CN208075372U - 一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，包括两个热交换器，热交换器之间通过交换管道连接在一起，交换管道上端设置有二氧化碳收集器，交换管道上设置有空气冷却段，空气冷却段外侧设置有冷却翅片，交换管道上设置有压缩机与膨胀阀，其中左端的热交换器连接有换热地管，且右端的热交换器连接有供水管道，供水管道上设置有循环泵，供水管道之间设置有热水罐与循环罐，通过换热地管插入中层地底，通过中层地热来产生热量，将热量通过热交换器来传递，很好的利用了中层地热，应用在热泵系统中经济环保，很好的接收到中层地热的热量，通过二氧化碳作为冷媒，提高了整个热泵系统的制热效率，值得推广。

Description

一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，具体为一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统。

背景技术

热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过电能做功，提供可被人们所用的高位热能的装置。

在现实生活中，为了农业灌溉、生活用水等的需要，人们利用水泵将水从低处送到高处。同样，在能源日益紧张的今天，为了回收通常排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量，热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中，然后高温物体来加热水或采暖，使热量得到充分利用。

申请号为CN201320502631.4，名称为一种热泵系统及空调机的实用新型专利，包括主热泵系统，还包括设置在所述建筑物表面，且作为所述主热泵系统末端的直膨式强冷热辐射板，所述直膨式强冷热辐射板内部供所述主热泵系统内的制冷剂循环。与现有技术中的空调机相比，由于本实用新型结构的热泵系统将直膨式强冷热辐射板作为主热泵系统的末端，主热泵系统的制冷剂直接通过直膨式强冷热辐射板与空气进行热交换，无需进行制冷剂回路与水循环回路的二次换热，减少中间换热损失，换热效率和热利用率高，同时省去了水循环配送动力设备，减少了能耗，简化了安装。

但是在使用的时候，很多的热源消耗了很多的能源，而且制冷剂采用氟利昂带来了很多的环境污染，因此设计了一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足, 本实用新型提供一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，包括两个热交换器，所述热交换器之间通过交换管道连接在一起，所述交换管道上端设置有二氧化碳收集器，所述交换管道上设置有空气冷却段，所述空气冷却段外侧设置有冷却翅片，所述交换管道上设置有压缩机与膨胀阀，其中左端的热交换器连接有换热地管，且右端的热交换器连接有供水管道，所述供水管道上设置有循环泵，所述供水管道两端连接有冷水口与热水口，所述供水管道之间设置有热水罐与循环罐，所述热水罐下端与循环罐上端连接在一起；

所述换热地管包括碳素钢管，所述碳素钢管外侧设置有外螺纹，所述外螺纹内设置有卡槽，所述卡槽内卡放有换热铝片，所述碳素钢管内部设置有换热凸起，所述换热凸起横截面为圆弧形结构。

进一步地，所述冷水口左端的供水管道上设置有减压阀。

进一步地，所述碳素钢管内部设置有螺线沟槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型通过换热地管插入中层地底，通过中层地热来产生热量，将热量通过热交换器来传递，很好的利用了中层地热，应用在热泵系统中经济环保，很好的接收到中层地热的热量；

（2）本实用新型通过二氧化碳作为冷媒，不会在循环的时候冷凝成液体，提高了热循环的速度，使得中层地热很好的被换热导出，提高了整个热泵系统的制热效率，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的换热地管结构示意图。

图中标号：

1-热交换器，2-交换管道，3-二氧化碳收集器，4-空气冷却段，5-冷却翅片，6-压缩机，7-膨胀阀，8-换热地管，9-供水管道，10-循环泵，11-冷水口，12-热水口，13-热水罐，14-循环罐，15-碳素钢管，16-外螺纹，17-卡槽，18-换热铝片，19-换热凸起，20-减压阀，21-螺线沟槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1与图2所示，本实用新型提供了一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，包括两个热交换器1，所述热交换器1之间通过交换管道2连接在一起，所述交换管道2上端设置有二氧化碳收集器3，所述交换管道2上设置有空气冷却段4，所述空气冷却段4外侧设置有冷却翅片5，所述交换管道2上设置有压缩机6与膨胀阀7，其中左端的热交换器1连接有换热地管8，且右端的热交换器1连接有供水管道9，所述供水管道9上设置有循环泵10，所述供水管道9两端连接有冷水口11与热水口12，所述供水管道9之间设置有热水罐13与循环罐14，所述热水罐13下端与循环罐14上端连接在一起；

如图2所示，所述换热地管8包括碳素钢管15，所述碳素钢管15外侧设置有外螺纹16，所述外螺纹16内设置有卡槽17，所述卡槽17内卡放有换热铝片18，所述碳素钢管15内部设置有换热凸起19，所述换热凸起19横截面为圆弧形结构；

本实用新型的工作原理为：在使用的时候，将换热地管8埋设在地底，通过换热性能好的碳素钢管15为主体结构，外侧设置了多个换热铝片18，将中层地热的热量吸收并传导到内部，内部设置了换热凸起19，增大了媒介与换热地管8内壁接触的面积，使得热量更好的传导到热交换器1上，经过交换管道2将热量传递到另一个热交换器1上，在交换管道2内部使用二氧化碳作为冷媒，二氧化碳通过二氧化碳收集器3产生，CO₂热泵属于超临界循环，即在冷凝器端，CO₂是不会被冷凝成液体的，而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液体再节流的，增强了换热的效率，而交换管道2有一部分暴露在外，空气冷却段4与空气接触，通过空气作为冷源来冷却内部的冷媒，减少了冷却消耗的能源，右端的热交换器1将供水管道9内部的水加热，一部分水通过热水口12排出供家庭使用，另一部分进入到热水罐13内部，通过循环罐14实现热水的循环，循环罐14下端连接在供水管道9上，通过循环泵10带动水循环流动，保持了热水的不间断供应。

作为优选的实施方式，所述冷水口11左端的供水管道9上设置有减压阀20，将注入的冷水进行减压，减少水流对供水管道9的压力，使得热泵系统更加安全。

作为优选的实施方式，所述碳素钢管15内部设置有螺线沟槽21，使得内部媒介旋转流动起来，更好的接触碳素钢管15的内壁，换热更加彻底。

综上所述，本实用新型的主要特点在于：

（1）本实用新型通过换热地管插入中层地底，通过中层地热来产生热量，将热量通过热交换器来传递，很好的利用了中层地热，应用在热泵系统中经济环保，很好的接收到中层地热的热量；

（2）本实用新型通过二氧化碳作为冷媒，不会在循环的时候冷凝成液体，提高了热循环的速度，使得中层地热很好的被换热导出，提高了整个热泵系统的制热效率，值得推广。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，包括两个热交换器（1），所述热交换器（1）之间通过交换管道（2）连接在一起，其特征在于：所述交换管道（2）上端设置有二氧化碳收集器（3），所述交换管道（2）上设置有空气冷却段（4），所述空气冷却段（4）外侧设置有冷却翅片（5），所述交换管道（2）上设置有压缩机（6）与膨胀阀（7），其中左端的热交换器（1）连接有换热地管（8），且右端的热交换器（1）连接有供水管道（9），所述供水管道（9）上设置有循环泵（10），所述供水管道（9）两端连接有冷水口（11）与热水口（12），所述供水管道（9）之间设置有热水罐（13）与循环罐（14），所述热水罐（13）下端与循环罐（14）上端连接在一起；

所述换热地管（8）包括碳素钢管（15），所述碳素钢管（15）外侧设置有外螺纹（16），所述外螺纹（16）内设置有卡槽（17），所述卡槽（17）内卡放有换热铝片（18），所述碳素钢管（15）内部设置有换热凸起（19），所述换热凸起（19）横截面为圆弧形结构。

2.根据权利要求1所述的一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述冷水口（11）左端的供水管道（9）上设置有减压阀（20）。

3.根据权利要求1所述的一种利用中层地热与空气冷源的直膨式二氧化碳热泵系统，其特征在于：所述碳素钢管（15）内部设置有螺线沟槽（21）。