[實用新型]高效擾動式地源熱泵換熱器

有效

• 申請號: 201220714332.2
• 申請日: 2012-12-22
• 公開（公告）號: CN203068876U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李海峰;葉鵬;高學軍;劉剛
• 申請（專利權）人: 中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本實用新型涉及暖通空調行業地源熱泵領域及生活熱水供應領域，具體的說是一種高效擾動式地源熱泵換熱器。

背景技術

近幾年來，節能已經成為潮流，環保已經成為不可阻擋的趨勢。在建筑節能領域中，地源熱泵作為一種節能、環保的中央空調系統，獲得了飛速發展，但是，地源熱泵初投資相對較大，地下換熱器施工復雜，這些問題很大程度上制約了地源熱泵技術的應用與推廣，因此，改進地源熱泵室外換熱器的設計工藝，從而降低地源熱泵室外換熱器的施工成本就成了當務之急。

常規地源熱泵室外換熱器采用單U或者雙U型埋管換熱器，鉆孔直徑在110mm～150mm之間，U型管直徑通常為De25、De32，回填料采用黃沙、原漿、膨潤土等的混合物，這種系統的換熱器主要存在兩個方面的問題，一是回填的密實度很難保證，二是PE管材導熱系數較小(通常0.5W/M﹒K)，綜合而言，換熱效率較低，施工成本較高。

發明內容

本實用新型的目的是改進地源熱泵室外換熱器，提高地源熱泵室外換熱器的換熱效率，降低地源熱泵室外換熱器的施工成本、縮短施工工期。

????本實用新型高效擾動式地源熱泵換熱器包括：鋼套管1、基巖孔壁2、擾動玻璃球3，地源熱泵抽水管4、地源熱泵回水管；所述的基巖孔壁2內設置有地源熱泵抽水管4，地源熱泵抽水管4的下端連有底花管，基巖孔壁2和地源熱泵抽水管4之間設置有擾動玻璃球3，基巖孔壁2上部覆蓋有鋼套管1，在靜水位上方設置有地源熱泵回水管5。

???所述的初始鉆孔采用大型潛孔錘鉆機或者石油鉆井成孔，孔徑150mm，孔深150m～500m。

????所述的地源熱泵抽水管4采用高密聚乙烯管（HDPE），管道底部采用花管，花管距離井底1m左右。

??所述的擾動玻璃球3采用直徑6～10mm。

??初始鉆孔采用大型潛孔錘鉆機或者石油鉆井成孔，孔徑150mm，孔深150m～500m。上部覆蓋層采用鋼套管1將換熱孔與周邊地層隔離，堅硬基巖部分直接采用裸井井壁2進行換熱。地源熱泵抽水管4采用高密聚乙烯管（HDPE），管道底部采用花管，花管距離井底1m左右。地源熱泵回水管5采用PE管或者其它管材，回水由上部返回地源熱泵換熱器內。擾動玻璃球3采用直徑6～10mm的玻璃球，將擾動玻璃球充填在4和1、3之間，保證充填相對密實。

特征分析：本高效擾動式地源熱泵換熱器外部采用了固化措施，減少了傳導熱阻，中間采用擾動玻璃球加大了擾動，強化了對流換熱，通過直接抽取換熱器內換熱載體進地源熱泵機組，大大提高了系統的運行效率。

?????使用方法與工作原理：本發明改進了地源熱泵室外埋管換熱器，取消了PE管換熱器、回填料，將介質與鉆孔巖壁直接換熱，大大提高了換熱效率。具體使用方法及原理如下：地源熱泵系統需要提供冷熱服務時，高效換熱器水泵啟動，深井內的介質（水）通過抽水管4從底部抽至地源熱泵機組，適宜溫度的介質（水）經過換熱提供冷熱服務后通過回水管5回灌至抽水管4與井壁之間的換熱器的上部。在換熱器底部因抽水產生的負壓作用下，回灌的水自上而下經過擾動玻璃球3往下流動，流動過程中介質（水）和巖壁2進行充分的對流換熱，到達底部后水溫達到適宜的溫度，又通過花管進入到抽水管4，經過水泵進入地源熱泵機組換熱，如此循環往復，形成了一個高效的擾動式換熱系統，能夠持續的提供冷熱服務。

????本實用新型高效擾動式地源熱泵換熱器的優點是：

????1、換熱效率高。較常規的單U或雙U埋管換熱器效率高3倍以上；2、減少了成本，縮短了施工工期。由于提高了換熱效率，減少了鉆孔數目，較常規換熱器而言減少投資30%以上，工期縮短40%以上；3、占地面積大大減少。由于減少了鉆孔數目，占地面積大大減少，使很多因缺少埋管面積而放棄地源熱泵的項目成為可能；4、不存在常規埋管換熱器的冬夏季冷熱不平衡問題，無需設置輔助冷卻（加熱）設備；5、消除或大大減緩了熱貫通，由于擾動玻璃球的存在，大大增加了介質（水）的擾動、改變了水流的單向路徑，消除了裸井換熱器存在的瞬變熱貫通現象，使系統高效穩定的持續運行。

?????實踐證明，本發明使用效果優良，比常規地源熱泵埋管換熱器效率高3倍以上，優勢明顯。該發明在中冶集團武漢勘察研究院綜合樓試驗臺、黃岡建委城建檔案館試驗臺的經過多次試驗，試驗結果證明該高效擾動式地源熱泵換熱器應用效果良好。

附圖說明

圖1為高效擾動式地源熱泵換熱器示意圖。

具體實施方式