專利名稱：一種地源熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地源空調(diào)的地下熱交換器，特別是一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)環(huán)境舒適程度的要求越來越高，供暖、供冷所需的能量消耗在總的能量消耗中所占的比重越來越大。由于燃料使用量的增加，加重了全球范圍內(nèi)的環(huán)境污染。現(xiàn)在合理的利用太用能、地源能等可再生能源成了必然的選擇。當(dāng)前對(duì)于在空調(diào)領(lǐng)域中的地源空調(diào)對(duì)于淺層地源的利用主要分為土壤源空調(diào)和地下水源空調(diào)兩種方式。土壤源空調(diào)的地下系統(tǒng)需要在地上鉆孔，在孔內(nèi)設(shè)置U型閉式換熱器，從周圍土壤中吸收能量，由于管路與土壤傳熱效果不好，需要鉆的孔很多，初投資很高，效率也較低；地下水源熱泵空調(diào)的地下系統(tǒng)雖然效率高，但是它需要抽取地下水，對(duì)地下水的水文地質(zhì)將會(huì)造成難以恢復(fù)的影響，并且只能應(yīng)用在地下水充足又能夠順利回灌的地區(qū)。這兩種地?zé)崮艿睦枚加幸欢ǖ木窒扌浴?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)，這種地下系統(tǒng)避免了建造數(shù)量眾多的鉆孔，并且無需抽取地下水而是采用熱管技術(shù)，通過熱管，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下土壤中能量的采集。本系統(tǒng)主要由地下導(dǎo)熱管、導(dǎo)氣管、淋液環(huán)管、進(jìn)液管、液泵、出液管和一些導(dǎo)熱附件構(gòu)成；地下導(dǎo)熱管上端連接口徑較細(xì)的導(dǎo)氣管，下端深入地下恒溫層中，處在地下恒溫層的地下導(dǎo)熱管外圍安裝導(dǎo)熱附件導(dǎo)熱翅片；地下導(dǎo)熱管內(nèi)壁上焊接用來加大受熱面積的內(nèi)槽，內(nèi)槽下部到達(dá)地下導(dǎo)熱管底部，上端和淋液環(huán)管接觸；淋液環(huán)管是一個(gè)底部向外翻出的圓環(huán)，安裝在地下導(dǎo)熱管上部，淋液環(huán)管底部圓半徑略小于地下導(dǎo)熱管半徑，淋液圓環(huán)和地下導(dǎo)熱管壁組成了一個(gè)沒有完全密封的儲(chǔ)液空間，以便留下淋液縫使液體冷凝劑向下滲透；進(jìn)液管從地下導(dǎo)熱管上端的邊側(cè)插入和淋液環(huán)管連通；出液管從地下導(dǎo)熱管上端的導(dǎo)氣管旁側(cè)插入直達(dá)地下導(dǎo)熱管底部，然后與防水液泵連接，進(jìn)液管和出液管在地面上部的端口通過三通閥匯合后聯(lián)通導(dǎo)液管；防水液泵安裝在地下導(dǎo)熱管底部，通過與地下導(dǎo)熱管內(nèi)壁連接的支架固定。當(dāng)該地源熱交換系統(tǒng)進(jìn)行吸熱時(shí)，地面上的三通閥開通進(jìn)液管支路，關(guān)閉出液管支路。低溫液態(tài)冷凝劑從進(jìn)液管流入淋液環(huán)管中，然后從淋液縫順著地下導(dǎo)熱管壁慢慢向下滲透，由于滲透速率小、數(shù)量少，所以滲透下的低溫液態(tài)冷凝劑一直順著地下導(dǎo)熱管壁的內(nèi)槽下落，進(jìn)入地下恒溫層后通過地下導(dǎo)熱管壁的熱量傳遞，低溫液態(tài)冷凝劑吸收熱量變成氣態(tài)，根據(jù)氣態(tài)物質(zhì)自身的物理性質(zhì)上升，通過導(dǎo)氣管進(jìn)入地面空調(diào)系統(tǒng)中，該地下熱交換系統(tǒng)吸熱過程完成。
當(dāng)該地源熱交換系統(tǒng)進(jìn)行放熱時(shí)，地面上的三通閥開通出液管支路，關(guān)閉進(jìn)液管支路。氣態(tài)冷凝劑由于空調(diào)地面上的動(dòng)力系統(tǒng)通過導(dǎo)氣管向地下導(dǎo)熱管運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入地下導(dǎo)熱管后，氣態(tài)冷凝劑通過地下導(dǎo)熱管壁和地下恒溫層進(jìn)行熱交換，氣態(tài)冷凝劑變成液態(tài)落入地下熱交換器底部，通過安裝在地下熱交換器底部的防水液泵把液態(tài)冷凝劑輸送到地面空調(diào)系統(tǒng)中，該地下熱交換系統(tǒng)放熱過程完成。


圖一地下熱交換系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖； 圖二 地下熱交換系統(tǒng)中部剖面地表變溫層；2、地下恒溫層；3、絕熱介質(zhì)；4、導(dǎo)熱介質(zhì)；5、防水液泵；6、液泵支架；7、 導(dǎo)熱翅片；8、地下導(dǎo)熱管；9、淋液縫；10、淋液環(huán)管；11、導(dǎo)氣管；12、進(jìn)液管；13、出液管； 14、內(nèi)槽；15、三通閥；16、導(dǎo)液管。
實(shí)施例本系統(tǒng)主要包括地下導(dǎo)熱管(8)、導(dǎo)氣管(11)、淋液環(huán)管(10)、進(jìn)液管(12)、液泵 (5)、出液管(13)和一些導(dǎo)熱附件構(gòu)成；地下導(dǎo)熱管(8)上端連接口徑較細(xì)的導(dǎo)氣管(11)， 下端深入地下恒溫層(2 )中，處在地下恒溫層(2 )的地下導(dǎo)熱管(8 )外圍安裝導(dǎo)熱附件導(dǎo)熱翅片(7)，內(nèi)部管壁上焊接用來加大受熱面積的內(nèi)槽(14)，內(nèi)槽(14)下部到達(dá)地下導(dǎo)熱管底部，上端和淋液環(huán)管(10)接觸；淋液環(huán)管(10)是一個(gè)底部向外翻出的圓環(huán)，安裝在地下導(dǎo)熱管(8)上部，淋液環(huán)管(10)的底部圓半徑略小于地下導(dǎo)熱管(8)半徑，淋液環(huán)管(10)環(huán)壁和地下導(dǎo)熱管壁組成了一個(gè)沒有密封的儲(chǔ)液空間，以便留下淋液縫(9)使液體冷凝劑向下滲透；進(jìn)液管(12)從地下導(dǎo)熱管(8)上端的邊側(cè)插入和淋液環(huán)管(10)連通；出液管(13) 從地下導(dǎo)熱管(8)上端的導(dǎo)氣管(11)旁側(cè)插入直達(dá)地下導(dǎo)熱管(8)底部，然后與防水液泵 (5)連接，進(jìn)液管(12)和出液管(13)在地面上部通過三通閥(15)匯合后聯(lián)通導(dǎo)液管(16); 防水液泵(5)安裝在地下導(dǎo)熱管底(8)部，通過與地下導(dǎo)熱管內(nèi)壁連接的支架(6)固定。當(dāng)該地源熱交換系統(tǒng)進(jìn)行吸熱時(shí)，地面上的三通閥(15)開通進(jìn)液管(12)支路，關(guān)閉出液管(13)支路。低溫液態(tài)冷凝劑從進(jìn)液管(12)流入淋液環(huán)管(10)中，然后從淋液縫 (9)順著地下導(dǎo)熱管(8)內(nèi)壁慢慢向下滲透，由于滲透速率小、數(shù)量少，所以滲透下的低溫液態(tài)冷凝劑一直順著地下導(dǎo)熱管(8 )內(nèi)壁的內(nèi)槽(14 )下落，進(jìn)入地下恒溫層(2 )后通過地下導(dǎo)熱管壁的熱量傳遞，低溫液態(tài)冷凝劑吸收熱量變成氣態(tài)，根據(jù)氣態(tài)物質(zhì)自身的物理性質(zhì)上升，通過導(dǎo)氣管(11)進(jìn)入地面空調(diào)系統(tǒng)中，該地下熱交換系統(tǒng)吸熱過程完成。當(dāng)該地源熱交換系統(tǒng)進(jìn)行放熱時(shí)，地面上的三通閥(15)開通出液管(13)支路，關(guān)閉進(jìn)液管(12)支路。氣態(tài)冷凝劑由于空調(diào)地面上的動(dòng)力系統(tǒng)通過導(dǎo)氣管(11)向地下導(dǎo)熱管(8)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入地下導(dǎo)熱管(8)后，氣態(tài)冷凝劑通過地下導(dǎo)熱管(8)壁和地下恒溫層(2) 進(jìn)行熱交換，氣態(tài)冷凝劑變成液態(tài)落入地下導(dǎo)熱管(8 )底部，通過安裝在導(dǎo)熱管(8 )底部的防水液泵(5)把液態(tài)冷凝劑輸送到地面空調(diào)系統(tǒng)中，該地下熱交換系統(tǒng)放熱過程完成。
權(quán)利要求
1.一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)，主要包括地下導(dǎo)熱管(8)、導(dǎo)氣管 (11)、淋液環(huán)管(10)、進(jìn)液管(12)、液泵(5)、出液管(13)和一些導(dǎo)熱附件構(gòu)成；地下導(dǎo)熱管 (8 )上端連接口徑較細(xì)的導(dǎo)氣管(11)，下端深入地下恒溫層(2 )中，處在地下恒溫層(2 )的地下導(dǎo)熱管(8)外圍安裝導(dǎo)熱附件導(dǎo)熱翅片(7)，內(nèi)部管壁上焊接用來加大受熱面積的內(nèi)槽(14)，內(nèi)槽(14)下部到達(dá)地下導(dǎo)熱管底部，上端和淋液環(huán)管(10)接觸；淋液環(huán)管(10)是一個(gè)底部向外翻出的圓環(huán)，安裝在地下導(dǎo)熱管(8)上部，淋液環(huán)管(10)的底部圓半徑略小于地下導(dǎo)熱管(8)半徑，淋液環(huán)管(10)環(huán)壁和地下導(dǎo)熱管壁組成了一個(gè)沒有密封的儲(chǔ)液空間，以便留下淋液縫(9)使液體冷凝劑向下滲透；進(jìn)液管(12)從地下導(dǎo)熱管(8)上端的邊側(cè)插入和淋液環(huán)管(10)連通；出液管(13)從地下導(dǎo)熱管(8)上端的導(dǎo)氣管(11)旁側(cè)插入直達(dá)地下導(dǎo)熱管(8)底部，然后與防水液泵(5)連接，進(jìn)液管(12)和出液管(13)在地面上部通過三通閥(15)匯合后聯(lián)通導(dǎo)液管(16)；防水液泵(5)安裝在地下導(dǎo)熱管底(8)部，通過與地下導(dǎo)熱管內(nèi)壁連接的支架(6)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)，其特征在于 所述地下導(dǎo)熱管(8 )深入地下恒溫層(2 )中，處于地下恒溫層(2 )的導(dǎo)熱管(8 )外壁焊接導(dǎo)熱翅片(7)，然后在處于恒溫層(2)中的導(dǎo)熱管(8)外壁周圍填埋導(dǎo)熱介質(zhì)(4)，地下導(dǎo)熱管 (8 )處于地表變溫層(1)的外壁周圍填埋絕熱介質(zhì)(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)，其特征在于 所述進(jìn)液管(12)和出液管(13)在地面通過三通閥(15)匯合到導(dǎo)液管(16)，當(dāng)液體進(jìn)入時(shí)， 三通閥(15)開通進(jìn)液管(12)支路，出液管(13)支路斷開；當(dāng)液體流出時(shí)，三通閥(15)開通出液管(13)支路，進(jìn)液管(12)支路斷開。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述淋液環(huán)管(10)底部圓半徑略小于地下導(dǎo)熱管(8)半徑，兩者差值由所述系統(tǒng)功率大小而定。
全文摘要
一種適用于地源空調(diào)的豎式地下熱交換系統(tǒng)，主要包括導(dǎo)液管、三通閥、進(jìn)液管、液泵、出液管、導(dǎo)氣管、淋液環(huán)管、地下導(dǎo)熱管和一些導(dǎo)熱附件構(gòu)成。地下導(dǎo)熱管下端深入地下恒溫層中，導(dǎo)氣管和地下導(dǎo)熱管上部連接，出液管在導(dǎo)氣管旁側(cè)插入地下導(dǎo)熱管直達(dá)其底部，出液管的下端連接防水液泵；進(jìn)液管從密封的導(dǎo)熱管上端邊緣插入和淋液環(huán)管連接，進(jìn)液管和出液管在地面上部通過三通閥匯合聯(lián)通導(dǎo)液管，這樣就組成了一種通過冷凝介質(zhì)采集地源能量的豎式地下熱交換系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F28D15/02GK102364289SQ201110309078
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者丁式平, 祝長(zhǎng)宇 申請(qǐng)人:北京德能恒信科技有限公司