[發(fā)明專利]含輻射隔熱膜的中深層套管式地?zé)釗Q熱器裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010466721.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN111578543A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于明志;張方方;毛煜東;崔萍;張文科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): F24T10/13
• 分類號(hào): F24T10/13;F28D7/10;F28F13/18;F28F21/08
• 代理公司: 濟(jì)南領(lǐng)升專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇

本發(fā)明公開了一種含輻射隔熱膜的中深層套管式地?zé)釗Q熱器裝置，由多節(jié)套管式地?zé)釗Q熱器連接而成。單節(jié)套管式地?zé)釗Q熱器包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管管壁中有真空絕熱夾層，真空絕熱夾層內(nèi)設(shè)有一層與內(nèi)管同軸的環(huán)形輻射隔熱膜。相鄰兩節(jié)換熱器的內(nèi)、外管均采用焊接連接。輻射隔熱膜設(shè)置于真空絕熱夾層中間位置。本發(fā)明通過在中深層套管式地?zé)釗Q熱器內(nèi)管管壁中增設(shè)含輻射隔熱膜的真空絕熱夾層，有效降低內(nèi)外流道間管壁中夾層兩壁面間的熱輻射能力，減小套管內(nèi)外流道間“熱短路”，提高中深層套管式地?zé)釗Q熱器的取熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種套管式中深層地?zé)釗Q熱器技術(shù)，尤其是一種含輻射隔熱膜的中深層套管式地?zé)釗Q熱器裝置。

背景技術(shù)

近幾年，由于能源發(fā)展、環(huán)境治理、改善民生的需要，地?zé)崮芄峒夹g(shù)正面臨重大發(fā)展契機(jī)，其在供暖行業(yè)中的應(yīng)用比例越來越高。地埋管地源熱泵是地?zé)峁┡袘?yīng)用最廣泛的技術(shù)。按埋管深度不同，地埋管地源熱泵可分為淺層地埋管地源熱泵和中深層地埋管地源熱泵。其中，中深層地埋管地源熱泵近幾年在我國剛剛興起，它的地下?lián)Q熱器埋深可達(dá)1500-3000m,取熱溫度高，取熱量大，占地面積小，可有效解決淺層地埋管地源熱泵應(yīng)用中出現(xiàn)的取熱少，占地面積大，以及在北方嚴(yán)寒、寒冷和用地緊張地區(qū)應(yīng)用受限等問題，為中深層地?zé)崮茉谖覈狈降貐^(qū)的推廣應(yīng)用開辟了新的路徑。

中深層地?zé)釗Q熱器埋管方式主要有套管式和U形管兩種。目前在中深層地?zé)釗Q熱器中最常用的是套管式地?zé)釗Q熱器。由于套管式地?zé)釗Q熱器內(nèi)管和外管中的循環(huán)液溫度不同，若不采取措施，熱量很容易從溫度高的流道傳向溫度低的流道，造成“熱短路”，從而影響套管式換熱器的取熱能力。為減少套管式地?zé)釗Q熱器內(nèi)、外管間“熱短路”產(chǎn)生的損失，工程上主要采用兩種方法：一是套管內(nèi)管管材要選用導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低的材料制作。這種方法雖簡(jiǎn)單易行，但是內(nèi)外流道之間的管壁導(dǎo)熱熱阻依然不夠大；二是在套管內(nèi)管壁設(shè)一夾層，并對(duì)夾層進(jìn)行抽真空處理，以隔絕內(nèi)、外管內(nèi)流體間的熱交換。這種方法雖然可通過降低夾層內(nèi)氣相熱傳導(dǎo)有效降低內(nèi)、外管流體之間的熱傳遞，但夾層內(nèi)兩壁面間還存在顯著的輻射換熱。研究表明當(dāng)真空夾層的絕對(duì)壓力降至2KPa或更低時(shí)，真空夾層換熱以輻射換熱為主。因此，對(duì)于含夾層的中深層套管式地?zé)釗Q熱器，進(jìn)一步降低套管內(nèi)的“熱短路”損失必須考慮降低輻射熱損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含輻射隔熱膜的中深層套管式地?zé)釗Q熱器裝置，通過降低內(nèi)外流道間管壁中夾層兩壁面間的熱輻射能力，減小套管內(nèi)外流道間“熱短路”，提高中深層套管式地?zé)釗Q熱器的取熱效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

含輻射隔熱膜的中深層套管式地?zé)釗Q熱器裝置，根據(jù)工程實(shí)際需要，由若干節(jié)長度為9-12m的套管式地?zé)釗Q熱器組合而成，單節(jié)套管式地?zé)釗Q熱器包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管管壁設(shè)有含輻射隔熱膜的真空絕熱夾層，輻射隔熱膜為環(huán)形且與內(nèi)管同軸。單節(jié)換熱器長度為9-12m，便于施工時(shí)降低工藝難度，且便于長距離運(yùn)輸。

所述內(nèi)管和外管均采用耐高壓、耐高溫、耐腐蝕的無縫鍍鋅鋼管,其中，內(nèi)管由于管壁內(nèi)真空絕熱夾層為中空的空腔，真空絕熱夾層的兩個(gè)壁面一側(cè)基本無壓力，一側(cè)靜水壓很大，兩側(cè)壓差大壁面承壓要求就高，因此，內(nèi)管內(nèi)、外壁都承壓，內(nèi)管鋼材承壓要求不低于15MPa。由于外管兩側(cè)均有壓力，因此其鋼管的承壓要求可根據(jù)內(nèi)管的要求適當(dāng)降低。

所述內(nèi)管壁中的真空絕熱夾層，是位于內(nèi)管壁內(nèi)的環(huán)形空腔，夾層內(nèi)經(jīng)抽真空處理。考慮抽真空流通空間和運(yùn)行要求，夾層厚度小于10mm。真空絕熱夾層軸向長度與外管等長。為保持絕熱效果，要求真空絕熱夾層內(nèi)保持低于10Pa的真空度。

所述真空絕熱夾層內(nèi)部設(shè)有一層輻射隔熱膜和吸氣劑。

所述輻射隔熱膜為低發(fā)射率、高反射率的輻射隔熱膜。輻射隔熱膜與內(nèi)管呈同軸布置。