CN101126562A - 地源热泵空调系统地下换热装置 - Google Patents

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CN101126562A CNA2007102018739A CN200710201873A CN101126562A CN 101126562 A CN101126562 A CN 101126562A CN A2007102018739 A CNA2007102018739 A CN A2007102018739A CN 200710201873 A CN200710201873 A CN 200710201873A CN 101126562 A CN101126562 A CN 101126562A
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白泉
张跃
付金良
罗明武
黄甫
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Chengdu Construction Engineering Group Corp.
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CHENGDU JIANGONG BULIDING ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
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    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/30—Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
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Abstract

本发明公开了一种空调系统中的地源热泵空调系统地下换热装置，其施工简单、造价更低。该装置包括设置在地下的地热换热器，其特征是：地热换热器包括封闭容器、进水管和出水管，进水管和出水管分别于封闭容器连通。为了提高换热效率，进水管的进水端口设置在封闭容器内的顶端位置，出水管的出水端口深入到封闭容器内的下部。采用本发明的技术方案，具有施工简单、造价更低、工期更短、占地更少、换热效率更高的优点，可大大的提高施工效率、降低工程成本、缩短施工工期、节省占地面积，可直接应用于目前国家正在大力推广的地源热泵节能空调系统，完全可以取代当前广泛采用的水平埋管和垂直埋管这两种地下耦合换热系统。

Description

地源热泵空调系统地下换热装置
技术领域
本发明涉及一种空调系统中的使用的换热装置，尤其是涉及一种地源热泵空调系统地下换热装置。
背景技术
由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度。因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍，且效率大大提高。在冬季通过热泵把大地中的热量传输给建筑物，升高建筑物温度，对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。
土壤热交换器地源热泵是一种较常使用的地源热泵，土壤热交换器地源热泵是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。通常称之为“闭路地源热泵”，以区别于地下水热泵系统，或直接称为“地源热泵”。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。土壤热交换器地源热泵的热交换器埋于地下，也称为地下耦合热交换装置，在结构上的特点是有一个由地下埋管组成的地热换热器。地热换热器的设置形式主要有水平埋管和垂直埋管两种：
1)水平埋管形式：是在地面下开挖沟、槽，其深度和面积根据建筑物的需要和不同的地区的实际情况而定。水平埋管通常为浅层埋设，开挖技术要求不高，初投资低于竖直埋管，但其占地面积大，开挖工程量大，由于埋深较浅，外界环境对其影响较大，易造成热泵系统的工作效率降低。这种形式在地源热泵技术的早期应用中较多，现国外工程已很少采用。
2)垂直埋管的形式：是在地层中钻直径为0.1～0.15m的钻孔，在钻孔中设置1组(2根)或2组(4根)U型管并用灌井材料填实。钻孔的深度通常为40～200m，竖直埋管的地热换热器与水平埋管相比节省很多土地面积，受外界环境的影响小，但其初投资非常高，施工周期长、效率低，劳动作业强度大，同时也相对占用了较大的土地面积，往往在大多数工程中很难得到广泛的应用，如何提高钻孔效率，降低初投资中的钻孔费用是当前该领域研究的重点、也是难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种施工简单、造价更低的地源热泵空调系统地下换热装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：地源热泵空调系统地下换热装置，包括设置在地下的地热换热器，其特征是：地热换热器包括封闭容器、进水管和出水管，进水管和出水管分别于封闭容器连通。这样，由于封闭容器可以将容积做得较大，从而有效的利用封闭容器内的热容量进行热交换。
为了提高换热效率，进水管的进水端口设置在封闭容器内的顶端位置，出水管的出水端口深入到封闭容器内的下部。
本发明的有益效果是：采用本发明的技术方案，具有施工简单、造价更低、工期更短、占地更少、换热效率更高的优点，可大大的提高施工效率、降低工程成本、缩短施工工期、节省占地面积，可直接应用于目前国家正在大力推广的地源热泵节能空调系统，完全可以取代当前广泛采用的水平埋管和垂直埋管这两种地下耦合换热系统。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记为：封闭容器1、进水管2、出水管3。
图中箭头为水流方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的地源热泵空调系统地下换热装置，包括设置在地下的地热换热器，该地热换热器由封闭容器1、进水管2和出水管3组成，进水管2和出水管3分别与封闭容器1连通。封闭容器1可以根据需要来设定其容积，其直径和长度根据实际情况经过计算确定，从而利用较大容积的封闭容器1的热容量来进行热交换，满足其需要。
为了使得在封闭容器1内的热交换效率更高，最好将进水管2的进水端口设置在封闭容器1内的顶端位置，出水管3的出水端口深入到封闭容器1内的下部。
为了进一步的提高其换热效率，地热换热器采用钢管焊接制成，例如可采用无缝钢管或不锈钢管等。这样，与采用PVC管作为埋管的传统结构相比，可大大提高其封闭容器1与土壤之间的热交换效率。
为了提高在封闭容器1内的热交换效率，出水管3的出水端口深入到封闭容器1内距底部100～200毫米的位置。这样，进水管2的进水端口与出水管3的出水端口之间的距离较大，使其出水和回水之间流动距离大，热交换更充分。
为了进一步提高在封闭容器1内的热交换效率，出水管3伸入封闭容器1内的部分进行保温处理。保温材料的材质和厚度根据实际情况确定，封闭容器1加工完成后还应进行防腐处理和压力试验。
在地下钻一个深孔，孔深应根据封闭容器1的长度及封闭容器1和外接管道的覆土厚度决定，孔径大于容器直径200～300mm，以利于将封闭容器1顺利放入深孔内。
在初次运行时将水自出水管缓缓注入，封闭容器1中的空气从进水管排出，待封闭容器1中注满水后系统开始工作，冷却水循环水泵将地源热泵系统中的冷却水经过输水管道自进水管2打入封闭容器1内，同时封闭容器1内的水自出水管3经过输水管道被送回到热泵冷却水系统中，形成闭路循环，热泵冷却水在封闭容器1中向封闭容器1四周的土壤中放热(夏季)或吸热(冬季)，从而维持热泵系统的高效运行。

Claims (6)

1.地源热泵空调系统地下换热装置，包括设置在地下的地热换热器，其特征是：地热换热器包括封闭容器(1)、进水管(2)和出水管(3)，进水管(2)和出水管(3)与封闭容器(1)连通。
2.进如权利要求1所述的地源热泵空调系统地下换热装置，其特征是：水管(2)的进水端口设置在封闭容器(1)内的顶端位置，出水管(3)的出水端口深入到封闭容器(1)内的下部。
3.如权利要求1所述的地源热泵空调系统地下换热装置，其特征是：地热换热器采用钢管焊接制成。
4.如权利要求3所述的地源热泵空调系统地下换热装置，其特征是：所述钢管为无缝钢管或不锈钢管。
5.如权利要求1、2、3或4所述的地源热泵空调系统地下换热装置，其特征是：出水管(3)的出水端口深入到封闭容器(1)内距底部100～200毫米的位置。
6.如权利要求1、2、3或4所述的地源热泵空调系统地下换热装置，其特征是：出水管(3)伸入封闭容器(1)内的部分进行保温处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012131A (zh) * 2009-09-08 2011-04-13 施国梁 土壤源热泵系统多井循环换热方法及系统
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