[實用新型]地埋套筒式換熱器

有效

• 申請號: 201020198593.4
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN201680644U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 吳展豪;樊躍進
• 申請（專利權）人: 美意(浙江)空調設備有限公司
• 主分類號: F24J3/08
• 分類號: F24J3/08;F25B30/06
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

技術領域

本實用新型涉及一種熱交換裝置，特別是涉及一種適用于淺層土壤熱量交換的地埋套筒式換熱器。

背景技術

目前，全球都面臨著能源危機，各行各業均大力提倡環保節能或再生能源。其中，對淺層土壤熱量的利用已經是比較普遍的技術，其主要分為土壤源換熱系統和水源換熱系統兩種。

但是，現有的土壤源換熱系統存在系統造價較高、系統運行的能效比(COP)相對較低的缺陷。而現有的水源換熱系統通常采用一抽多灌式或單井回灌式換熱方式。其中，一抽多灌式換熱系統存在以下缺點：(1)鑿井數量較多；(2)實現100％回灌的難度較大；(3)攜沙量相對較大；(4)潛水泵揚程相對較高，從而降低了系統的能效比(COP)；(5)在地下水相對貧乏的地區使用受到限制。而單井回灌的主要缺點為：系統運行一段時間后，水體溫度下降/上升較大，降低了熱交換能力，進而降低了系統的能效比(COP)。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種換熱能效比高、可實現100％回灌，并可有效避免水體污染的地埋套筒式換熱器。

本實用新型的技術方案是：一種地埋套筒式換熱器，包括埋裝于地下的外套筒和設于該外套筒內的內套筒，所述外套筒與內套筒之間設有填料，以形成所述外套筒的實心式筒體，該實心式筒體分為上下兩段，上段為填充了密封材料的密封段筒體，下段為填充了濾水材料的回水段筒體；所述內套筒內部分為相分隔的上、下兩個腔體，下方腔體作為取水腔，該取水腔內設有抽水裝置，上方腔體作為排水腔，所述排水腔內設有回水管道；并且，所述排水腔的底部低于所述的密封段筒體；所述的外套筒頂部設有蓋板，所述的內套筒的頂部向上伸出至所述蓋板之外。

本實用新型可以作以下改進，所述的抽水裝置包括用于提取地下水的潛水泵和與該潛水泵相連的取水管道，所述的取水管道和回水管道均向上伸出至所述的蓋板之外。

本實用新型所述的取水管道的向外伸出端設有止回閥。

本實用新型還可以作以下改進，所述的蓋板可拆地安裝于所述外套筒的密封段筒體的頂部端面上，并通過橡膠墊圈密封，以保證本實用新型的整體密閉性。

本實用新型所述的內套筒的頂部設有封板，從而有效避免地下水體受到外部環境的污染，并且避免地下水體外溢。

本實用新型所述的內套筒的取水腔與排水腔通過隔水板分隔。

本實用新型還可以作以下改進，所述的外套筒的密封段筒體內所填充的密封材料為粘土或混凝土；回水段筒體內所填充的濾水材料為礫料。

所述的外套筒的回水段筒體內所填充礫料的規格為3～10mm。

本實用新型還可以作以下改進，所述的蓋板上方設有檢查井，所述的內套筒、回水管道及取水管道的頂部伸出端均設于該檢查井內。

本實用新型所述的外套筒的實心筒體的外徑為700～800mm，內徑為280～360mm，所述實心筒體的填充厚度為170～250mm；所述密封段筒體的填充深度為50～80m，具體位于所述的檢查井底部至地下50～80m處，所述回水段筒體的具體填充位置為自所述密封段筒體底部至所述實心筒體底部。

本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型的地埋套筒式換熱器，采用地下水閉式循環換熱技術，對水資源沒有任何消耗和成分改變，僅以水為導熱介質，通過水與土壤的熱量交換，實現吸熱與散熱的目的。該換熱器可以有效杜絕水體污染，實現100％回灌，大大提高整個換熱系統的能效比(COP)，同時為相對貧水地區淺層土壤熱量的利用提供技術條件。

(2)本實用新型的地埋套筒式換熱器，由于實現了閉式循環，及完善的過濾、保護措施，該換熱器可以減緩提水運行時地下水的流速，有效控制砂移，可以將攜沙量減少到三十萬分之一以內。另外，由于采用了閉式循環，還可以提高動水位，以降低潛水泵的揚程。

(3)本實用新型的地埋套筒式換熱器，由于每一套地埋套筒式換熱器在進行取水運行的同時，亦進行回灌，與傳統水源換熱系統相比，可以減少取水井、回灌井的數量。

(4)本實用新型的地埋套筒式換熱器，其上部采用密封結構，密封深度為50～80m，即外套筒的密封段筒體的填充深度為50～80m，具體位于檢查井底部至地下50～80m處。由于50～80m內的地下水具有不流動、無砂移現象，靜水位基本不變，土壤含水的飽和度基本不變等特點，因此，本實用新型對項目實施地區的地下50～80m范圍內的水文地質構造不會構成影響。

(5)本實用新型的地埋套筒式換熱器，其安裝深度為120～300m，具體安裝深度可以根據具體項目的水文地質條件和地源熱泵系統換熱量的需求靈活設定。