CN101012976A - 套管地源交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用土壤交换，完成热能释放与获取的地源交换装置，尤其是涉及一种套管地源交换装置。其主要是解决现有技术所存在的换热装置的出水管与换热井壁之间没有真空隔离，使得出水管与换热井壁内的液体介质会互相传热，以至于制冷或制热效果较差的问题；本发明还解决了现有技术的换热装置为一整体构造，使用、装卸较为不方便等的技术问题。本发明包括外管，外管顶部设有外管接口，外管内部设有内管，内管顶部设有内管接口，其特征在于所述的内管外设有隔离管，隔离管外壁与外管内壁之间有容积空间，隔离管内壁与内管外壁之间有可抽真空的空腔；外管底部密封有下封堵盖。

Description

套管地源交换装置
技术领域
本发明涉及一种利用土壤交换，完成热能释放与获取的地源交换装置，尤其是涉及一种对套管地源交换装置等结构的改良。
背景技术
现有技术中，释放热能与产生热能的方式有很多种。而不可避免的是对自然环境的破坏、消耗能源、设备投资高。人类生存环境中的自然能量，特别是可循环利用的自然能量，是人们探索、研究、实施应用的重要课题。中国专利公开了一种高效地下换热装置(公开号：CN 2646628Y)，其包括换热井壁，换热井壁内设有内套管，内套管内设有出水管，出水管的下端连接一潜水电泵，出水管与换热井壁之间设有弹性蓄热材料，弹性蓄热材料内设有回水管。弹性蓄热材料内设有至少两个相互并联的回水管。换热井壁上设有检查井。但这种结构的换热装置的出水管与换热井壁之间没有真空隔离，使得出水管与换热井壁内的液体介质会互相传热，以至于制冷或制热效果较差；并且该换热装置为一整体构造，使用、装卸较为不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种套管地源交换装置，其主要是解决现有技术所存在的换热装置的出水管与换热井壁之间没有真空隔离，使得出水管与换热井壁内的液体介质会互相传热，以至于制冷或制热效果较差的问题；本发明还解决了现有技术的换热装置为一整体构造，使用、装卸较为不方便等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的套管地源交换装置，包括外管，外管顶部设有外管接口，外管内部设有内管，内管顶部设有内管接口，其特征在于所述的内管外设有隔离管，隔离管外壁与外管内壁之间有容积空间，隔离管内壁与内管外壁之间有可抽真空的空腔；外管底部密封有下封堵盖。外管、内管、隔离管都可由管状塑性材料制作而成，其比普通金属材料造价低，具备抗腐蚀、耐抗挤压折裂，可以适应不同的水质与土质。隔离管设在外管内部，内管套在隔离管内部。下封堵盖与外管底部可以制成一体。外管可安放于土地中或任何可供交换的液体介质内，隔离管可将向内管内传递的热能阻挡，保证内、外管的温差。
作为优选，所述的外管顶部活动连接有上封堵盖，外管接口、内管接口设在上封堵盖上，内管接口连接有可插入内管内部的引导管。上封堵盖为空心的圆柱型，其可以罩在外管顶部保持密封，也可以打开便于维修与装卸。
作为优选，所述的外管、内管、隔离管根据安装需要为直管型、螺旋型、“S”型或“U”型。外管可以通过其上的外管接口、内管接口同其它外管进行串联或并联，以满足不同的需求。
作为优选，所述的外管接口通过管路连接有膨胀器，内管接口通过管路连接有循环泵，膨胀器、循环泵的另一接口都连接在负载换能器上。交换介质可以通过循环泵进入负载换能器取得热能；然后通过膨胀器、外管接口再进入外管，然后利用地源释放热能。释放热能后的介质进入内管，经内管接口返回循环泵，完成释放热能循环。
作为优选，所述的外管接口与膨胀器之间连接有二位四通阀，二位四通阀另两个接口分别与内管接口、循环泵连接。空调制冷循环时，二位四通阀可以使得外管与膨胀器、内管与循环泵连通，这样交换介质通过循环泵进入负载换能器取得热能，通过膨胀器进入外管，利用地源释放热能，释放热能后的介质进入内管，经内管接口、二位四通阀返回循环泵，完成释放热能循环；空调制热循环时，二位四通阀可以使得外管与循环泵、内管与膨胀器连通，交换介质通过循环泵进入负载换能器释放热能，通过膨胀器进入膨胀器进入内管，流经内管进入外管吸收地源热能，吸收热能后的介质经外管接口、二位四通阀返回循环泵，完成吸收热能循环。
因此，本发明具有利用热传递的趋肤效应与真空隔热技术结合，区段性使介质进行交换与维持原状态的特点；本发明还具有充分利用交换面积，不等表面积交换量不等、不等截面积时流速不等，形成自然紊流交换与湍流，从而取得最大的交换温差，随意造型、抗腐蚀、耐挤压折裂的特点
附图说明
附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是图1的一种A-A剖面结构示意图；
附图3是空调制冷时运行示意图；
附图4是空调制热时运行示意图；
附图5是另一个实施例冷却装置的运行示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本例的套管地源交换装置，如图1、图2、图3、图4，有一个塑性材料制成的外管1，外管1底部密封有下封堵盖6。外管1内部设有塑性材料制成的内管3，内管3可充入液体介质。外管1内壁与内管3外壁之间设有塑性材料制成的隔离管5，隔离管5外壁与外管1内壁之间有容积空间，隔离管5内壁与内管3外壁之间有可抽真空的空腔。外管1顶部活动连接有上封堵盖7，上封堵盖7上设有外管接口2以及内管接口4，内管接口4连接有可插入内管3内部的引导管4-1，外管接口2与外管1内部连通。外管接口2、内管接口4通过管路8分别连接在二位四通阀12的两个接口处，二位四通阀12的另两个接口分别与膨胀器、循环泵10连接，膨胀器9、循环泵10的另一接口都连接在负载换能器11上。
使用时，内管3、隔离管5套入后真空封装。封装后的内管3、隔离管5、连接于内管接口4下端。内管接口4、外管接口2安装于上封堵盖7。下封堵盖6、上封堵盖7安装于外管1两端。
空调制冷、释放热能循环时，如图3，二位四通阀12分别使外管1与膨胀器9、内管3与循环泵10连通。循环泵10启动，交换介质通过循环泵出口进入负载换能器11取得热能；通过膨胀器进口进入膨胀器9，从膨胀器出口进入二位四通阀12；经二位四通阀进入外管接口2，利用地源释放热能。释放热能后的介质进入内管3，经内管接口4流向二位四通阀12；经二位四通阀12返回循环泵10的循环泵进口，完成释放热能循环。
空调制热、吸收热能循环时，如图4，二位四通阀12分别使外管1与循环泵10、内管3与膨胀器9连通。循环泵10启动，交换介质通过循环泵出口进入负载换能器11释放热能；通过膨胀器进口进入膨胀器9，从膨胀器出口进入二位四通阀12；经二位四通阀进入内管接口4，流经内管3进入外管1吸收地源热能。吸收热能后的介质经外管接口2流向二位四通阀12；经二位四通阀12返回循环泵10的循环泵进口，完成吸收热能循环。
实施例2，：本例的套管地源交换装置，如图1、图2、图5，有一个塑性材料制成的外管1，外管1底部密封有下封堵盖6。外管1内部设有塑性材料制成的内管3，内管3可充入液体介质。外管1内壁与内管3外壁之间设有塑性材料制成的隔离管5，隔离管5外壁与外管1内壁之间有容积空间，隔离管5内壁与内管3外壁之间有可抽真空的空腔。外管1顶部活动连接有上封堵盖7，上封堵盖7上设有外管接口2以及内管接口4，内管接口4连接有可插入内管3内部的引导管4-1，外管接口2与外管1内部连通。外管接口2通过管路8连接有膨胀器9，内管接口4通过管路连接有循环泵10，膨胀器9、循环泵10的另一接口都连接在负载换能器11上。
使用时，内管3、隔离管5套入后真空封装。封装后的内管3、隔离管5、连接于内管接口4下端。内管接口4、外管接口2安装于上封堵盖7。下封堵盖6、上封堵盖7安装于外管1两端。如图5，循环泵10启动，交换介质通过循环泵出口进入负载换能器11取得热能；通过膨胀器进口进入膨胀器9，从膨胀器出口进入外管接口2利用地源释放热能。释放热能后的介质进入内管3，经内管接口4返回循环泵10的循环泵进口，完成释放热能循环。

Claims (6)

1.一种套管地源交换装置，包括外管(1)，外管顶部设有外管接口(2)，外管(1)内部设有内管(3)，内管(3)顶部设有内管接口(4)，其特征在于所述的内管(3)外设有隔离管(5)，隔离管(5)外壁与外管(1)内壁之间有容积空间，隔离管(5)内壁与内管(3)外壁之间有可抽真空的空腔；外管(1)底部密封有下封堵盖(6)。
2.根据权利要求1所述的套管地源交换装置，其特征在于所述的外管(1)顶部活动连接有上封堵盖(7)，外管接口(2)、内管接口(4)设在上封堵盖(7)上，内管接口(4)连接有可插入内管(3)内部的引导管(4-1)。
3.根据权利要求1或2所述的套管地源交换装置，其特征在于所述的外管(1)、内管(3)、隔离管(5)根据安装需要为直管型、螺旋型、“S”型或“U”型。
4.根据权利要求1或2所述的套管地源交换装置，其特征在于所述的外管接口(2)通过管路(8)连接有膨胀器(9)，内管接口(4)通过管路连接有循环泵(10)，膨胀器(9)、循环泵(10)的另一接口都连接在负载换能器(11)上。
5.根据权利要求3所述的套管地源交换装置，其特征在于所述的外管接口(2)通过管路(8)连接有膨胀器(9)，内管接口(4)通过管路连接有循环泵(10)，膨胀器(9)、循环泵(10)的另一接口都连接在负载换能器(11)上。
6.根据权利要求5所述的套管地源交换装置，其特征在于所述的外管接口(2)与膨胀器(9)之间连接有二位四通阀(12)，二位四通阀(12)另两个接口分别与内管接口(4)、循环泵(10)连接。
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