一種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及再生能源利用技術(shù)，具體是一種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，人們生活水平的提高和受全球氣候變暖的影響，空調(diào)已越來(lái)越成為人們調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境及保障身體健康的必需品。不可忽視的是，人們?cè)谙硎苁覂?nèi)環(huán)境舒適的同時(shí)，帶來(lái)的是加大能源消耗和環(huán)境空氣污染的嚴(yán)重后果，而開(kāi)發(fā)環(huán)?？稍偕牡?zé)釤崮苜Y源來(lái)供熱制冷，滿足人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適的要求，則是一種最環(huán)保最好的節(jié)能方法。
[0003]地表淺層地?zé)豳Y源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收的太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的地?zé)崮埽沟盟蚕裉?yáng)能一樣，成為清潔的取之不盡的可再生能源。
[0004]熱泵機(jī)組是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱，經(jīng)過(guò)電力做功，輸出可用的高品位熱能的設(shè)備。它可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3— 4倍左右的熱能。但是，熱泵機(jī)組也還存在一個(gè)致命的缺陷，那就是對(duì)環(huán)境溫度的依賴(lài)，冬季制熱，環(huán)境溫度在2°C左右時(shí)，熱泵機(jī)組制熱效率下降，而夏季制冷，環(huán)境溫度在35°C以上時(shí)，熱泵機(jī)組制冷效率下降。如何開(kāi)發(fā)一種安裝制作簡(jiǎn)便、工程造價(jià)低，且能從土壤中高效獲取地?zé)崮艿膿Q熱器，消除熱泵機(jī)組對(duì)環(huán)境溫度的依賴(lài)，向熱泵機(jī)組提供環(huán)保可再生的地?zé)釤崮?，?lái)提高熱泵機(jī)組供熱制冷的效率，則是一種新型的能源利用技術(shù)。
[0005]其實(shí)，人類(lèi)在很早以前就已經(jīng)開(kāi)始利用地?zé)嵩戳?，目前，根?jù)熱泵機(jī)組利用地?zé)嵩吹姆N類(lèi)和方式的不同，以及發(fā)展的情況，將其大致分為以下三類(lèi):地下水熱泵、地表水熱泵和土壤源熱泵。
[0006]受政策限制抽取地下水的熱泵機(jī)組和受河流、湖泊地域限制抽取地表水的熱泵機(jī)組，雖然在安裝使用時(shí)，利用可再生的地?zé)嵩葱Ч煤凸こ淘靸r(jià)低，但卻受使用地域條件及抽取地下水的政策限制而沒(méi)有大的發(fā)展前景。
[0007]土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯，將熱泵的換熱器埋于地下，與大地進(jìn)行冷熱交換。根據(jù)地下熱交換器的布置形式，主要分為垂直埋管換熱器、水平埋管換熱器和蛇行埋管換熱器三類(lèi)。
[0008]水平埋管方式和蛇型埋管方式的換熱器優(yōu)點(diǎn)是:安裝簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低，缺點(diǎn)是:需要較大的場(chǎng)地，由于埋管淺而造成:運(yùn)行性能上的不穩(wěn)定(由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節(jié)、降雨以及埋深而變化)，泵耗能較高；系統(tǒng)效率低。
[0009]垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式及套管型方式，按其埋管深度可分為淺層(<30m),中層(30-100m)和深層 OlOOm)三種。
[0010]U型埋管方式換熱器的直徑一般為32_左右，其優(yōu)點(diǎn)在于:埋管深，地下巖土溫度比較穩(wěn)定，占地面積小，土壤的溫度和熱特性變化小，需要的管材少，泵耗能低。而缺點(diǎn)主要在于:受流量限制，埋管管徑小，單位井深的換熱量不足，需要增加打井的個(gè)數(shù)和深度。造成初投資比較高，系統(tǒng)復(fù)雜，安裝難度大，對(duì)設(shè)計(jì)、施工、施工現(xiàn)場(chǎng)管理要求較高，需要有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員參與其中。
[0011]套管型垂直埋管方式換熱器的外管直徑一般為100-200mm，內(nèi)管為Φ 15-Φ 25mm。由于增大了管外壁與巖土的換熱面積，因此其單位井深的換熱量比U型管高。其優(yōu)點(diǎn)是:可減少打井的深度和個(gè)數(shù)。其缺點(diǎn)是:埋管比U型管淺、容易造成熱短路問(wèn)題。套管直徑及鉆孔直徑較大，下管時(shí)，由于深井內(nèi)的阻力作用，給下管帶來(lái)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器，這種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器埋管深，占地面積少，換熱器外管管壁與巖土接觸面積大，單位井深換熱量高，水-氣型的熱泵機(jī)組都能使用，下管時(shí)安裝簡(jiǎn)單，能降低安裝工程的造價(jià)。
[0013]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器，包括
加強(qiáng)型換熱管，所述加強(qiáng)型換熱管包括外管、內(nèi)管、換熱筋片、進(jìn)氣/進(jìn)水孔和熱能導(dǎo)出管，內(nèi)管設(shè)置在外管內(nèi)，換熱筋片設(shè)置在內(nèi)管、外管之間與內(nèi)管、外管連接，換熱筋片5之間構(gòu)成進(jìn)氣/進(jìn)水孔；熱能導(dǎo)出管設(shè)置在內(nèi)管中，設(shè)有密封圈，密封圈設(shè)置在位于加強(qiáng)型換熱管底部的熱能導(dǎo)出管的管口與內(nèi)管的管口上；
儲(chǔ)能室管，所述儲(chǔ)能室管內(nèi)設(shè)有水位控制器，水位控制器與控制電路連接，儲(chǔ)能室管內(nèi)腔形成儲(chǔ)能室；
錐體，所述錐體設(shè)有帶導(dǎo)孔的錐孔，錐孔上設(shè)有與之適配的錐形堵頭，錐體上設(shè)有機(jī)械控制器，錐形堵頭通過(guò)彈簧與機(jī)械控制器連接，錐形堵頭的端口設(shè)置在機(jī)械控制器的鎖緊裝置上，錐孔與錐形堵頭呈開(kāi)放式狀態(tài)；
管件，所述管件設(shè)有封蓋和進(jìn)水進(jìn)氣管；
所述加強(qiáng)型換熱管的上端與管件連通，進(jìn)氣/進(jìn)水孔與進(jìn)水進(jìn)氣管連通，加強(qiáng)型換熱管的底端與儲(chǔ)能室管的一端連通，儲(chǔ)能室管的另一端與錐體底端配接，熱能導(dǎo)出管的導(dǎo)出端穿出封蓋，內(nèi)管與封蓋連接，熱能導(dǎo)出管內(nèi)設(shè)有抽水管，抽水管的一端從熱能導(dǎo)出管伸出，另一端伸入儲(chǔ)能室內(nèi)，抽水管與水泵連接。
[0014]包括導(dǎo)出管支撐架，所述導(dǎo)出管支撐架設(shè)置在熱能導(dǎo)出管與內(nèi)管之間的區(qū)間內(nèi)，此區(qū)間構(gòu)成熱短路阻隔區(qū)。
[0015]所述外管直徑大于200mm。
[0016]這種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器，解決了目前土壤源熱泵垂直地埋管換熱器現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用套管型，外管直徑大于200mm，采用垂直深埋的方法，充分利用淺表土壤深度中溫度和熱特性變化小，巖土溫度比較穩(wěn)定的特性，發(fā)揚(yáng)垂直U型地埋管換熱器，埋管深，占地面積少，和垂直套管式地埋管換熱器外管管壁與巖土接觸面積大，單位井深換熱量高的優(yōu)點(diǎn)，克服了 U型地埋管換熱器管徑小，造成單位井深換熱量的不足，需要增加打井深度和個(gè)數(shù)的缺點(diǎn)，也克服了垂直套管型地埋管換熱器，埋管淺、下管困難的缺點(diǎn)。而且，該換熱器在套管內(nèi)，增設(shè)的熱短路阻隔區(qū)，不但解決了熱短路的問(wèn)題，還使得該換熱器具有使用空氣和水(或者防凍液)兩種流體，作為傳熱媒介的功能，讓水一氣型的熱泵機(jī)組都能使用。下管時(shí)安裝簡(jiǎn)單，能降低安裝工程的造價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中加強(qiáng)型換熱管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1.外管2.儲(chǔ)能室管3.錐體4.內(nèi)管5.換熱筋片6.進(jìn)氣/進(jìn)水孔7.熱能導(dǎo)出管8.支撐架9.熱短路阻隔區(qū)10.管件11.進(jìn)氣進(jìn)水管12.水位控制器13.抽水管14.儲(chǔ)能室15.錐孔16.錐形堵頭17.彈簧18.機(jī)械控制器19.橡膠密封圈
20.密封圈21.封蓋22.承插連接管件。
[0019]圖1中換熱器內(nèi)的箭頭示意出流體的流動(dòng)方向。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0021]實(shí)施例:
參照?qǐng)D1-圖2，一種淺表地?zé)釤崮荞钍綋Q熱器，包括
加強(qiáng)型換熱管，所述加強(qiáng)型換熱管包括外管1、內(nèi)管4、換熱筋片5、進(jìn)氣/進(jìn)水孔6和熱能導(dǎo)出管7，內(nèi)管4設(shè)置在外管I內(nèi)，換熱筋片5設(shè)置在內(nèi)管4、外管I之間與內(nèi)管4、外管I連接，換熱筋片5之間構(gòu)成進(jìn)氣/進(jìn)水孔6 ;熱能導(dǎo)出管7設(shè)置在內(nèi)管4中，設(shè)有密封圈20，密封圈20設(shè)置在位于加強(qiáng)型換熱管底部的熱能導(dǎo)出管7的管口與內(nèi)管4的管口上；
儲(chǔ)能室管2，所述儲(chǔ)能室管2內(nèi)設(shè)有水位控制器12，水位控制器12與控制電路連接，儲(chǔ)能室官2內(nèi)腔形成儲(chǔ)能室；
錐體3，所述錐體3設(shè)有帶導(dǎo)孔的錐孔15，錐孔15上設(shè)有與之適配的錐形堵頭16，錐體3上設(shè)有機(jī)械控制器18，錐形堵頭16通過(guò)彈簧17與機(jī)械控制器18連接，錐形堵頭16的端口設(shè)置在機(jī)械控制器18的鎖緊裝置上，錐孔15與錐形堵頭16呈開(kāi)放式狀態(tài)；
管件10，所述管件10設(shè)有封蓋21和進(jìn)水進(jìn)氣管11 ;
所述加強(qiáng)型換熱管的上端與管件10連通，進(jìn)氣/進(jìn)水孔6與進(jìn)水進(jìn)氣管11連通，加強(qiáng)型換熱管的底端與儲(chǔ)能室管2的一端連通，儲(chǔ)能室管2的另一端與錐體3底端配接，熱能導(dǎo)出管7的導(dǎo)出端穿出封蓋21，內(nèi)管4與封蓋21連接，熱能導(dǎo)出管7內(nèi)設(shè)有抽水管13，抽水管13的一端從熱能導(dǎo)出管7伸出，另一端伸入儲(chǔ)能室14內(nèi)，抽水管13與水泵連接。
[0022]還包括導(dǎo)出管支撐架8，所述導(dǎo)出管支撐架8設(shè)置在熱能導(dǎo)出管7與內(nèi)管4之間的區(qū)間內(nèi)，此區(qū)間構(gòu)成熱短路阻隔區(qū)9。
[0023]所述外管I直徑大于200mm。
[0024]具體地，加強(qiáng)型換熱管的上端通過(guò)承插連接管件22與管件10連通，承插連接管件22為塑料管，換熱管的材料為PE塑料管，外管1、內(nèi)管4、換熱筋片5、熱能導(dǎo)出管7、支撐架8用模具在塑料擠出機(jī)上一次性縱向擠出成型。連接在外管1、內(nèi)管4之間的換熱筋片5，除了具有輔助換熱的功能外，其主要功能是提高外管I和內(nèi)管4的承壓?jiǎn)栴}。設(shè)置在內(nèi)管4和熱能導(dǎo)出管7之間的支撐架8，其主要功能是在內(nèi)管4和熱能導(dǎo)出管7之