CN108151554A - 一种双u形埋地换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双U形埋地换热器,包括两根成十字形分布的U形换热管,每根U形换热管包括两根地埋管和连接两根地埋管底部的U形弯头,还包括一用于使四根地埋管保持竖直的保持装置,保持装置包括基套、拉环、钢丝绳、导向环和锁定机构,基套设置有四个、且分别固定套设在四根地埋管的上端,拉环同时套设于四根地埋管外,每根地埋管的外侧固定有多个导向环,钢丝绳设置有四根、且每根钢丝绳的下端与U形弯头的一端连接、上端穿过导向环后与拉环连接,锁定机构用于将拉环与四个基套锁定在一起。本发明的换热器,保证地埋管周围的回填土壤都可以被压实,提高了回填材料的密实程度,避免了空气穴的产生,降低了回填材料的热阻,提高了传热效率。

Description

一种双U形埋地换热器
技术领域
[0001]本发明涉及一种双u形埋地换热器。
背景技术
[0002]埋地换热器是利用地下土壤具有温度较为稳定的特性,通过深埋于建筑物周围土 壤中的管路系统与土壤之间进行热交换的装置。土壤中的管路系统与建筑物内的管路系统 内分别通有循环流体,在冬天,土壤作为热源,循环流体吸收土壤中的热量,通过热泵机组 提供给建巧物进行供暖;在夏天,土壤作为冷源,循环流体吸收建筑物内的热量,通过热泵 机组向土壤排放。与传统的燃煤、燃气供暖方式和空调制冷方式相比,双u形埋地换热器仅 需要消耗少量的电能,即可达到相同的供暖或制冷效果,运行费用低,且不产生任何有害物 质,节能环保。
[0003]目前,埋地换热器主要包括至少两根地埋管,地埋管是竖直向下插入土壤中,两根 地埋管的底部通过U形端头连接形成U形结构。为了避免两根地埋管交叉拧在一起,形成热 短路,在两根地埋管之间还设置有管卡,以保证地埋管之间的水平间距。沿着地埋管的深度 方向上,每隔2m至4m设置一个管卡,用于将两根地埋管分隔开并使其相对位置固定。在地埋 管和管卡安装完毕,回填土壤的过程中,由于管卡的横向阻隔,极容易导致其下面出现空气 穴,增加了回填土壤的热阻,导致传热效果恶化。
发明内容
[0004] 有鉴于此,本发明目的是提供一种双U形埋地换热器,在避免地埋管在下管的过程 中发生相互缠绕的前提下,保证地埋管周围的回填土壤都可以被压实,提高回填材料的密 实程度,避免空气穴的产生,降低了回填材料的热阻,提高了传热效率。
[0005] 为了实现上述目的,本发明通过如下的技术方案来实现:一种双u形埋地换热器, 包括两根成十字形分布的U形换热管,每根U形换热管包括两根地埋管和连接两根地埋管底 部的U形弯头,两个U形弯头上下设置,还包括一用于使四根地埋管保持竖直的保持装置,所 述保持装置包括基套、拉环、钢丝绳、导向环和锁定机构,所述基套设置有四个、且分别固定 套设在四根地埋管的上端,所述拉环同时套设于四根地埋管外,每根地埋管的外侧固定有 多个贯穿其长度方向的导向环,所述钢丝绳设置有四根、且每根钢丝绳的下端与U形弯头的 一端连接、上端依次穿过多个导向环后与所述拉环连接,所述锁定机构用于将拉环与四个 基套锁定在一起。
[0006] 进一步地,所述锁定机构与基套一一对应设置,每个锁定机构包括U型螺杆和与所 述U形螺杆的两端螺纹连接的螺母,所述拉环上开有使所述U形螺杆的两端穿过的通槽。
[0007] 进一步地,所述U形螺杆的弯曲部的内侧固定有一加强板,所述加强板为与所述基 套相适应的弧形板。
[0008] 进一步地,所述基套的外周面和所述加强板与所述基套相接触的表面都设有防滑 层。 L〇0〇9」进一步地,两个U形弯头通过一连接组件连接,位于上方的一个u形弯头的底部的 外侧设有第一连接部,位于下方的另一个U形弯头的底部的内侧设有第二连接部,所述连接 组件包括与一连接件和用于将所述连接件的上下两端分别与所述第一连接部和所述第二 连接部连接的插销。
[0010]进一步地,所述另一个U形弯头的底部设有一止退装置,所述止退装置包括与所述 另一个U形弯头的底部固接的基座和两个相对设置在所述基座上的止退爪,所述止退爪倾 斜设置、且其下端通过一铰轴与所述基座铰接,所述铰轴上套设有一扭簧,所述扭簧的两端 分别与基座和止退爪连接。
[0011]本发明的有益效果:本发明的一种双U形埋地换热器,没有了管卡的横向阻隔,保 证地埋管周围的回填土壤都可以被压实,提高回填材料的密实程度,避免空气穴的产生,降 低了回填材料的热阻,提高了传热效率。
附图说明
[0012]图1为本发明的正视结构示意图; 图2为本发明的俯视结构示意图; 图3为图1中的A部放大示意图; 图4为止退装置与U形弯头连接在一起时的结构示意图; 图5为图4中的B部放大示意图; 图6为导向环的结构示意图; 图7为锁定机构的结构示意图; 图8为连接组件的立体结构示意图; 图9为位于上方的一个U形弯头的结构示意图。
具体实施方式
[0013]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合
具体实施方式,进一步阐述本发明。
[0014] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“固接”、“固定”应做广义理解,例 如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接; 可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件 的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0015] 如图1-8所示,一种双U形埋地换热器,包括两根成十字形分布的U形换热管10, gp 两根U形换热管10的对称面相互垂直,每根U形换热管10包括两根地埋管11和连接两根地埋 管11底部的U形弯头12,其中地埋管11为PE管,U形弯头12由不锈钢弯头或者铜弯头,两个U 形弯头12上下设置,即一个U形弯头12位于另一个U形弯头12的上方。还包括一用于使四根 地埋管11保持竖直的保持装置,具体地说是使四根地埋管11大致保持竖直。所述保持装置 包括基套21、拉环22、钢丝绳23、导向环24和锁定机构25,所述基套21设置有四个、且分别固 定套设在四根地埋管11的上端,基套21用来保护地埋管11,从而避免了锁定机构25直接将 地埋管11与导向环24锁定。所述拉环22同时套设于四根地埋管11外,当四个基套21同时与 拉环22的内壁抵接时,此时四根地埋管11大致保持竖直,拉环22具有多个沿径向方向延伸 的安装部222,安装部222用于将拉环22与钻孔50顶部固定在一起。每根地埋管11的外侧固 定有多个贯穿其长度方向的导向环24,导向环24包括套在地埋管11上的固定部241和与固 定部241—体设置的导向部242,固定部241为卡箍式的结构,便于与地埋管11连接,导向部 242上开有使钢丝绳23穿过的通孔243,通孔243的直径略大于钢丝绳23的直径。在地埋管11 上固定导向环24时,应尽量保证同一根地埋管11上的所有导向环24的通孔243的轴线共线。 所述钢丝绳23设置有四根、且每根钢丝绳23的下端与U形弯头12的一端连接、上端依次穿过 多个导向环24后与所述拉环22连接,具体地,在U形弯头12的端部设有连接柱121,钢丝绳23 通过连接柱121与U形弯头12连接。所述锁定机构25用于将拉环22与四个基套21锁定在一 起。
[0016] 工作原理:下管前,先将每根换热管10中的地埋管11与U形弯头12连接在一起,在 地埋管11上每隔2〜4m安装一个导向环24,然后将钢丝绳23的一端与连接柱121连接、另一 端穿过一根地埋管11上的所有导向环24,接着将两根换热管10按照先后顺序下管,后下的 一根换热管10与前一根换热管1〇之间大致保持90°的夹角,即成十字形分布,且下管深度稍 小于前一根换热管10的下管深度,接着将四根地埋管11的上端穿过拉环22,然后将四根钢 丝绳23与拉环22连接。紧接着向上提升拉环22,拉环22将钢丝绳23绷直,在这过程中,在地 埋管11的自重作用下,地埋管11基本上不会向上移动,钢丝绳23绷直后会使得地埋管11也 大致保持竖直,接着将拉环22与四个基套21通过锁定机构25锁定在一起,然后将拉环22与 钻孔50固定在一起,最后向钻孔50内回填土壤。
[0017] 作为上述方案的进一步改进,所述锁定机构25与基套21—一对应设置,每个锁定 机构25包括U型螺杆和与所述U形螺杆251的两端螺纹连接的螺母252,所述拉环22上开有使 所述U形螺杆251的两端穿过的通槽221。将U形螺杆251的两端从拉环22的内侧经拉环22上 的通槽221后穿出至拉环22外侧,然后再用螺母252将U形螺杆251固定。拉环22上开设的通 槽221的宽度与U形螺杆2H的直径相等,通槽221的长度大于U形螺杆2H的直径,这样有一 定的活动范围供U形螺杆251通过,从而便于安装。
[0018] 作为上述方案的进一步改进,所述U形螺杆251的弯曲部的内侧固定有一加强板 253,加强板253的中部与U形螺杆251固接,加强板253为与所述基套21相适应的弧形板。设 置加强板253能避免基套21与拉环22之间在连接之后的上下错动,从而进一步增加基套21 与拉环22之间的连接的可靠度。
[0019] 作为上述方案的进一步改进,所述基套21的外周面和所述加强板253与所述基套 21相接触的表面都设有防滑层(附图未示出),防滑层能增大基套21与加强板253之间的摩 擦力,从而进一步增加基套21与拉环22之间的连接的可靠度。
[0020] 作为上述方案的进一步改进,两个U形弯头I2通过一连接组件30连接,位于上方的 一个U形弯头12的底部的外侧设有第一连接部122,位于下方的另一个U形弯头12的底部的 内侧设有第二连接部123,所述连接组件3〇包括与一连接件31和用于将所述连接件31的上 下两端分别与所述第一连接部I22和所述第二连接部123连接的插销32,插销32有两个,一 个插销32穿过连接件31的上端和第一连接部I22、并与连接件3丨的上端与第一连接部I22卡 接,另一个插销32穿过连接件31的下端和第二连接部U3、并与连接件31的下端与第二连接 部123卡接。设置连接件31能保证两根换热管1〇成十字形分布,且两根换热管1〇连接在一 起,这样在下管时可以直接将两根换热管1〇同时下管,节省了操作时间,降低了分别下管时 要保证两根换热管10成十字形分布的操作难度。在本实施例中,优选连接件31由隔热材料 制成,这样可避免两个U形弯头12之间形成热短路。
[0021]作为上述方案的进一步改进,所述另一个U形弯头12的底部设有一止退装置40,所 述止退装置40包括与所述另一个U形弯头12的底部连固接的基座41和两个相对设置在所述 基座41上的止退爪42,所述止退爪42倾斜设置、且其下端通过一较轴43与所述基座41铰接, 优选止退爪42的上端为尖端,所述铰轴43上套设有一扭簧44,所述扭簧44的两端分别与基 座41和止退爪42固定连接。下管的过程中,在扭簧44的作用下,止退爪42的上端与钻孔50内 壁保持滑动接触,当操作拉环22将钢丝绳23向上拉直时,止退爪42嵌入到钻孔50底部内壁, 从而止退爪42能阻止换热管10从钻孔50内向上移动,进而保证将地埋管11拉直的操作的顺 畅度。
[0022]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技 术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将 实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说 明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。
[0023]此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1. 一种双U形埋地换热器,包括两根成十字形分布的U形换热管,每根U形换热管包括两 根地埋管和连接两根地埋管底部的U形弯头,两个u形弯头上下设置,其特征在于:还包括一 用于使四根地埋管保持坚直的保持装置,所述保持装置包括基套、拉环、钢丝绳、导向环和 锁定机构,所述基套设置有四个、且分别固定套设在四根地埋管的上端,所述拉环同时套设 于四根地埋管外,每根地埋管的外侧固定有多个贯穿其长度方向的导向环,所述钢丝绳设 置有四根、且每根钢丝绳的下端与u形弯头的一端连接、上端依次穿过多个导向环后与所述 拉环连接,所述锁定机构用于将拉环与四个基套锁定在一起。
2. 根据权利要求1所述的双U形埋地换热器,其特征在于:所述锁定机构与基套一一对 应设置,每个锁定机构包括U型螺杆和与所述U形螺杆的两端螺纹连接的螺母,所述拉环上 开有使所述U形螺杆的两端穿过的通槽。
3. 根据权利要求2所述的双U形埋地换热器,其特征在于:所述U形螺杆的弯曲部的内侧 固定有一加强板,所述加强板为与所述基套相适应的弧形板。
4. 根据权利要求3所述的双U形埋地换热器,其特征在于:所述基套的外周面和所述加 强板与所述基套相接触的表面都设有防滑层。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的双U形埋地换热器,其特征在于:两个U形弯头通过一 连接组件连接,位于上方的一个U形弯头的底部的外侧设有第一连接部,位于下方的另一个 U形弯头的底部的内侧设有第二连接部,所述连接组件包括与一连接件和用于将所述连接 件的上下两端分别与所述第一连接部和所述第二连接部连接的插销。
6. 根据权利要求5所述的双U形埋地换热器,其特征在于:所述另一个U形弯头的底部设 有一止退装置,所述止退装置包括与所述另一个U形弯头的底部固接的基座和两个相对设 置在所述基座上的止退爪,所述止退爪倾斜设置、且其下端通过一铰轴与所述基座铰接,所 述铰轴上套设有一扭簧,所述扭簧的两端分别与基座和止退爪连接。
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