的内部下方，出水管路位于所述第一布水器和所述第二布水器之间，所述第一布水器和所述第二布水器均通过进水管路与供水结构连通，所述中间出水系统通过出水管路与出水结构连通，所述进水管路和所述出水管路上分别设置有阀门。
[0008]
优选地，所述第一布水器和所述第二布水器均为八角形布水器。
[0009]
优选地，所述中间出水系统为环形管体，所述环形管体上均布有出水孔。
[0010]
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
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1.本实用新型解决了含内热源超大型水体控温水量消耗大、流场扰动大的问题，采用小流量低流速多角度布水方案，可以通过超低流量水循环达到水体降温目的，且对已有流场扰动较小；
[0012]
2.本实用新型解决了含内热源大型水体温度分层造成的温差过大，控温精度低的问题，采用上下进水中间出水的布水方案，增大了冷冻水降温可及性，可满足更高的控温精度要求；
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3.本实用新型设计了布水参数可调整的布水系统设计方法，可针对不同热源分布情况进行针对性控温，根据设计流程得到最优布水参数，多个布水器之间根据局部热量堆积情况可进行相互配合，且布水器工艺简单，成本较低，适用性强。
附图说明
[0014]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]
图1为本实施例两段式布水系统的结构示意图；
[0016]
图2为八角形布水器的结构示意图；
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图3为本实施例两段式布水系统的布水方法具体设计过程；
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附图标记说明：1.第一布水器；2.进水管路；3.出水管路；4.第二布水器； 5.中间出水系统。
具体实施方式
[0019]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]
本实用新型的目的是提供一种两段式布水系统，用以解决上述现有技术存在的技术问题，减小流场扰动，提高控温精度。
[0021]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0022]
如图1-2所示，本实施例提供一种两段式布水系统，包括第一布水器1、第二布水器4和中间出水系统5。
[0023]
其中，第一布水器1位于含内热源大型水体的内部上方，第二布水器4 位于含内热源大型水体的内部下方，出水管路3位于第一布水器1和第二布水器4之间。第一布水器1和第二布水器4均通过进水管路2与供水结构连通，中间出水系统5通过出水管路3与出水结构连通，进水管路2和出水管路3 上分别设置有阀门。
[0024]
使用时，供水结构提供的冷却水沿进水管路2流动至第一布水器1和第二布水器4，第一布水器1和第二布水器4小流量均匀布水，由中间出水系统5 出水，出水沿出水管路3流动至出水结构。根据热源分布情况的不同，可以改变阀门的开闭，实现针对性控温。例如，关闭第一布水器1连接的进水管路2 上的阀门，打开第二布水器4连接的进水管路2上的阀门和中间出水系统5 连接的出水管路3的阀门，可以实现下方进水中间出水；关闭第二布水器4 连接的进水管路2上的阀门，打开第一布水器1连接的进水管路2上的阀门和中间出水系统5连接的出水管路3的阀门，可以实现上方进水中间出水；三个阀门均打开，可以实现上方和下方同时进水，中间出水。第一布水器1、第二布水器4和中间出水系统5在含内热源大型水体内部的安装高度可以根据需要进行选择。
[0025]
本实施例提供的两段式布水系统通过水循环带走含内热源大型水体内热源产热，抑制水体温度分层，该两段式布水系统对循环水量需求较小，入水对水体流场扰动较小，且工艺简单、成本较低、适用性强。
[0026]
本实施例中，第一布水器1和第二布水器4均为八角形布水器。八角形布水器为本
领域常用布水器，此处不再赘述，本领域技术人员也可选用其他种类的布水器。除布水器种类和布水高度外，布水速度、布水角度和布水水量均可根据实际情况调整。
[0027]
本实施例中，中间出水系统5为环形管体，环形管体上均布有出水孔，本领域技术人员也可选用其他形状的中间出水系统5，只要能够实现中间出水即可。
[0028]
对于水体总量为41000吨、内部发热球体热量为200kw(50w/
㎡
)、发热表面附近控温要求为21
±
1℃的大型圆柱形水体，本实施例两段式布水系统的布水方法具体设计过程如下(如图3所示)。
[0029]
(1)建立水体对应计算流体动力学(computational fluid dynamics，cfd) 模型，模拟上进中间出、下进中间出、上下进中间出三种布水方式下，水体温度分层情况及不满足控温精度要求的高温区域出现的位置。具体过程为：对水体进行几何建模，采用cfd模型的内置fluent软件中的k-ε模型计算不同布水形式下的水体内部温度场。
[0030]
(2)选取合适的控温评价指标，如水体最高温、固定点温度、符合控温要求的水体体积等。对比上述不同布水形式下，控温评价指标的变化情况，得到控温效果最优的上下进中间出的布水方式。
[0031]
(3)根据可用水量及水体结构高度，进行布水器比选，从线性布水器和面型布水器中选取合适的布水器形式，并根据水的实际流量进行布水圈数、布水孔直径、布水管间距等细节设计。
[0032]
(4)在上述操作基础上，进行布水参数组合设计，调整布水器布水参数，依次按照布水温度确定、布水速度确定、布水角度确定及上下布水器水量分配比确定的顺序，通过单因素分析得到初步布水参数。
[0033]
(5)对上述布水参数进行正交分析排列组合，得到各参数对整体控温的影响因数，对占比较大影响较大的参数进行高精度控制，得到控温效果最优的布水参数。
[0034]
(6)得到对于不规则水体控温精度为21
±
1℃的控温布水方法。
[0035]
本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

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