CN107044678A - 地埋重力热管直接地板辐射供暖系统 - Google Patents

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赵树兴
陈帅
常平
张志远
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    • F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
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Abstract

本发明提供一种地埋重力热管直接用于地板辐射供暖系统，该供暖系统包含多组地埋重力热管供暖单元，每组供暖单元包括吸热段、输热段、注液口、散热段和相变液；所述吸热段与输热段相连接在同一竖向管道上，输热段与散热段通过90°弯头连接，注液口焊接在散热段的横向母管上，在散热段的横向母管与纵向支管交叉之处分别用四通或三通连接，散热段的横向母管两端设有封堵，通过注液口向地埋重力热管填充相变液。有益效果是该供暖系统在建筑供暖能耗中，可部分取代常规能源消耗，节能率可达到20％—40％。利用重力热管的自动单向传热特性，无运动部件，运行时也无需人工操作，无运行成本。该系统特别适用于工业厂房的值班采暖系统，具有节能、无运行成本等优点。

Description

地埋重力热管直接地板辐射供暖系统
技术领域
本发明涉及地热供暖领域，具体涉及地埋重力热管直接地板辐射供暖系统。
背景技术
目前，现有的辐射供暖系统的能量来源仍然依赖于传统的化石能源，而化石能源的大量利用产生了严重的环境污染，影响了人们的正常生活和身体健康。推广使用可再生的清洁能源，例如风能、太阳能和地热能等成为社会发展的必然选择。
现阶段利用地热能供暖的技术主要是通过地源热泵，依靠消耗电力来采集地热能，系统的投资较大，运行管理复杂。目前还没有出现采用地埋重力热管直接地板辐射供暖系统这种技术。重力热管直接地板辐射供暖系统利用地埋重力热管的高效、单向、自动换热等特点，吸取浅层地热能，用于低温供暖，不仅节省了常规能源的消耗，提高了地热能的利用率，而且几乎无运行成本，符合社会发展的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种地埋重力热管直接地板辐射供暖系统，利用地埋重力热管采集浅层地热能直接应用于地板辐射供暖，一方面特别适用于供暖室温要求较低的场合，如工业厂房、库房等，可以高效的利用浅层地热能，节约了常规能源，另一方面，利用重力热管的自动单向传热，无运动部件，也无需人工操作，几乎无运行成本。
本发明的技术方案是提供一种地埋重力热管直接用于地板辐射供暖系统，该供暖系统设置在供暖房间的地板和地板下的土壤里，其中：该供暖系统包含多组地埋重力热管供暖单元，每组供暖单元包括吸热段、输热段、注液口、散热段和相变液；所述吸热段与输热段相连接在同一竖向管道上，输热段与散热段通过90°弯头连接，注液口连接在散热段的横向母管上，在散热段的横向母管与纵向支管交叉之处分别用四通或三通连接，散热段的横向母管两端设有封堵，通过注液口向地埋重力热管填充相变液。
本发明的效果是该供暖系统在建筑供暖能耗中，可部分取代常规能源消耗，节能率可达到20％—40％。利用重力热管的自动单向传热特性，无运动部件，运行时也无需人工操作，所以系统无运行成本。该系统特别适用于工业厂房的值班采暖系统，具有节能、无运行成本等优点。
附图说明
图1是本发明所述供暖系统的第一种安装方式的轴侧示意图；
图2是本发明所述供暖系统的第二种安装方式的轴侧示意图。
图中：
1、吸热段 2、输热段 3、保温材料 4、注液口 5、散热段 6、地表层 7、现浇层 8、保温层 9、结构层 10、土壤恒温层 11、相变液
具体实施方式
结合附图对本发明的地埋重力热管直接地板辐射供暖系统结构进行具体说明。
本发明的地埋重力热管直接地板辐射供暖系统的工作原理是，将该系统的吸热段1竖向置于土壤恒温层10中，用于直接吸收浅层地热能。将该系统的输热段2置于土壤恒温层10与现浇层7之间，对该部分加保温隔热材料，减少热量在输送过程中的损失。该系统的散热段5置于现浇层7内，通过加热地板以热辐射及对流的形式对室内进行供暖。所述吸热段1与输热段2相连接在同一竖向管道上，输热段2与散热段5通过90°弯头连接，注液口4连接在散热段5的横向母管上。所述散热段5为一根母管和多根支管的梳状，多根支管具有1°～3°的坡度，且坡向散热段5的母管。散热段5的横向母管与纵向支管交叉之处分别用四通和三通连接，且在横向母管的上部焊接有注液口4，两端设有封堵。通过注液口4充注相变液11，相变液11为乙醇或液氨，充注量为地埋重力热管容积的40％。地埋重力热管的材料采用铜、铝或不锈钢等金属材料制造。
相变液11在吸热段1内吸收浅层地热能，由液态转换为气态，通过输热段2自然上升到散热段5，在散热段5处遇冷冷凝为液态，同时放出热量加热室内地面，液态的相变液11在重力作用下回流到吸热段1继续参与循环。
实施例1
如图1所示，该系统的吸热段1，埋于土壤恒温层10中，其输热段2外设置有聚氨酯泡沫塑料的保温材料3，将输热段2置于土壤恒温层10与现浇层7之间，将散热段5设置成梳状形式，置于室内地板的现浇层7内，散热段5设置有一个注液口4，其支管具有一定的坡度，便于凝结液回流。且支管坡向散热段5的母管，母管的两端装有封堵。在系统安装好之后，从注液口4注入相变液11。相变液11在供暖系统的吸热段1处吸收浅层地热能之后，由液态转化为气态，由于密度差的原因，自动通过输热段2传递到散热段5，在散热段5内，相变液11冷凝放出热量直接加热室内地板，地板以热辐射和对流换热的形式对室内供暖，而相变液11冷凝为乙醇或液氨液体，在重力的作用下回流到吸热段1处，继续自动参与循环，整个过程无需人工干预，也没有额外动力消耗。
实施例2
如图2所示，该实施例是所述供暖系统的散热段5有一根母管和两根支管，其直接置于现浇层7内。其他部分和实施例1类同。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出若干变形和改进，均为本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种地埋重力热管直接用于地板辐射供暖系统，该供暖系统设置在供暖房间的地板和地板下的土壤里，其特征是：该供暖系统包含多组地埋重力热管供暖单元，每组供暖单元包括吸热段(1)、输热段(2)、注液口(4)、散热段(5)和相变液(11)；所述吸热段(1)与输热段(2)相连接在同一竖向管道上，输热段(2)与散热段(5)通过90°弯头连接，注液口(4)连接在散热段(5)的横向母管上，在散热段(5)的横向母管与纵向支管交叉之处分别用四通或三通连接，散热段(5)的横向母管两端设有封堵，通过注液口(4)向地埋重力热管填充相变液(11)。
2.根据权利要求1所述的地埋重力热管直接地板辐射供暖系统，其特征是：所述吸热段(1)竖向置于地下10米～15米范围内的土壤恒温层(10)中直接吸收浅层地热能。
3.根据权利要求1所述的地埋重力热管直接地板辐射供暖系统，其特征是：所述输热段(2)外包裹有保温材料(3)聚氨酯泡沫塑料。
4.根据权利要求1所述的地埋重力热管直接地板辐射供暖系统，其特征是：所述散热段(5)为一根母管和多根支管的梳状，将其直接置于室内地板下的现浇层(7)内，散热段(5)的支管均向母管倾斜1°～3°。
5.根据权利要求1所述的地埋重力热管直接地板辐射供暖系统，其特征是：所述相变液(11)为乙醇或液氨，地埋重力热管的材料采用铜、铝金属制造。
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