CN102364290B

CN102364290B - 一种带过冷装置的地源热交换器

Info

Publication number: CN102364290B
Application number: CN2011103090805A
Authority: CN
Inventors: 祝长宇; 丁式平
Original assignee: Beijing Deneng Hengxin Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Deneng Hengxin Technology Co Ltd
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: CN102364290A

Abstract

一种适用于地源空调带过冷装置的竖式地下热交换系统，主要包括导热部分和过冷部分，导热部分由导液管、三通阀、进液管、液泵、出液管、导气管、淋液环管、地下导热管和一些导热附件构成。导热部分中地下导热管下端深入地下恒温层中，导气管和地下导热管上部连接，出液管在导气管旁侧插入地下导热管直达其底部，出液管的上端连接液泵，进液管从密封的导热管上端边缘插入和淋液环管连接，进液管和出液管在地面上部通过三通阀汇合联通导液管；过冷部分由过冷压缩机、过冷管道、过冷盘管和节流毛细管构成；这样就组成了一种通过冷凝介质采集地源能量的竖式地下热交换系统。

Description

一种带过冷装置的地源热交换器

技术领域

本发明涉及液泵放置地面的一种地源空调的地下热交换器，特别是一种适用于地源空调的带过冷装置的竖式地下热交换系统。

背景技术

随着科学技术的发展及人民生活水平的不断提高，人们对环境舒适程度的要求越来越高，供暖、供冷所需的能量消耗在总的能量消耗中所占的比重越来越大。由于燃料使用量的增加，加重了全球范围内的环境污染。现在合理的利用太用能、地源能等可再生能源成了必然的选择。

当前对于在空调领域中的地源空调对于浅层地源的利用主要分为土壤源空调和地下水源空调两种方式。土壤源空调的地下系统需要在地上钻孔，在孔内设置U型闭式换热器，从周围土壤中吸收能量，由于管路与土壤传热效果不好，需要钻的孔很多，初投资很高，效率也较低；地下水源热泵空调的地下系统虽然效率高，但是它需要抽取地下水，对地下水的水文地质将会造成难以恢复的影响，并且只能应用在地下水充足又能够顺利回灌的地区。这两种地热能的利用都有一定的局限性。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于地源空调的带过冷系统的竖式地下热交换系统，这种地下系统避免了建造数量众多的钻孔，并且无需抽取地下水而是采用热管技术，通过热管，实现对地下土壤中能量的采集，由于该发明安装了过冷装置解决了液态冷凝剂节流前气化的问题，所以动力液泵可以安装在地面上，便于进行日常的维修。

该系统主要包括导热部分和过冷部分，导热部分主要由地下导热管、导气管、淋液环管、进液管、液泵、出液管和一些导热附件构成；地下导热管上端连接口径较细的导气管，下端深入地下恒温层中，处在地下恒温层的地下导热管外围安装导热附件导热翅片，内部管壁上焊接用来加大受热面积的内槽，内槽下部到达地下导热管底部，上端和淋液环管接触；淋液环管是一个底部向外翻出的圆环，安装在地下导热管上部，淋液环管的底部圆半径略小于地下导热管半径，这样淋液圆环环壁和地下导热管壁组成了一个没有密封的储液空间，以便留下淋液缝使液体冷凝剂顺着地下导热管壁向下渗透；进液管从地下导热管上端的边侧插入和淋液环管连通；出液管从地下导热管上端的导气管旁侧插入直达地下导热管底部，出液管的地面部分加入液泵后和进液管通过三通阀联通到导液管；过冷部分由过冷压缩机、过冷管道、过冷盘管和节流毛细管构成；过冷盘管放置在地下导热管底部，一端连接节流毛细管，一端连接过冷管道，过冷管道从导气管旁侧导出，在地面接通过冷压缩机后连入导气管，这样就组成了过冷装部分。

当该地源热交换系统进行吸热时，地面上的三通阀开通进液管支路，关闭出液管支路。低温液态冷凝剂从进液管流入淋液环管中，然后从淋液缝顺着地下导热管壁慢慢向下渗透，由于渗透速率小、数量少，所以渗透下的低温液态冷凝剂一直顺着地下导热管壁的内槽下落，进入地下恒温层后通过地下导热管壁的热量传递，低温液态冷凝剂吸收热量变成气态，根据气态物质自身的物理性质上升，通过导气管进入地面空调系统中，该地下热交换系统吸热过程完成。

当该地源热交换系统进行放热时，地面上的三通阀开通出液管支路，关闭进液管支路，液泵和过冷压缩机开始运行。气态冷凝剂由于空调地面上的动力系统通过导气管向地下导热管运动，进入地下导热管后，气态冷凝剂通过地下导热管壁和地下恒温层进行热交换，气态冷凝剂变成液态落入地下热交换器底部，过冷压缩机的运行使底部的液态冷凝剂再次降温，保证地面液泵在抽取液态冷凝剂的时候不会出现过早气化。安装在地面的液泵把液态冷凝剂输送到地面上的空调系统内，该地下热交换系统放热过程完成。

附图说明

图一：地下热交换系统整体结构图；

图二：地下热交换系统中部剖面图；

1、地表变温层；2、地下恒温层；3、绝热介质；4、导热介质；5、导热翅片；6、地下导热管；7、导气管；8、出液管；9、液泵；10、三通阀；11、导液管；12、进液管；13、淋液环管；14、内槽；15、淋液缝；16、过冷压缩机；17、过冷管道；18、过冷盘管；19、节流毛细管。

具体实施

该系统主要包括导热部分和过冷部分，导热部分主要由地下导热管（6）、导气管（7）、淋液环管（13）、进液管（12）、液泵（9）、出液管（8）和一些导热翅片构成；地下导热管（6）上端连接口径较细的导气管（7），下端深入地下恒温层（2）中，处在地下恒温层（2）的地下导热管（6）外围安装导热翅片（5），内部管壁上焊接用来加大受热面积的内槽（14），内槽（14）下部到达地下导热管（6）底部，上端和淋液环管（13）接触；淋液环管（13）是一个底部向外翻出的圆环，安装在地下导热管（6）上部，淋液环管（13）的底部圆半径略小于地下导热管（6）半径，这样淋液圆环环壁和地下导热管壁组成了一个没有密封的储液空间，以便留下淋液缝（15）使液体冷凝剂顺着地下导热管内壁向下渗透；进液管（12）从地下导热管（6）上端的边侧插入和淋液环管（13）连通；出液管（8）从地下导热管（6）上端的导气管（7）旁侧插入直达地下导热管（6）底部，出液管（8）的地面部分加入液泵（9）后和进液管（12）通过三通阀（10）联通到导液管（11）；过冷部分由过冷压缩机（16）、过冷管道（17）、过冷盘管（18）和节流毛细管（19）构成；过冷盘管（19）放置在地下导热管（6）底部，一端连接节流毛细管（19），一端连接过冷管道（17），过冷管道（17）从导气管（7）旁侧导出，在地面接入过冷压缩机（16）后连入导气管（7），这样就组成了过冷部分。

当该地源热交换系统进行吸热时，地面上的三通阀（10）开通进液管（12）支路，关闭出液管（8）支路。低温液态冷凝剂从进液管（12）流入淋液环管（13）中，然后从淋液缝（15）顺着地下导热管（6）内壁慢慢向下渗透，由于渗透速率小、数量少，所以渗透下的低温液态冷凝剂一直顺着地下导热管（6）内壁的内槽（14）下落，进入地下恒温层（2）后通过地下导热管壁的热量传递，低温液态冷凝剂吸收热量变成气态，根据气态物质自身的物理性质上升，通过导气管（7）进入地面空调系统中，该地下热交换系统吸热过程完成。

当该地源热交换系统进行放热时，地面上的三通阀（10）开通出液管（8）支路，关闭进液管（12）支路，液泵（9）和过冷压缩机（16）开始运行。气态冷凝剂由于空调地面上的动力系统通过导气管（7）向地下导热管（6）运动，进入地下导热管（6）后，气态冷凝剂通过地下导热管（6）壁和地下恒温层（2）进行热交换，气态冷凝剂变成液态落入地下导热管（6）底部，过冷压缩机（16）的运行吸取少量液态冷凝剂使底部的剩余液态冷凝剂再次降温，保证地面液泵（9）在抽取液态冷凝剂的时候不会出现过早气化。安装在地面的液泵（9）把液态冷凝剂输送到地面上的空调系统内，该地下热交换系统放热过程完成。在此处键入技术领域描述段落。

Claims

1.一种带过冷装置的地源热交换器，主要包括导热部分和过冷部分，导热部分主要由地下导热管（6）、导气管（7）、淋液环管（13）、进液管（12）、液泵（9）、出液管（8）和一些导热翅片构成；地下导热管（6）上端连接口径较细的导气管（7），下端深入地下恒温层（2）中，处在地下恒温层（2）的地下导热管（6）外围安装导热翅片（5），内部管壁上焊接用来加大受热面积的内槽（14），内槽（14）下部到达地下导热管（6）底部，上端和淋液环管（13）接触；淋液环管（13）是一个底部向外翻出的圆环，安装在地下导热管（6）上部，淋液环管（13）的底部圆半径略小于地下导热管（6）半径，这样淋液圆环环壁和地下导热管壁组成了一个没有密封的储液空间，以便留下淋液缝（15）使液体冷凝剂顺着地下导热管内壁向下渗透；进液管（12）从地下导热管（6）上端的边侧插入和淋液环管（13）连通；出液管（8）从地下导热管（6）上端的导气管（7）旁侧插入直达地下导热管（6）底部，出液管（8）的地面部分加入液泵（9）后和进液管（12）通过三通阀（10）联通到导液管（11）；过冷部分由过冷压缩机（16）、过冷管道（17）、过冷盘管（18）和节流毛细管（19）构成；过冷盘管（19）放置在地下导热管（6）底部，一端连接节流毛细管（19），一端连接过冷管道（17），过冷管道（17）从导气管（7）旁侧导出，在地面接入过冷压缩机（16）后连入导气管（7），这样就组成了地源热交换器的过冷部分。

2.根据权利要求1所述的一种带过冷装置的地源热交换器，其特征在于：所述地下导热管（6）深入地下恒温层（2）中，处于地下恒温层（2）的地下导热管外壁焊接导热翅片（5），然后在处于地下恒温层（2）中的地下导热管（6）外壁周围填埋导热介质（4），地下导热管（6）处于地表变温层（1）的外壁周围填埋绝热介质（3）。

3.根据权利要求1所述的一种带过冷装置的地源热交换器，其特征在于：所述进液管（12）和出液管（8）在地面通过三通阀（10）汇合到导液管（11）；当液体进入时，三通阀（10）开通进液管（12）支路，出液管（8）支路断开；当液体流出时，三通阀（10）开通出液管（8）支路，进液管（12）支路断开。

4.根据权利要求1所述的一种带过冷装置的地源热交换器，其特征在于：所述液泵（9）和过冷压缩机（16）联通，过冷压缩机（16）随着液泵（9）同启同停。

5.据权利要求1所述的一种带过冷装置的地源热交换器，其特征在于：所述淋液环管（13）底部圆半径略小于地下导热管（6）内半径，两者差值由所述带过冷装置的地源热交换器的功率大小而定。