CN203148107U - 串联式地源热泵高效“裸井”换热器 - Google Patents

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李海峰
高学军
刘刚
白铂
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Abstract

一种串联式地源热泵高效“裸井”换热器，包括：高效“裸井”换热器A和高效“裸井”换热器B。其优点是：将两个地源热泵高效“裸井”换热器串联起来使用，在保证换热效率的前提下大大降低了施工成本，节约了初投资，进一步提高了地源热泵系统的经济性能。

Description

串联式地源热泵高效“裸井”换热器
技术领域
本实用新型涉及暖通空调行业地源热泵领域及生活热水供应领域，具体的说是一种串联式地源热泵高效“裸井”换热器。
背景技术
近几年来，节能已经成为潮流，环保已经成为不可阻挡的趋势。在建筑节能领域中，地源热泵作为一种节能、环保的中央空调系统，获得了飞速发展。一种“裸井”式地源热泵较常规U型埋管换热器换热效率较高，换热量大（单井提供换热量可高达130kW）、占地面积较少、初投资较小，施工工期较短，是一种高效的地源热泵技术，但是，国外“裸井”深度一般设计为450m，而国内地源热泵相关钻孔深度一般不超过120m，超过100m后钻孔成本随深度急剧增加，因此制约了这种换热器的推广与应用。基于以上背景，如何降低深度大于100m的钻孔成本或者改进这种地源热泵室外换热器的结构形式及施工工艺，提高这种换热器的适用范围将具有很好的经济效益、社会效益和环境效益。
发明内容
本实用新型的目的是通过串联的方式减少地源热泵“裸井”换热器的深度，从而在不改变地源热泵“裸井”换热器换热效率的前提下，减少施工成本，扩大裸井换热器的应用范围。
本实用新型串联式地源热泵高效“裸井”换热器，包括：高效“裸井”换热器A和高效“裸井”换热器B。
所述的高效裸井换热器A，包括：裸井A，裸井A中设置有PVC隔离套管8，PVC隔离套管下部为PVC花管9，PVC隔离套管8內设置有循环泵1，循环泵1和抽水管3相连，抽水管3通过阀门和回水管6相连，回水管6的另一头设置在裸井B和裸井B中设置的PVC隔离套管10之间；裸井A和裸井B通过中间设置平衡调节器(池)7相连。
所述的高效裸井换热器B，包括：裸井B，裸井B中设置有PVC隔离套管10，PVC隔离套管10下部为PVC花管11，PVC隔离套管10內设置有循环泵2，循环泵2和抽水管5相连，抽水管5另一头和热泵12相连，热泵12的出水管通过阀门和回水管4相连，回水管4的另一头设置在裸井A和裸井A中设置的PVC隔离套管8之间；裸井B和裸井A通过中间设置平衡调节器(池)7相连。
本实用新型串联式地源热泵高效“裸井”换热器是这样实现的：
    高效“裸井”换热器A和高效“裸井”换热器B安装完成后，高效“裸井”换热器A中的循环泵1通过抽水管3将介质（水）抽至高效“裸井”换热器B的井壁与PVC隔离套管10间的环状间隙。高效“裸井”换热器B中的循环泵2通过抽水管5将介质（水）送至热泵12换热，换热完成后通过回水管4回灌至高效“裸井”换热器A的井壁与PVC隔离套管8的间隙。抽水管3与回水管6实为同一根管道。循环泵1与循环水泵2采用相同参数、联动工作，两个水泵同时工作时将两个高效换热器“串联起来”为地源热泵机组提供持续而稳定的冷（热）源。
另外，为防止水泵运行过程中出现工况不一致、导致水量不平衡现象，在高效“裸井”换热器A和B中间设置平衡调节器(池)7，对水泵工况进行平衡、微调。
本实用新型串联式地源热泵高效“裸井”换热器的工作原理为：
通过抽水管3、回水管4、抽水管5、回水管6将两个地源热泵高效“裸井”换热器串联起来，水泵1和水泵2连锁工作、采用同一参数。两个水泵同时启用时，高效“裸井”换热器A的井壁与隔离套管间隙上部的介质（水）在循环泵1的抽吸负压作用下自上而下沿井壁换热（被冷却或加热），该部分介质到达高效“裸井”换热器A底部后通过PVC底部的花管进入PVC隔离套管内，然后又在循环水泵1的抽吸作用下自下而上的通过抽水管3抽至高效“裸井”换热器B的井壁与PVC隔离套管间隙，在循环水泵2的负压作用下自上而下流动、充分换热，到达底部后经过PVC花管被循环水泵2经抽水管5抽至地源热泵机组换热，换热完成后通过回水管4又回灌至高效“裸井”换热器A的井壁与PVC隔离套管的间隙的上部。如此形成一个循环系统，能够稳定的为地源热泵机组持续的提供高品位的冷却水（热源水），从而持续而稳定的为目标建筑提供冷热服务。
另外，水泵1与水泵2因工况细微差别而产生的流量不平衡现象通过平衡调节器7来实现平衡微调，解决了系统运行的偏差。
本实用新型一种串联式地源热泵高效“裸井”换热器，其优点是：将两个地源热泵高效“裸井”换热器串联起来使用，在保证换热效率的前提下大大降低了施工成本，节约了初投资，进一步提高了地源热泵系统的经济性能。
附图说明
 图1为串联式地源热泵“高效裸井换热器”原理图。
具体实施方式
根椐图1所示，一种串联式地源热泵高效“裸井”换热器，包括：高效“裸井”换热器A和高效“裸井”换热器B。
所述的高效裸井换热器A，包括：裸井A，裸井A中设置有PVC隔离套管8，PVC隔离套管下部为PVC花管9，PVC隔离套管8內设置有循环泵1，循环泵1和抽水管3相连，抽水管3通过阀门和回水管6相连，回水管6的另一头设置在裸井B和裸井B中设置的PVC隔离套管10之间；裸井A和裸井B通过中间设置平衡调节器(池)7相连。
    所述的高效裸井换热器B，包括：裸井B，裸井B中设置有PVC隔离套管10，PVC隔离套管10下部为PVC花管11，PVC隔离套管10內设置有循环泵2，循环泵2和抽水管5相连，抽水管5另一头和热泵12相连，热泵12的出水管通过阀门和回水管4相连，回水管4的另一头设置在裸井A和裸井A中设置的PVC隔离套管8之间；裸井B和裸井A通过中间设置平衡调节器(池)7相连。
 一种串联式地源热泵高效“裸井”换热器设计尺寸：
    1、高效裸井换热器A和B参数：孔径150mm，孔深80m～200m，内部安装PVC隔离套管孔径110mm，厚3.2mm，底部采用花管，花管直径25mm，梅花形布置，距离底部1m，高效裸井换热器A和B两者间距16～21m。
    2、水泵1：采用潜水泵，位于当地静水位以下；或者采用自吸泵。流量与扬程根据管路情况匹配。
    3、水泵2：采用潜水泵，位于当地静水位以下；或者采用自吸泵。流量与扬程根据管路情况匹配。
    4、抽水管3：镀锌钢管或者PE管（设置大一号的保护钢套管），位于当地冻土层以下，管径根据流量设计。
     5、回水管4：镀锌钢管或者PE管（设置大一号的保护钢套管），位于当地冻土层以下，管径根据流量设计。
     6、抽水管5：镀锌钢管或者PE管（设置大一号的保护钢套管），位于当地冻土层以下，管径根据流量设计。
     7、回水管6：镀锌钢管或者PE管（设置大一号的保护钢套管），位于当地冻土层以下，管径根据流量设计。
   8、平衡调节器7：采用罐装容器，容量为串联式系统水容量的1%～2%。
    本发明不拘限于上述实施例，根椐需要选择其它尺寸，可组成多个实施例。

Claims (3)

1.串联式地源热泵高效“裸井”换热器，包括：高效“裸井”换热器A和高效“裸井”换热器B。
2. 根据权利要求1所述的串联式地源热泵高效“裸井”换热器，其特征在于：所述的高效裸井换热器A，包括：裸井A，裸井A中设置有PVC隔离套管（8），PVC隔离套管下部为PVC花管（9），PVC隔离套管（8）內设置有循环泵（1），循环泵（1）和抽水管（3）相连，抽水管（3）通过阀门和回水管（6）相连，回水管（6）的另一头设置在裸井B和裸井B中设置的PVC隔离套管（10）之间；裸井A和裸井B通过中间设置平衡调节器(池)（7）相连。
3. 根据权利要求1所述的串联式地源热泵高效“裸井”换热器，其特征在于：所述的高效裸井换热器B，包括：裸井B，裸井B中设置有PVC隔离套管（10），PVC隔离套管（10）下部为PVC花管（11），PVC隔离套管（10）內设置有循环泵（2），循环泵（2）和抽水管（5）相连，抽水管（5）另一头和热泵（12）相连，热泵（12）的出水管通过阀门和回水管（4）相连，回水管（4）的另一头设置在裸井A和裸井A中设置的PVC隔离套管（8）之间；裸井B和裸井A通过中间设置平衡调节器(池)（7）相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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