用于蓄冷罐的布水器及开孔与安装方法技术

一种用于蓄冷罐的布水器及开孔与安装方法，其中方法包括有以下步骤：1)通过流体力学获得布水器的设计需符合弗兰德准则数Fr≤1，雷诺数Re＜2000的要求才能使蓄冷罐内不同温度流体呈重力流且形成稳定的层流；2)为了保证雷诺准则数小于2000，按以下公式获得通过布水器的流速v，Q`＝Q/(Δt*Cp*ρ1)Re＝ρ2vd/η＜20003)通过布水器的最大流量Q`除以通过布水器的流速v获得布水器的最小开孔数量；4)根据布水器的最小开孔数量、结合布水器的有效开孔长度确定最终的开孔数量；5)通过布水器的最大流量除以有效开孔长度获得布水器单位长度的体积流量q，并0代入弗兰德准则数Fr≤1的公式：Fr＝q/[gh

Water distributor and opening and installation method for cold storage tank

A water distributor for the cold storage tank and the opening and installation method, including the following steps: 1) the design of a water distributor by fluid mechanics should conform to the number of Flanders Fr < 1. The Reynolds number of Re < 2000 can make the different temperature fluid in the storage tank to form a steady laminar flow and form a stable flow; 2) to ensure the thunder The number of the rules is less than 2000, and the flow velocity V through the water distributor is obtained by the following formula, Q` = Q/ (delta t*Cp* Rho 1) Re = P 2vd/ < 20003) by dividing the maximum flow Q` of the water distributor by the flow velocity V of the distributor to obtain the minimum opening number of the water distributor; 4) according to the minimum opening number of the water distributor, the effective opening length of the water distributor is true. The number of final openings; 5) by dividing the maximum flow rate of the water distributor by the effective opening length to obtain the volume flow volume Q of the unit length of the water distributor, and 0 to the formula of the Flander criterion number of Fr < 1: Fr = q/[gh

【技术实现步骤摘要】
用于蓄冷罐的布水器及开孔与安装方法
本专利技术涉及一种蓄冷罐，更具体的说，涉及一种用于蓄冷罐的布水器及布水器的开孔与安装方法。
技术介绍
蓄冷罐作为一种水蓄冷的大型储水容器，广泛应用于数据中心领域，作为数据中心的后备冷源。蓄冷罐的使用是在夜间低温低电价时间段进行蓄冷，在白天高温高电价时间段进行放冷，有效利用峰谷电价及室外气温变化来降低空调系统的用电量及运营费用。蓄冷罐的工作原理是利用冷热水密度不同产生自然分层的原理，在充冷及放冷情况下均使冷水始终处于蓄冷罐下部，热水处于蓄冷罐上部，冷热水处于层流状态不发生掺混从而保证有效冷冻水的容量不受影响。布水器作为蓄冷罐中的重要部件，安装于蓄冷罐的顶部及底部，主要用于控制蓄冷罐进出水的流速并防止冷热水进入蓄冷罐中发生掺混，保证进入及流出蓄冷罐的水流平稳、缓慢、均匀、无扰动。为了保证蓄冷罐的效果，最主要的一个要素是布水器上开孔数量及开孔面积，但是现有布水器中的开孔数量及开孔面积通常都是按照供、回水管路面积的2倍进行处理，存在开孔数量及开孔面积不合理，造成布水器的开孔不均匀、整体开孔面积不足等问题，进而造成水流扰动，严重影响了蓄冷的有效体积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于蓄冷罐的布水器及开孔与安装方法，利用本专利技术中方法开孔处理后的布水器，通过实际应用，某大型数据中心项目采用后每日节省电量约1000度。本专利技术中用于蓄冷罐的布水器的开孔与安装方法，所述布水器安装固定在蓄冷罐的罐体内部，包括有以下步骤：1)通过流体力学获得布水器的设计需符合弗兰德准则数Fr≤1，雷诺数Re＜2000要求才能保持蓄冷罐内的流体处于重力流，且处于层流状态不发生掺混；2)为了保证雷诺(Renolds)准则数小于2000，按以下公式获得通过布水器的流速v，Q`＝Q/(Δt*Cp*ρ1)Re＝ρ2vd/η＜2000式中：Q`为通过布水器的最大流量；Cp为水的比热；Q为蓄冷罐需提供的总冷量；ρ1水的常温平均密度；ρ2为布水器进口水的密度；η为布水器进水口的运行粘度；d为布水器中布水孔的孔口直径；Δt为布水器进口水与出口水之间的温度差；Re为保证雷诺准则数；v为通过布水器的流速；3)根据通过布水器的最大流量Q`除以通过布水器的流速v来获得布水器的最小开孔数量；4)根据布水器的最小开孔数量、结合布水器的有效开孔长度确定最终的开孔数量；5)根据布水器的通过布水器的最大流量和有效开孔长度按以下公式获得布水器单位长度的体积流量：q＝Q`/L式中：q为布水器单位长度的体积流量；Q`为通过布水器的最大流量；L为布水器的有效开孔长度；6)将布水器单位长度的体积流量q代入弗兰德(Frande)准则数Fr≤1的公式：Fr＝q/[gh3(ρi-ρa)/ρa]1/2＜1式中：Fr为布水器进口的弗兰德数；q为布水器单位长度的体积流量；g为重力加速度；h为布水器最下方布水孔距离蓄冷罐底板的高度；ρi为布水器中进口水密度；ρa为布水器中出口水密度；获得布水器最下方布水孔距离蓄冷罐底板内表面的高度h，从而能够依据所述高度h对布水器进行安装，确保布水器内部水流进出平稳、缓慢、均匀、无扰动。所述步骤5)中增加对布水器单位长度的体积流量q为满足重力流条件而需小于0.025m3/(m·s)的检验的步骤。本专利技术中用于蓄冷罐的布水器呈H型，包括有上层布水器和下层布水器，所述上层布水器和下层布水器的中间位置经由直立管连接支撑，所述上层布水器和下层布水器均包括有用于与所述直立管连接固定连接的中间钢管，在所述中间钢管的两侧呈180度对称的分布有多根分支管，在每根分支管的表面均匀的开设有布水孔。所述分支管共有二十二根，对称的分布在所述中间钢管的两侧，每相邻两分支管之间间隔的距离相同。所述分支管经由法兰固定连接在所述中间钢管的两侧。所述布水孔按每10个布水孔呈扇形排列的方式位于所述分支管的同一截面内，每相邻截面的间距为20mm，同一截面内的10个布水孔集中地分布在分支管的二分之一的弧形表面上。所述同一截面内的10个布水孔且呈轴对称的分布在所述分支管同一截面相邻的两个四分之一弧形表面上，同一截面内的相邻两布水孔的中心线之间间隔15度，最中间的两个布水孔之间间隔30度。所述上层布水器在安装时开设的布水孔朝上，所述下层布水器在安装在开设的布水孔朝向蓄冷罐底板。采用本专利技术中的布水器后使蓄冷罐内部冷热水形成层流状态，蓄冷的有效容量增大、蓄冷效率提高，并有效的延长了放冷时间，最终节约了大量的电能。附图说明图1是本专利技术中的蓄冷罐的工作原理示意图，图中示出了充冷与放冷两种不同状态的工作状态。图2是本专利技术中布水器置于蓄冷罐内的结构示意图。图3是本专利技术中布水器置于蓄冷罐内的结构示意图一。图4是图3中沿A-A线的剖视示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术中的具体实施例作详细说明。如图1所示，蓄冷罐是利用冷、温水密度不同，产生自然分层的原理，充冷阶段，冷水通过罐底的布水器送入，温水通过罐顶的布水器流出；放冷阶段，冷水通过罐底布水器流出，温水通过罐顶布水器流入，保证在充冷和放冷阶段密度大的冷水始终处于蓄冷罐的下部，密度小的温水始终在蓄冷罐的上部。为了防止进入蓄冷罐的冷、温水掺混，本专利技术设计了一H型布水器，包括有贴近蓄冷罐内部水面的上层布水器1和贴近蓄冷罐底板的下层布水器2，保持水流进出平稳、缓慢、均匀、无扰动。如图2所示，在上层布水器1和下层布水器2之间由直立管3连接并支撑，在直立管3的下半部位于下层布水器2上方的位置设置有与冷冻水系统连接的供、回水管4。如图2和图3所示，上层布水器1和下层布水器2的结构相同，均包括有中间钢管5，中间钢管5的中间与直立管3的端部固定连接并呈内部连通状，位于直立管3上下两端的中间钢管5相互平行，使整个布水器置于蓄冷罐内部后呈H型。以直径为5120mm蓄冷罐罐体为例，上层布水器1和下层布水2与蓄冷罐罐体内壁需留20mm的间隙，中间钢管5采用直径为530mm、壁厚为8mm的无缝钢管，总长为4000mm，在中间钢管5的两侧边180度对称的各焊接固定有十一根分支管6，位于中间的分支管6的长度最长，在该最长的分支管6的两侧依次顺序等距排列，最长分支管6位于中间，最长分支管6的中点线为基准，以350mm间隔排列。中间最长分支管6的长度为1945mm、往外长度依次为1905mm、1815mm、1660mm、1425mm、1080mm，分支管6均采用直径为159mm、壁厚为4.5mm的无缝钢管。分支管6的中间端经法兰7与中间钢管5连接。将上述蓄冷罐用于某数据中心为例，该数据中心的面积为2万平米，冷负荷(机房所需总冷量Q)为8958kw，冷冻水供、回水温度为12～18℃，即温差Δt为6℃，水的比热Cp＝4.2KJ/kg℃、水的常温平均密度取ρ＝1000kg/m3，冷冻水蓄水的供、回水管径为450mm，布水孔孔口直径为0.012m，进水口中12℃水的密度ρ＝999.474kg/m3，进水口中12℃水的运行粘度η＝1.2363*10^-3Ns/㎡为例，按通常以供、回水管路面积2倍的方式设计并布置布水器的布水孔，具体如下：布水器供、回水管截面积S1＝(0.45/2)2*3.14＝0.159㎡布水器的开孔面积＝供、回水管截面积S1*2＝0.318㎡开孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓄冷罐的布水器的开孔与安装方法，所述布水器安装固定在蓄冷罐的罐体内部，包括有以下步骤：1)通过流体力学获得布水器的设计需符合弗兰德准则数Fr≤1，雷诺数Re＜2000要求才能保持蓄冷罐内的流体处于重力流，且处于层流状态不发生掺混；2)为了保证雷诺(Renolds)准则数小于2000，按以下公式获得通过布水器的流速v，Q`＝Q/(Δt*Cp*ρ1)Re＝ρ2vd/η＜2000式中：Q`为通过布水器的最大流量；Cp为水的比热；Q为蓄冷罐需提供的总冷量；ρ1水的常温平均密度；ρ2为布水器进口水的密度；η为布水器进水口的运行粘度；d为布水器中布水孔的孔口直径；Δt为布水器进口水与出口水之间的温度差；Re为保证雷诺准则数；v为通过布水器的流速；3)根据通过布水器的最大流量Q`除以通过布水器的流速v来获得布水器的最小开孔数量；4)根据布水器的最小开孔数量、结合布水器的有效开孔长度确定最终的开孔数量；5)根据布水器的通过布水器的最大流量和有效开孔长度按以下公式获得布水器单位长度的体积流量：q＝Q`/L式中：q为布水器单位长度的体积流量；Q`为通过布水器的最大流量；L为布水器的有效开孔长度；6)将布水器单位长度的体积流量q代入弗兰德(Frande)准则数Fr≤1的公式：Fr＝q/[gh...

【技术特征摘要】
1.一种用于蓄冷罐的布水器的开孔与安装方法，所述布水器安装固定在蓄冷罐的罐体内部，包括有以下步骤：1)通过流体力学获得布水器的设计需符合弗兰德准则数Fr≤1，雷诺数Re＜2000要求才能保持蓄冷罐内的流体处于重力流，且处于层流状态不发生掺混；2)为了保证雷诺(Renolds)准则数小于2000，按以下公式获得通过布水器的流速v，Q`＝Q/(Δt*Cp*ρ1)Re＝ρ2vd/η＜2000式中：Q`为通过布水器的最大流量；Cp为水的比热；Q为蓄冷罐需提供的总冷量；ρ1水的常温平均密度；ρ2为布水器进口水的密度；η为布水器进水口的运行粘度；d为布水器中布水孔的孔口直径；Δt为布水器进口水与出口水之间的温度差；Re为保证雷诺准则数；v为通过布水器的流速；3)根据通过布水器的最大流量Q`除以通过布水器的流速v来获得布水器的最小开孔数量；4)根据布水器的最小开孔数量、结合布水器的有效开孔长度确定最终的开孔数量；5)根据布水器的通过布水器的最大流量和有效开孔长度按以下公式获得布水器单位长度的体积流量：q＝Q`/L式中：q为布水器单位长度的体积流量；Q`为通过布水器的最大流量；L为布水器的有效开孔长度；6)将布水器单位长度的体积流量q代入弗兰德(Frande)准则数Fr≤1的公式：Fr＝q/[gh3(ρi-ρa)/ρa]1/2＜1式中：Fr为布水器进口的弗兰德数；q为布水器单位长度的体积流量；g为重力加速度；h为布水器最下方布水孔距离蓄冷罐底板的高度；ρi为布水器中进口水密度；ρa为布水器中出口水密度；获得布水器最下方布水孔距离蓄冷罐底板内表面的高度h，从而能够依据所述高度h对布水器进行安装，确保布水器内...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲德君，黄春雷，牟笑迎，李晶，
申请(专利权)人：成都万达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51