專利名稱：可維護(hù)土壤熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱交換器，特別是涉及一種可維護(hù)土壤熱交換器，它利用水 為載體，采集淺層地能供建筑物冬季供暖、夏季空調(diào)的換熱。
背景技術(shù)：
自從人類注意改善居住環(huán)境以來(lái)，冬季供暖，夏季空調(diào)就成為人類提高舒適度的 重要手段。傳統(tǒng)的冬季供暖，要消耗礦物能源，如煤、石油、天然氣、核能材料等。這些礦物 能源是有限的，不可再生。能源已經(jīng)成為制約人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的瓶頸。有遠(yuǎn)見(jiàn)的人士在逐漸 開(kāi)發(fā)利用可再生的新能源。采用礦物能源會(huì)排放污染物，污染大氣等人類賴以生活的環(huán)境。 隨著人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，必須減少污染物的排放。目前，可再生能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水力、土壤、潮汐等都是人類關(guān)注、開(kāi)發(fā)的對(duì) 象。土壤中蘊(yùn)藏的能量，近來(lái)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，特別是淺層土壤中蘊(yùn)藏的能量，由于其 分布廣泛，數(shù)量巨大，是可再生能源，開(kāi)采容易，再與成熟的熱泵技術(shù)相結(jié)合，可以替代煤、 石油、天然氣、核能材料等，實(shí)現(xiàn)冬季供暖，夏季空調(diào)的換熱。通過(guò)土壤熱交換器采集淺層土壤中蘊(yùn)藏能源的技術(shù)已經(jīng)取得一定的成就。但在推 廣中還存在不盡人意的地方。由于其是在土壤中深埋的液體循環(huán)流動(dòng)的封閉管材，液體常 選用防凍的混合液體。一旦某個(gè)單體管材發(fā)生泄漏等故障，該土壤熱交換器單體無(wú)法進(jìn)行 維護(hù)，只能廢棄；同時(shí)防凍的混合液體將泄漏到附近土壤而污染地下土壤及地下水；目前， 一個(gè)土壤熱交換器單體采集淺層土壤中蘊(yùn)藏能量的能力較小，對(duì)稍大的工程需要的土壤熱 交換器單體的數(shù)量大，致使其工程浩大，費(fèi)用高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可維護(hù)土壤熱交換器，它以水為介質(zhì)，在其出現(xiàn)故 障時(shí)可以進(jìn)行維護(hù)以繼續(xù)使用，泄漏的水不會(huì)污染地下土壤及地下水；同時(shí)，提高其采集淺 層土壤中蘊(yùn)藏能量的能力，減少工程造價(jià)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的可維護(hù)土壤熱交換器，它包括外殼、熱交換器，其外殼下部為集水器，外殼中部?jī)?nèi) 設(shè)有熱交換器，熱交換器的上方為紊流器，紊流器的上方為分水器，提水管的一端設(shè)置在集 水器內(nèi)，提水管的另一端與設(shè)置在熱泵機(jī)房?jī)?nèi)的熱泵連接，熱泵的回水管端部設(shè)置在外殼 的上部?jī)?nèi)，提水管與泵連接。所述的可維護(hù)土壤熱交換器上方設(shè)有井室，井室上端面與地面處于同一水平面。所述的外殼的上端設(shè)有上蓋。所述的上蓋的上端面與井室地面處于同一水平面。所述的外殼埋入土壤深度為10-130米。所述的泵是潛水泵、管道循環(huán)泵或離心泵。所述的熱泵的回水管端部設(shè)置在分水器與上蓋之間的位置處。
3[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果如下由于本實(shí)用新型采集淺層地能是可再生能源，和熱泵結(jié)合可以明顯節(jié)約采暖、空 調(diào)消耗的能源；使用的循環(huán)水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不破壞環(huán)境，是一種節(jié)能、環(huán)保的裝置，其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，以水為介質(zhì)，在其出現(xiàn)故障時(shí)可以進(jìn)行維護(hù)以繼續(xù)使用，泄漏的水不會(huì)污染地下土壤 及地下水；同時(shí)，提高其采集淺層土壤中蘊(yùn)藏能量的能力，其成本低，減少工程造價(jià)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、外殼；2、分水器；3、紊流器；4、熱交換器；5、集水器；6、泵；7、回水管；8、 井室地面；9、上蓋；10、熱泵；11、提水管；12、井室；13、地面。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不受 實(shí)施例所限。實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)用新型可維護(hù)土壤熱交換器，其結(jié)構(gòu)如下它包括外殼1、設(shè)置在 外殼1內(nèi)中部的熱交換器4，外殼1下部為集水器5，熱交換器4的上方為紊流器3，紊流器 3的上方為分水器2，集水器5內(nèi)設(shè)有潛水泵6，潛水泵6通過(guò)提水管11與設(shè)置在外殼1外 的熱泵10連接，分水器2、紊流器3、熱交換器4、集水器5和泵6設(shè)置在外殼1內(nèi)，外殼1的 上端設(shè)有上蓋9，熱泵10的回水管7端部設(shè)置在分水器2與上蓋9之間的位置處。上述的可維護(hù)土壤熱交換器上方設(shè)有井室，井室上端面與地面處于同一水平面。上述的上蓋9的上端面與井室地面8處于同一水平面。上述的外殼1高度為10-130米。1外殼埋入地下的深度大于10米，最佳為10-130米。驅(qū)動(dòng)循環(huán)水流動(dòng)的泵6可以是潛水泵、管道泵或離心泵；構(gòu)成紊流器3、熱交換器4 的材料可以是金屬、非金屬；紊流器3可以使循環(huán)水以紊流或渦流狀態(tài)流動(dòng)；依據(jù)可維護(hù)土 壤熱交換器周圍地質(zhì)條件，裝置內(nèi)循環(huán)水可以是封閉的，也可以和本實(shí)用新型交換器周圍 的地下水進(jìn)行交換。熱泵系統(tǒng)使用可維護(hù)土壤熱交換器數(shù)量以建筑物供暖、空調(diào)需要為依據(jù)，大于或 等于1個(gè)；1個(gè)熱泵系統(tǒng)內(nèi)相鄰各可維護(hù)的土壤熱交換器的距離不小于5米，以8-20米為佳。上述的外殼由金屬材料構(gòu)成；在巖石地質(zhì)結(jié)構(gòu)上，若巖石地質(zhì)可以利用，所述的外 殼則由巖石構(gòu)成。實(shí)施例2 如圖2所示，泵6為管道泵，泵6設(shè)置在提水管11靠近熱泵10的一端，其它結(jié)構(gòu) 同實(shí)施例1。現(xiàn)結(jié)合附圖1給出實(shí)施例 潛水泵在集水器采集水量6噸/小時(shí)，經(jīng)水管將水送到熱泵，熱泵將井水?dāng)y帶的能量轉(zhuǎn)移用于供暖或空調(diào)。然后，循環(huán)水經(jīng)回水管進(jìn)入可維護(hù)土壤熱交換器，在分水器作用下 有序流動(dòng)，在紊流器作用下由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳎闪鞯乃岣卟杉寥滥芰康哪芰?，在熱?換器里采集土壤能量，采集了土壤能量的循環(huán)水匯聚于集水器，再由潛水泵使其實(shí)現(xiàn)連續(xù) 循環(huán)不已、可靠工作。1個(gè)本實(shí)用新型可維護(hù)土壤熱交換器可實(shí)現(xiàn)約400平方米別墅的供 暖、空調(diào)換熱。當(dāng)本裝置多年使用，受水中鈣、鎂離子影響換熱效率下降時(shí)，可將本裝置的裝置上 蓋開(kāi)啟，將內(nèi)各部件取出清洗除垢，再按設(shè)計(jì)安裝后繼續(xù)使用。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下冬季供暖時(shí)，攜帶地下土壤中能量的循環(huán)水進(jìn)入熱泵，將攜帶的能量留下后，溫度 高于o°c的水全部回到本實(shí)用新型內(nèi)，經(jīng)過(guò)分水器、紊流器、熱交換器、集水器、泵，循環(huán)水采 集裝置周圍土壤里的能量，然后再成為攜帶地下土壤中能量的循環(huán)水。如此循環(huán)，將土壤中 能量取出，移交熱泵。熱泵將得到的能量用于供暖。夏季的工作過(guò)程是冬季供暖過(guò)程的逆過(guò)程。
權(quán)利要求可維護(hù)土壤熱交換器，它包括外殼、熱交換器，其特征在于外殼下部為集水器，外殼中部?jī)?nèi)設(shè)有熱交換器，熱交換器的上方為紊流器，紊流器的上方為分水器，提水管的一端設(shè)置在集水器內(nèi)，提水管的另一端與設(shè)置在熱泵機(jī)房?jī)?nèi)的熱泵連接，熱泵的回水管端部設(shè)置在外殼的上部?jī)?nèi)，提水管與泵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可維護(hù)土壤熱交換器，其特征在于所述的可維護(hù)土壤熱交換 器上方設(shè)有井室，井室上端面與地面處于同一水平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可維護(hù)土壤熱交換器，其特征在于所述的外殼的上端設(shè)有上蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可維護(hù)土壤熱交換器，其特征在于所述的上蓋的上端面與井 室地面處于同一水平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可維護(hù)土壤熱交換器，其特征在于所述的外殼埋入土壤深度 為 10-130 米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可維護(hù)土壤熱交換器，其特征在于所述的泵是潛水泵、管道泵或離心泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可維護(hù)土壤熱交換器，其特征在于所述的熱泵的回水管端部 設(shè)置在分水器與上蓋之間的位置處。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱交換器，特別是涉及一種可維護(hù)土壤熱交換器。其結(jié)構(gòu)如下外殼下部為集水器，外殼中部?jī)?nèi)設(shè)有熱交換器，熱交換器的上方為紊流器，紊流器的上方為分水器，提水管的一端設(shè)置在集水器內(nèi)，提水管的另一端與設(shè)置在熱泵機(jī)房?jī)?nèi)的熱泵連接，熱泵的回水管端部設(shè)置在外殼的上部?jī)?nèi)，提水管與泵連接。由于本實(shí)用新型采集的淺層地能是可再生能源，和熱泵結(jié)合可以明顯節(jié)約采暖、空調(diào)消耗的能源；使用的循環(huán)水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，不破壞環(huán)境，是一種節(jié)能、環(huán)保的裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以水為介質(zhì)，在其出現(xiàn)故障時(shí)可以進(jìn)行維護(hù)以繼續(xù)使用，泄漏的水不會(huì)污染地下土壤及地下水；同時(shí)，提高其采集淺層土壤中蘊(yùn)藏能量的能力，其成本低，減少工程造價(jià)。
文檔編號(hào)F24F13/30GK201637063SQ20102013806
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者張澤長(zhǎng) 申請(qǐng)人:張澤長(zhǎng)