CN216115559U - 一种相变材料与热管复合式换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相变材料与热管复合式换热系统，包括定位架，所述定位架的上表面设置有相变水箱与井室，所述相变水箱在井室内部，所述相变水箱的侧面设置有回水管与供水管，所述回水管设置在供水管上方，所述相变水箱的底部设置有热管换热器，所述定位架的中部位置开设有通管孔，所述定位架的下表面设置有防护桩，所述防护桩的表面开设有多个通水孔，所述热管换热器穿过通管孔并向防护桩的内部延伸，所述定位架的内部开设有滑道；该相变材料与热管复合式换热系统，采用了热管换热器和相变水箱，热管可以利用自身工质的相变使热量上升交换至相变水箱内，这一过程自然发生，不需要使用循环水泵等设备，不耗费电力，清洁环保低耗能。

Description

一种相变材料与热管复合式换热系统

技术领域

本实用新型涉及地下水地热系统技术领域，尤其涉及一种相变材料与热管复合式换热系统。

背景技术

我国能源消耗日渐攀升，使得能源危机进一步加剧，为解决能源紧缺问题，一方面需要探究开发新能源，一方面需要进行合理开发利用增加现有能源的利用率。降低对于化石能源的依赖，提高可再生能源利用效率，是现阶段能源革命的重中之重。水源热泵是可再生能源实现高效利用的技术手段，它利用地表浅层水源如江河湖泊或或地下水等中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并利用热泵技术实现低位能向高位能的转变。与常规空调供暖系统相比，在夏季地下水体温度低于空气温度，在冬季地下水体温度高于空气温度，比常规系统更为方便节能。

由于地下水是水资源的一种，如果无节制的应用又得不到完全回灌，无疑会造成无法弥补恢复的灾难性地质环境问题。过渡抽取地下水将导致地面沉降，不仅会破坏地面完整性，还会对地上建筑物造成损坏。在使用过程中往往还会出现水井堵塞无法回灌的现象，且回灌中产生的沉沙等造成地下水的氧化，进而产生一系列水文问题。为保证含水层地下水热平衡，取水井与回灌井之间的间距不宜过小，为提高实际的回灌效率，往往增加回灌井数量来达到全部回灌的目的，但是一般项目场地面积有限，无法完全实施，导致部分项目受制于场地区域无法使用水源热泵系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述水源热泵破坏地面完整性、过度抽取地下水受场地面积无法完全实施的问题而提供。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种相变材料与热管复合式换热系统，包括定位架，所述定位架的上表面设置有相变水箱与井室，所述相变水箱在井室内部，所述相变水箱的侧面设置有回水管与供水管，所述回水管设置在供水管上方，所述相变水箱的底部设置有热管换热器，所述定位架的中部位置开设有通管孔，所述定位架的下表面设置有防护桩，所述防护桩的表面开设有多个通水孔，所述热管换热器穿过通管孔并向防护桩的内部延伸，所述定位架的内部开设有滑道，所述滑道的内部设置有固定热管换热器的定位器。

优选的，所述定位器包括定位杆、绝热块与定位销，所述绝热块设置在定位杆的一端，所述定位销设置在定位杆的另一端。

优选的，所述热管换热器的底部设置有热管片，所述热管片的表面开设有水孔。

优选的，所述防护桩的底端开设有通孔，所述通孔的内壁设置有滤网，所述通水孔的内部设置有双层过滤网。

优选的，所述定位架的下表面设置有固定热管换热器的加强架，所述加强架在防护桩内部。

优选的，所述井室的上表面设置有可转动的井盖，所述井盖的表面设置有把手。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本系统采用了热管换热器和相变水箱，热管可以利用自身工质的相变使热量上升交换至相变水箱内，这一过程自然发生，不需要使用循环水泵等设备，不耗费电力，清洁环保低耗能。相变水箱采用相变蓄热材料，利用蓄能材料的相变来储存热管提取的热量，本系统仅提取水井中的热量，井水不需要抽上来，不会浪费水资源，可有效降低对于水源热泵源侧水量的需求，减少水井数量，降低项目初投资，增加系统运行效益。采用蓄热相变材料可有效缓解供需的不匹配，是合理利用能源及减轻环境污染的有效途径。

附图说明

图1为本实用新型一种相变材料与热管复合式换热系统的示意图。

图2为本实用新型定位架的示意图。

图3为本实用新型图1中A处的放大图。

图中：1、定位架；2、相变水箱；3、井室；31、井盖；32、把手；4、回水管；5、供水管；6、热管换热器；61、热管片；62、水孔；7、通管孔；8、防护桩；81、通孔；82、滤网；9、通水孔；91、双层过滤网；10、滑道；11、定位器；111、定位杆；112、绝热块；113、定位销；12、加强架。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

请参照图1-3，一种相变材料与热管复合式换热系统，包括定位架1，定位架1的上表面设置有相变水箱2与井室3，相变水箱2在井室3内部。相变水箱2焊接在定位架1的上表面，相变水箱2的外层有一个金属水箱，相变水箱2的内部通过多层板状相变材料分割为多个储水空间，相变材料可采用高潜热无机盐，相变温度为30℃，相变潜热大于200J/g，常用材料为六水氯化钙，六水氯化镁，四水硼砂与六水磷酸钠等混合物，也可以根据不同的地区和实际温度选择其他相变材料。井室3的上表面设置有可转动的井盖31，井盖31的表面设置有把手32。井盖31的一端通过合页与井室3连接。相变水箱2的侧面设置有回水管4与供水管5，回水管4设置在供水管5上方。可以通过回水管4向相变水箱2中放水，供水管5可以从相变水箱2中抽水。

相变水箱2的底部设置有热管换热器6，定位架1的中部位置开设有通管孔7，定位架1的下表面设置有防护桩8，防护桩8的表面开设有多个通水孔9。防护桩8的底端开设有通孔81，通孔81的内壁设置有滤网82，通水孔9的内部设置有双层过滤网91。热管换热器6穿过通管孔7并向防护桩8的内部延伸。热管换热器6的底部设置有热管片61，热管片61的表面开设有水孔62。热管换热器6的直径和长度，要根据实际情况使用，需要有一部分热管换热器6在水中，热管片61在热管表面的翅片基础上加大了一部分面积，热管片61可以大大增加热管换热器6与井水的接触面积，可以感应温度更快，水孔62可以避免水在流动时对热管片61的冲击，可以减小冲击面积。防护桩8可以保护内部的热管换热器6，防护桩8的表面开设有多个通水孔9，通水孔9可以使井水流通，双层过滤网91可以过滤杂物和泥沙。

定位架1的内部开设有滑道10，滑道10的内部设置有固定热管换热器6的定位器11。定位器11包括定位杆111、绝热块112与定位销113，绝热块112设置在定位杆111的一端，定位销113设置在定位杆111的另一端。定位架1的下表面设置有固定热管换热器6的加强架12，加强架12在防护桩8内部。滑道10有两个，关于通管孔7对称，两个滑道10有对称的定位器11，定位杆111与绝热块112在滑道10内可以移动，绝热块112使用复合玻璃纤维或复合石棉等绝缘材质，定位杆111与定位架1的表面都开设有定位孔，定位销113穿过定位架1的定位孔，延伸到定位杆111定位孔的定位孔中，可以使定位杆111固定位置，两个对称的绝热块112可以夹住热管换热器6，使热管换热器6固定位置，且绝热材质可以减少传热。加强架12通过螺栓固定在定位架1底部，加强架12可以分为对称的两个，可以夹住热管换热器6，作为固定热管换热器6的固定的保险架，且接触位置也使用绝热材质。

该相变材料与热管复合式换热系统使用时，在井内，先安装防护桩8，防护桩8固定好后，将热管换热器6插入定位架1中，再将热管换热器6插入防护桩8中，将加强架12固定在热管换热器6上，再将加强架12固定在定位架1下表面，安装定位架1，在通过定位器11固定热管换热器6，热管换热器6的顶端与相变水箱2内的相变材料连接，通过回水管4向相变水箱2中加水。热管换热器6可以利用自身工质的相变使热量上升交换至相变水箱2内，这一过程自然发生，不需要使用循环水泵等设备，不耗费电力，清洁环保低耗能。相变水箱2采用相变蓄热材料，利用蓄能材料的相变来储存热管换热器6提取的热量，本系统仅提取水井中的热量，井水不需要抽上来，不会浪费水资源，可有效降低对于水源热泵源侧水量的需求，减少水井数量，降低项目初投资，增加系统运行效益。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种相变材料与热管复合式换热系统，包括定位架(1)，其特征在于：所述定位架(1)的上表面设置有相变水箱(2)与井室(3)，所述相变水箱(2)在井室(3)内部，所述相变水箱(2)的侧面设置有回水管(4)与供水管(5)，所述回水管(4)设置在供水管(5)上方，所述相变水箱(2)的底部设置有热管换热器(6)，所述定位架(1)的中部位置开设有通管孔(7)，所述定位架(1)的下表面设置有防护桩(8)，所述防护桩(8)的表面开设有多个通水孔(9)，所述热管换热器(6)穿过通管孔(7)并向防护桩(8)的内部延伸，所述定位架(1)的内部开设有滑道(10)，所述滑道(10)的内部设置有固定热管换热器(6)的定位器(11)。

2.根据权利要求1所述的一种相变材料与热管复合式换热系统，其特征在于：所述定位器(11)包括定位杆(111)、绝热块(112)与定位销(113)，所述绝热块(112)设置在定位杆(111)的一端，所述定位销(113)设置在定位杆(111)的另一端。

3.根据权利要求1所述的一种相变材料与热管复合式换热系统，其特征在于：所述热管换热器(6)的底部设置有热管片(61)，所述热管片(61)的表面开设有水孔(62)。

4.根据权利要求1所述的一种相变材料与热管复合式换热系统，其特征在于：所述防护桩(8)的底端开设有通孔(81)，所述通孔(81)的内壁设置有滤网(82)，所述通水孔(9)的内部设置有双层过滤网(91)。

5.根据权利要求1所述的一种相变材料与热管复合式换热系统，其特征在于：所述定位架(1)的下表面设置有固定热管换热器(6)的加强架(12)，所述加强架(12)在防护桩(8)内部。

6.根据权利要求1所述的一种相变材料与热管复合式换热系统，其特征在于：所述井室(3)的上表面设置有可转动的井盖(31)，所述井盖(31)的表面设置有把手(32)。

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