[實(shí)用新型]出口支管捆扎式三U型地埋管換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320633103.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203629137U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳金星;王力;郭桂宏;魏杰;聶磊;王志杰;伍焱兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州大學(xué);鄭州自動(dòng)化研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F25B30/06
• 分類(lèi)號(hào): F25B30/06;F24J3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種地源熱泵系統(tǒng)中的U型地埋管換熱器，尤其涉及一種出口支管捆扎式三U型地埋管換熱器。?

背景技術(shù)

地源熱泵系統(tǒng)是以地下土壤作為冷/熱源的空調(diào)系統(tǒng)，U型地埋管換熱器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前工程中為減少打井投資常采用雙U型地埋管換熱器，即兩個(gè)U型地埋管豎直、交叉、均勻放置于預(yù)先打好的井孔中，然后用填料進(jìn)行填埋。由于U型地埋管的管徑較小，且管子較長(zhǎng)，在向井中下管施工過(guò)程中很難控制各支管的間距；施工中兩個(gè)U型地埋管分別放置于同一井中操作繁瑣，工作量較大，且難以保證均勻布置。運(yùn)行中每個(gè)U型地埋管的進(jìn)出口支管間存在熱短路現(xiàn)象，且兩個(gè)U型地埋管間也存在熱干擾現(xiàn)象，從而使整個(gè)地埋管換熱器的放/吸熱效率顯著降低。每個(gè)井孔中僅放置兩個(gè)U型地埋管，使地埋管換熱器的換熱面積不足，只有靠多打井孔，從而使地源熱泵系統(tǒng)的初投資增大。可見(jiàn)，地埋管換熱器的性能和成本，對(duì)于整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益具有關(guān)鍵作用。這些不利因素不但降低了地源熱泵系統(tǒng)的總效率，而且會(huì)增加地源熱泵系統(tǒng)投資和運(yùn)行費(fèi)用，直接影響到地源熱泵的普及應(yīng)用。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、換熱效率較高、施工方便、投資較低的出口管捆扎式三U型地埋管換熱器。?

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：三U型地埋管換熱器包括并聯(lián)的三根U型地埋管，為使U型地埋管換熱器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、便于施工，并提高整體換熱性能，將三根U型地埋管的三個(gè)出口支管用鐵絲捆扎在一起，并在接近地面70％的長(zhǎng)度范圍內(nèi)包裹絕熱層(見(jiàn)圖1)，三個(gè)進(jìn)口支管均勻分布在捆扎的出口支管周?chē)苤行倪B線呈等邊三角形(見(jiàn)圖2)，三個(gè)進(jìn)口支管每隔10m～20m長(zhǎng)度再用鋼帶捆扎定位，在井孔中保持固定間距，三根U型地?埋管的直徑和長(zhǎng)度均相等，三根U型地埋管的進(jìn)口支管與出口支管通過(guò)集液管并聯(lián)而成為一個(gè)整體的地埋管換熱器，捆扎好的三U型地埋管換熱器可整體一次性放置入井孔中。?

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：一是三根出口支管捆扎在一起并在接近地面70％的長(zhǎng)度范圍內(nèi)包裹絕熱層，能有效地避免進(jìn)出口管間的熱短路現(xiàn)象，減少地埋管換熱器的熱量損失，使地埋管換熱器的單位井深換熱量增大，從而提高地埋管換熱器的換熱效率及熱泵系統(tǒng)的總效率；二是三個(gè)出口支管捆扎在一起，并處于井孔的中心位置，為三個(gè)進(jìn)口支管留出了更多空間，使三個(gè)進(jìn)口支管的間距拉大，有利于減小三個(gè)進(jìn)口支管與周?chē)寥罁Q熱時(shí)兩兩之間的相互干擾，從而增大地埋管與土壤間的換熱量；三是三個(gè)進(jìn)口支管每隔10m～20m長(zhǎng)度用鋼帶捆扎定位后，使三根U型地埋管通過(guò)兩次捆扎而成為一體，向井里下管施工更簡(jiǎn)便，減少施工工作量，節(jié)省施工時(shí)間，且能夠保證各進(jìn)口支管間的相對(duì)距離最大；四是由于出口支管捆扎式三U型地埋管換熱器結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、施工簡(jiǎn)便、換熱面積較大、高效傳熱，可減少打井?dāng)?shù)量，所以能夠降低地源熱泵系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用。?

附圖說(shuō)明

圖1是出口支管捆扎式三U型地埋管換熱器及井孔的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是出口支管捆扎式三U型地埋管換熱器及井孔的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖中，1-出口支管I；2-出口支管II；3-出口支管III；4-進(jìn)口支管I；5-進(jìn)口支管II；6-進(jìn)口支管III；7-保溫層；8-井孔；9-鋼帶。?

具體實(shí)施方式

在三U型地埋管換熱器放入井孔施工前，首先將三根U型地埋管的三個(gè)出口支管用鐵絲捆扎在一起，然后將捆扎后的出口支管在接近地面70％的長(zhǎng)度范圍內(nèi)包裹絕熱層，能有效消除進(jìn)出口支管間的熱短路現(xiàn)象，三個(gè)進(jìn)口支管分布在出口支管周?chē)苤行倪B線呈等邊三角形。接著對(duì)三個(gè)進(jìn)口支管每隔10m～20m長(zhǎng)度再用鋼帶捆扎定位，從而使三根U型地埋管成為一個(gè)整體的換熱器，捆扎好的三U型地埋管換熱器可整體一次性放置入井孔中。這樣操作，使三U型地埋管換熱器放置入井孔中的施工過(guò)程大大簡(jiǎn)化，且保證地埋管換熱器各進(jìn)口支管間的相對(duì)位置穩(wěn)固，從而提高地埋管換熱器與土壤間的換熱效率。最后進(jìn)口支管、出口支管分別用集液管聯(lián)結(jié)，接入地源熱泵系統(tǒng)主機(jī)。?