專利名稱：一種3u地埋管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地源熱泵系統(tǒng)，具體涉及一種埋設(shè)在建筑工程周邊或底板下的垂直井孔內(nèi)或灌注樁內(nèi)的3U地埋管換熱器。
背景技術(shù)：
地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的高效節(jié)能環(huán)保的新型空調(diào)設(shè)備，它是利用地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，通過(guò)深埋于建筑物周圍或地板下的管路系統(tǒng)，采用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，使地下巖土體與建筑物完成熱交換的一種技術(shù)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分室外地埋管換熱系統(tǒng)、熱泵機(jī)組系統(tǒng)和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。通過(guò)室外地埋管換熱系統(tǒng)，冬季，熱泵機(jī)組從地下巖土體中吸收熱量，向建筑物供暖；夏季，熱泵機(jī)組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到地下巖土體中， 實(shí)現(xiàn)建筑物空調(diào)制冷。地源熱泵比較傳統(tǒng)的空調(diào)供暖系統(tǒng)能夠顯著節(jié)約能源，而地埋管換熱系統(tǒng)的性能和成本，對(duì)于整個(gè)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益，有著關(guān)鍵性的影響。傳統(tǒng)的地埋管換熱系統(tǒng)主要采用水平埋管換熱器和垂直埋管換熱器。水平埋管換熱器是在地面上開(kāi)溝埋入換熱管，優(yōu)點(diǎn)是施工較方便，缺點(diǎn)是占地面積較大。另一種垂直埋管是在地面鉆孔埋入換熱管，優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，缺點(diǎn)是施工難度較大。垂直埋管可以比水平埋管節(jié)約很多用地，因此更適合中國(guó)的國(guó)情。而在現(xiàn)有的垂直埋管換熱器的結(jié)構(gòu)中通常采用單U地埋管和雙U地埋管。單U管換熱流程短，雙U管換熱流程雖然比單U管換熱流程增加一倍，但是下游換熱面積小，流動(dòng)阻力大。因此如何使垂直埋管式換熱器的換熱效果達(dá)到最佳、更加節(jié)約用地、更加方便施工、更加節(jié)約成本成了業(yè)內(nèi)人士潛心研究的一個(gè)課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種3U地埋管換熱器，它具有單位井孔長(zhǎng)度換熱效果好、成本更低、施工安裝簡(jiǎn)便易行、節(jié)約地埋管井孔用地，適用性更廣的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是一種3U地埋管換熱器，包括進(jìn)、出口集分水管、 地埋管井孔或灌注樁及換熱管。所述換熱管包括垂直埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的三組U形管，所述第一組U形管的一端與所述進(jìn)口集分水管連接，所述第二組U形管和第三組U形管并聯(lián)連接后構(gòu)成并聯(lián)雙U管組，該并聯(lián)雙U管組的兩端分別與所述第一組U形管的另一端及所述出口集分水管連接。上述的3U地埋管換熱器，其中，所述三組U形管的高度均相等，所述三組U形管的兩側(cè)支管的水平間隔距離也相等，所述第二組U形管和第三組U形管的管徑相等并且小于所述第一組U形管的管徑。上述的3U地埋管換熱器，其中，所述三組U形管平行并且間隔距離相等地布置在所述地埋管井孔或灌注樁中。[0008]上述的3U地埋管換熱器，其中，所述三組U形管徑向均布地埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中。上述的3U地埋管換熱器，其中，所述第一組U形管埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的一半圓側(cè)，所述第二組U形管和第三組U形管垂直交叉地埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的另一邊半圓側(cè)。上述的3U地埋管換熱器，其中，所述進(jìn)、出口集分水管的管徑與所述第一組U形管的管徑相等。上述的3U地埋管換熱器，其中，所述換熱管通過(guò)回填漿料埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中。本實(shí)用新型的3U地埋管換熱器的技術(shù)方案，采用換熱管的一個(gè)單U管和并聯(lián)雙U 管串聯(lián)連接，使換熱介質(zhì)進(jìn)入一個(gè)單U型管換熱后，再進(jìn)入一組并聯(lián)雙U管換熱，與傳統(tǒng)的垂直埋管式換熱器或水平埋管式換熱器相比，具有以下優(yōu)勢(shì)1.換熱效果更好換熱面積比單U管增加200%左右，比雙U管增加50%左右；由于與巖土體的換熱面積加大，設(shè)計(jì)流速下的流量也增加50%以上，換熱效果更好，可以充分發(fā)揮地下巖土體的熱擴(kuò)散能力；2.換熱量增加本實(shí)用新型的3U地埋管換熱器的單孔(井)的換熱量分別比單U 管和雙U管換熱器單孔(井)換熱量增加了 96%和35%。3.節(jié)約初投資由于鉆井成本是地埋管換熱器的主要成本，本實(shí)用新型的3U地埋管換熱器由于單孔(井)換熱量的增加，在同樣的總換熱負(fù)荷下，可以相應(yīng)減少孔(井)的數(shù)量，節(jié)約鉆井成本，從而顯著節(jié)約地埋管換熱系統(tǒng)的初投資；4.換熱溫差大，節(jié)約水泵電能在同樣的總換熱負(fù)荷下，大的換熱溫差可減少系統(tǒng)流量，從而節(jié)約水泵電能；同時(shí)加長(zhǎng)的換熱流程和加大的換熱面積可使換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)獲得比單U管和雙U管換熱器更大的進(jìn)出口溫差。

圖1為本實(shí)用新型的3U地埋管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A向的第一種實(shí)施例的截面圖；圖3為圖1中A-A向的第二種實(shí)施例的截面圖；圖4為圖1中A-A向的第三種實(shí)施例的截面圖；圖5為圖1中A-A向的第四種實(shí)施例的截面圖；圖6為圖1中A-A向的第五種實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的一種3U地埋管換熱器，包括兩根集分水管11、12換熱管、地埋管井孔或灌注樁3及回填漿料4，其中，進(jìn)、出口集分水管11、12水平設(shè)置在地表上，用于與熱泵機(jī)組連接；地埋管井孔或灌注樁3的垂直開(kāi)設(shè)在建筑工程周邊或底板的地表下；換熱管包括三組U形管21、22、23，該三組U形管21、22、23均采用高密度聚乙烯管，它們的高度相等，并且三組U形管21、22、23的兩根支管的水平間隔距離也相等；第二組 U形管22和第三組U形管23的管徑相等，第一組U形管21的管徑大于第二組U形管22和第三組U形管23的管徑；進(jìn)、出口集分水管11、12的管徑與第一組U形管21的管徑相等。換熱管的三組U形管21、22、23通過(guò)回填漿料4垂直埋設(shè)在地埋管井孔或灌注樁3 中，并且三組U形管21、22、23的兩端均高出地表，其中，第一組U形管21的一端通過(guò)一同徑彎頭13與進(jìn)口集分水管11連接，第二組U形管22和第三組U形管23的兩端分別通過(guò)連接管并聯(lián)連接后構(gòu)成并聯(lián)雙U管組，該并聯(lián)雙U管組的一端通過(guò)一連接管及一變徑三通 14與第一組U形管21的另一端連接，該并聯(lián)雙U管組的另一端通過(guò)另一變徑三通15與出口集分水管12連接。本實(shí)用新型的一種3U地埋管換熱器在工作時(shí)，換熱介質(zhì)先由進(jìn)口集分水管11進(jìn)入第一組U形管21，換熱介質(zhì)與周圍巖土體之間的溫差下降，再進(jìn)入一組并聯(lián)雙U管換熱， 加長(zhǎng)了換熱流程并加大了換熱面積，可彌補(bǔ)流體經(jīng)單U管換熱后與巖土體溫差下降造成的換熱能力下降的影響，因此加強(qiáng)了管內(nèi)換熱介質(zhì)與周邊巖土體的換熱，加大了地埋管換熱器流體進(jìn)出口溫差，并且流動(dòng)阻力減小。 再請(qǐng)參閱圖2，在一個(gè)實(shí)施例中，三組U形管21、22、23為間隔距離相等地平行布置在地埋管井孔或灌注樁3中。再請(qǐng)參閱圖3，在第二個(gè)實(shí)施例中，三組U形管21、22、23為間隔距離相等地平行布置在地埋管井孔或灌注樁3中，其中第二組U形管22的一側(cè)支管正好位于地埋管井孔或灌注樁3的中心軸上，第一組U形管21和第三組U形管23的以中心對(duì)稱的方式布置。再請(qǐng)參閱圖4，在第三個(gè)實(shí)施例中，三組U形管21、22、23徑向均布地埋設(shè)在地埋管井孔或灌注樁中，并且三組U形管21、22、23以Y形的方式布置。再請(qǐng)參閱圖5，在第四個(gè)實(shí)施例中，三組U形管21、22、23徑向均布地埋設(shè)在地埋管井孔或灌注樁中，并且三組U形管21、22、23以三角形的方式布置。再請(qǐng)參閱圖6，在第五個(gè)實(shí)施例中，第一組U形管21埋設(shè)在地埋管井孔或灌注樁3 中的一半圓側(cè)，第二組U形管22和第三組U形23管垂直交叉地埋設(shè)在地埋管井孔或灌注樁3中的另一邊半圓側(cè)。上述換熱管的各種布置結(jié)構(gòu)可以縮小地埋管井孔或灌注樁3的直徑并且不影響換熱管的換熱量。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種3U地埋管換熱器，包括進(jìn)、出口集分水管、地埋管井孔或灌注樁及換熱管，其特征在于，所述換熱管包括垂直埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的三組U形管，所述第一組U形管的一端與所述進(jìn)口集分水管連接，所述第二組U形管和第三組U形管并聯(lián)連接后構(gòu)成并聯(lián)雙U管組，該并聯(lián)雙U管組的兩端分別與所述第一組U形管的另一端及所述出口集分水管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3U地埋管換熱器，其特征在于，所述三組U形管的高度均相等，所述三組U形管的兩側(cè)支管的水平間隔距離也相等，所述第二組U形管和第三組U形管的管徑相等并且小于所述第一組U形管的管徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3U地埋管換熱器，其特征在于，所述三組U形管平行并且間隔距離相等地布置在所述地埋管井孔或灌注樁中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3U地埋管換熱器，其特征在于，所述三組U形管徑向均布地埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3U地埋管換熱器，其特征在于，所述第一組U形管埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的一半圓側(cè)，所述第二組U形管和第三組U形管垂直交叉地埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的另一邊半圓側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3U地埋管換熱器，其特征在于，所述進(jìn)、出口集分水管的管徑與所述第一組U形管的管徑相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3U地埋管換熱器，其特征在于，所述換熱管通過(guò)回填漿料埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種3U地埋管換熱器，包括進(jìn)、出口集分水管、地埋管井孔或灌注樁及換熱管。所述換熱管包括垂直埋設(shè)在所述地埋管井孔或灌注樁中的三組U形管，所述第一組U形管的一端與所述進(jìn)口集分水管連接，所述第二組U形管和第三組U形管并聯(lián)連接后構(gòu)成并聯(lián)雙U管組，該并聯(lián)雙U管組的兩端分別與所述第一組U形管的另一端及所述出口集分水管連接。本實(shí)用新型的一種3U地埋管換熱器具有單位井孔長(zhǎng)度換熱效果好、成本更低、施工安裝簡(jiǎn)便易行、節(jié)約地埋管井孔用地，適用性更廣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J3/08GK202304101SQ201120342868
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者王寬, 雷剛, 雷波 申請(qǐng)人:上海吉益能源技術(shù)有限公司, 王寬