一种模块化集热装置及系统

1.一种模块化集热装置，包括有换热机构（2）和贮热罐体（3），其特征在于：所述换热机构（2）集成安装于贮热罐体（3）上，所述换热机构（2）包括有螺旋换热板（21），所述螺旋换热板（21）与对应的外部热媒管路和外部冷水管路相连通；所述贮热罐体（3）上还集成安装有集热循环泵（7），所述集热循环泵（7）抽取串联的贮热罐体（3）内的存储水至螺旋换热板（21）换热。
2.根据权利要求1所述的一种模块化集热装置，其特征在于：所述螺旋换热板（21）设置为整板弯折结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种模块化集热装置，其特征在于：所述螺旋换热板（21）的螺旋通道内设置有扰流柱（213）。
4.根据权利要求3所述的一种模块化集热装置，其特征在于：所述扰流柱（213）沿垂直于螺旋盘绕中心线的方向布置。
5.根据权利要求4所述的一种模块化集热装置，其特征在于：相邻所述扰流柱（213）的间距值范围设置为77‑120mm。
6.根据权利要求1所述的一种模块化集热装置，其特征在于：所述贮热罐体（3）上设置有排污口（31）。
7.根据权利要求1所述的一种模块化集热装置，其特征在于：所述换热机构（2）和贮热罐体（3）外设置有保护壳体（1），所述保护壳体（1）上设置有用于实现功能控制和数据显示的控制面板（11）。
8.一种模块化集热系统，其特征在于：包括有消毒模块（4）和集热模块（5），所述消毒模块（4）包括有银离子发生器，所述集热模块（5）包括有如权利要求1‑7任意一项所述的模块化集热装置；所述消毒模块（4）和集热模块（5）通过中间管路相连通，且所述中间管路上设置有系统循环泵（6）。

一种模块化集热装置及系统\n技术领域\n[0001] 本申请涉及建筑给水热水系统换热设备技术领域，尤其是涉及一种模块化集热装置及系统。\n背景技术\n[0002] 目前，常见的水加热设备的主要结构包括有换热部件和贮热水罐，其中，根据换热部件的结构不同，可以分为四大类，包括有单壳程多管程的U型管束结构、双壳程多管程的U型管束结构、浮动盘管结构、板壳式结构。\n[0003] 单壳程多管程U型管束结构的传热系数偏低，设备的管箱前一般需要1‑2米的检修空间；\n[0004] 双壳程多管程的U型管束结构的传热系数理论上是要比单壳程多管程U型管束结构高10%‑20%，但是，因为其壳程隔板与导流筒密封结构存在问题，会经常产生内漏，且该内漏现象一旦产生很难直接发现，导致其传热性能无法保证；\n[0005] 浮动盘管结构的盘管与汇管采用螺纹或者焊接连接，在该受力集中处，很容易出现裂纹或者泄漏，盘管易结垢，影响其传热效率，且传热性能无法保证；\n[0006] 板壳式结构的换热系数要比以上三种结构的换热系数高，但是，因为其流程短，其自身需要使用额外的自循环泵，经济成本较高。\n[0007] 无论是上述哪种类型的换热设备，都存在共同的缺陷，即无法根据用水量的多少，梯级换热用水。当所接入的系统待机时间较长，出现温差时，需将串联的两台或者多台换热设备内的存储水全部进行循环加热，造成能源浪费。\n实用新型内容\n[0008] 为了降低能耗，提高能源利用效率，本申请提供一种模块化集热装置及系统。\n[0009] 第一方面，本申请提供的一种模块化集热装置及系统,采用如下的技术方案：\n[0010] 一种模块化集热装置及系统，包括有换热机构和贮热罐体，所述换热机构集成安装于贮热罐体上，所述换热机构包括有螺旋换热板，所述螺旋换热板与对应的外部热媒管路和外部冷水管路相连通；所述贮热罐体上还集成安装有集热循环泵，所述集热循环泵抽取串联的贮热罐体内的存储水至螺旋换热板处换热。\n[0011] 通过采用上述技术方案，利用螺旋换热板的高效、稳定换热功能，实现热媒和冷水的低温差换热作业，并在此基础上，根据系统需要换热的水量，利用集成的集热循环泵抽取串联的贮热罐体内的存储水至螺旋换热板内换热，从而实现根据系统用水量，梯级换热的目的，进而达到降低能耗，提高能源利用率的目的。\n[0012] 优选的，所述螺旋换热板设置为整板弯折结构。\n[0013] 通过采用上述技术方案，区别于传统的两块板或者多块板加工构成螺旋换热板的加工方式，本申请采用整块板材通过弯折和焊接的方式加工螺旋换热板，有利于节约成本，同时提高螺旋换热板的结构强度。\n[0014] 优选的，所述螺旋换热板的螺旋通道内设置有扰流柱。\n[0015] 通过采用上述技术方案，扰流柱的设置，有利于增强流体的湍流状态，进而提高热媒和冷媒的热交换效率。\n[0016] 优选的，所述扰流柱沿垂直于螺旋盘绕中心线的方向布置。\n[0017] 通过采用上述技术方案，进一步限制扰流柱的布置方式，提高流体湍流状态的增强效果。\n[0018] 优选的，相邻所述扰流柱的间距值范围设置为77‑120mm。\n[0019] 通过采用上述技术方案，进一步限制相邻扰流柱的间距值，提高流体湍流状态的增强效果。\n[0020] 优选的，所述贮热罐体上设置有排污口。\n[0021] 通过采用上述技术方案，在检修或者维护时，贮热罐体内的沉淀杂质或者沉积流体等可以通过排污口向外排出，有利于保持贮热罐体内环境的清洁。\n[0022] 优选的，所述换热机构和贮热罐体外设置有保护壳体，所述保护壳体上设置有用于实现功能控制和数据显示的控制面板。\n[0023] 通过采用上述技术方案，操作人员可以通过控制面板观察设备的工作情况，同时实现自动化操作控制。\n[0024] 第二方面，本申请提供的一种模块化集热系统,采用如下的技术方案：\n[0025] 一种模块化集热系统，包括有包括有消毒模块和集热模块，所述消毒模块包括有银离子发生器，所述集热模块包括有所述的模块化集热装置；所述消毒模块和集热模块通过中间管路相连通，且所述中间管路上设置有循环泵。\n[0026] 通过采用上述技术方案，在循环系统中布置消毒模块和集热模块，除去实现了高效换热和稳定换热的目的之外，还可以实现系统消毒的目的，有利于保持系统内环境的流体洁净，同时提高了能源利用效率，降低了系统运维成本。\n附图说明\n[0027] 图1是本申请实施例一种模块化集热装置的结构示意图；\n[0028] 图2是本申请实施例一种模块化集热装置的内部结构示意图；\n[0029] 图3是本申请实施例中螺旋换热板内部结构的剖面示意图；\n[0030] 图4是本申请实施例中扰流柱的安装位置示意图；\n[0031] 图5是本申请实施例一种模块化集热系统的系统框图。\n[0032] 附图标记说明：1、保护壳体；11、控制面板；2、换热机构；21、螺旋换热板；211、热媒换热通路；212、冷水换热通路；213、扰流柱；3、贮热罐体；31、排污口；4、消毒模块；5、集热模块；6、系统循环泵；7、集热循环泵。\n具体实施方式\n[0033] 以下结合附图1‑5对本申请作进一步详细说明。\n[0034] 本申请实施例公开一种模块化集热装置。\n[0035] 参照图1和图2所示，一种模块化集热装置，包括有保护壳体1，保护壳体1整体呈竖直的柱状结构，保护壳体1内布置有换热机构2和贮热罐体3，换热机构2集成安装于贮热罐体3的顶部，换热机构2与贮热罐体3通过管路相连通，且换热机构2与外部热媒管路和外部冷水管路相连通。热媒和冷水经由对应的外部热媒管路和外部冷水管路进入至换热机构2，并在换热机构2内完成热交换，经过换热后的热水进入至下方的贮热罐体3内贮存。\n[0036] 参照图2和图3所示，在本申请实施例中，采用螺旋换热板21作为换热机构2的核心元件使用，其由一块金属板材经过整体弯曲和中间接头位置焊接后加工得到，材料大多用碳钢、不锈钢、铝、铜和钛等，相较于传统加工方式，有利于降低加工成本。螺旋换热板21内的螺旋通道包括有热媒换热通路211和冷水换热通路212，冷水换热通路212和热媒换热通路211呈相邻布置且整体呈螺旋盘绕设置，热媒换热通路211与外部热媒管路相连通，而冷水换热通路212与外部冷水管路相连通。冷水流体通过外部冷水管路进入螺旋换热板21的冷水换热通路212中，沿螺旋通道由外向内，至中心出口流出；而热媒流体通过外部热媒管路进入螺旋换热板21的热媒换热通路211中，沿螺旋通道由中心进口，由内向外流出，尤其需要注意的是，两种流体呈纯逆流方式流动，有利于实现2℃‑5℃低温差下的高效、稳定的热交换作业。\n[0037] 在此基础上，驻热罐体3的顶部还集成安装有集热循环泵7，集热循环泵7的进水口与串联的其余驻热罐体3相连通，而集热循环泵7的出水口则与外部热媒管路的进水口相连通。在集热循环泵7的抽取作用下，可根据系统的实际需求，抽取串联的贮热罐体3内的存储水并送入螺旋换热板21内完成换热作业，从而实现根据系统用水量，梯级换热的目的，进而达到降低能耗，提高能源利用率的目的。\n[0038] 参照图3和图4所示，为了进一步提高螺旋换热板21的换热效率和换热稳定性，热媒换热通路211和冷水换热通路212内均设置有扰流柱213，扰流柱213可以采用焊接的方式连接于螺旋换热板21的螺旋通道内，且扰流柱213沿垂直于螺旋换热板21的螺旋盘绕中心线的方向布置，相邻扰流柱213的柱间距值限制为77‑120mm。在本申请实施例中，利用特殊排布的扰流柱213实现增强螺旋通道内流体湍流效果的目的。\n[0039] 参照图2所示，冷水换热管路的热水出口位于螺旋换热板21的底部中心位置处，并通过管路与贮热罐体3相连通，以实现在贮热罐体3内存储热水的目的。在此基础上，贮热罐体3的底部位置处设置有排污口31，排污口31处可以安装手动阀或者电动阀，以实现排出贮热罐体3内沉积杂质或者沉积水的目的。\n[0040] 参照图1所示，在本申请实施例中，保护壳体1上还可以配置安装控制面板11，控制面板11上可以安装控制器、显示器等电子元器件，以实现监控水温、水压、排放指标、能耗评价指标、超温报警、数据远传以及流量控制等功能。\n[0041] 本申请实施例还公开了一种模块化集热系统。\n[0042] 参照图5所示，一种模块化集热系统，包括有消毒模块4和集热模块5，在本申请实施例中，采用银离子发生器作为消毒模块4的核心元件使用，而集热模块5的核心元件即采用上述实施例中的模块化集热装置，并通过中间管路实现连通，中间管路自带系统循环泵\n6，再整体接入外部管路中，以实现高效、稳定换热以及杀菌消毒的目的。\n[0043] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。