CN104880104A - 用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置 - Google Patents

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CN104880104A CN201510304362.4A CN201510304362A CN104880104A CN 104880104 A CN104880104 A CN 104880104A CN 201510304362 A CN201510304362 A CN 201510304362A CN 104880104 A CN104880104 A CN 104880104A
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胡志高
康杰
李志华
王彦芳
李骏
任晓辉
胡平放
雷飞
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HUBEI FENGSHEN CLEAN AIR-CONDITIONING EQUIPMENT ENGINEERING Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/08—Tubular elements crimped or corrugated in longitudinal section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
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Abstract

本发明用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，属换热设备领域，特别涉及地下埋管换热设备，本发明装置由地下套管和井头连接槽架组成，地下套管由保温内管和传热波纹外管套装组成，地下套管波纹外管的上端通过卡箍与井头连接槽架的下连接口连接而连通，其下端通过卡箍与锥椭球形封帽连接而底端封闭；该地下套管的保温内管上端口与井头连接槽架的上连接口连接；地下套管保温内管的上端口、井头连接槽架的上连接口分别与室外循环***管路连通，实现地源热泵换热***的换热循环；本发明装置换热性能优越，显著提高了地源热泵换热***地下换热效率，从而可减少热泵井设置数量，节省占地面积，降低地源热泵换热***的初始和运行成本。

Description

用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置
技术领域
本发明用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，属换热设备领域，特别涉及地下埋管换热设备。
背景技术
近些年来地源热泵空调***因其高效、环保、节能等特点而受到广泛关注，通过地下埋管换热装置，将用于室内空调***冷却(或升温)的循环水引入地下，利用地下土层中较恒定的温度，与土壤进行热量交换，达到夏季制冷、冬季供热的节能运行需要。
但是，随着地源热泵空调***的大面积推广应用，随之而来的问题也逐渐显现，现有技术用于地源热泵换热***换热器的换热管为U型管，无论是单U型或双U型管，都因其换热管单一的平直结构，导致单位换热井换热量低、钻井埋管数量多、占地面积大、钻井费用高等问题，故而限制了地源热泵空调***的发展。
发明内容
本发明提供一种用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，以提高单位换热井换热效率，减少换热井设置数量，从而可节省地源热泵换热***的占地面积，降低地源热泵换热***的初始投资和运行成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，由地下套管和井头连接水套组成，所述井头连接水套设有上端水口和上、下连接口,所述地下套管由保温内管和传热波纹外管套装组成，该地下套管传热波纹外管的上、下端分别通过卡箍与井头连接水套的下连接口连接而连通、与锥椭球形封帽连接而底端封闭；该地下套管的保温内管上端口与井头连接水套的上连接口连接；所述地下套管保温内管的上端口、井头连接水套的上端水口分别与室外循环***管路连通，实现地源热泵换热***的换热循环。
所述井头连接水套设置的上、下连接口的几何中心在同一垂线上。
所述地下套管保温内管的下端较传热波纹传热波纹外管的下端短，以防止污物沉积堵塞。
所述地下套管保温内管的上端较传热波纹外管的上端长，并伸出井头连接水套的顶部。
所述保温内管为平直保温管。
本发明采用波纹管地下换热装置，水通过波纹传热波纹外管与周围土壤换热，其传热系数远高于现有技术地下换热器；其保温内管具有相对较高隔热性能，既保证一定程度隔热，减少热短路的传热影响，又不过分强调隔热，显著提高了地源热泵换热***地下换热效率；本发明波纹管地下换热装置的换热性能远优于现有技术地下换热器，可减少换热井设置数量，从而可节省地源热泵换热***的占地面积，降低地源热泵换热***的初始投资和运行成本。
附图说明
图1是本发明结构主视示意图；
图2是本发明井头连接水套俯视示意图；
图3是本发明例1的换热运行方式示意图，图中箭头所指为水流方向。
图4是本发明例2的换热运行方式示意图，图中箭头所指为水流方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，包括地下套管和井头连接水套，所述井头连接水套3分别设有上端水口3c和上、下连接口3a、3b；所述地下套管由保温内管1和传热波纹外管2套装组成，该地下套管传热波纹外管2的上端通过卡箍5与井头连接水套3的下连接口3b连接而连通，该地下套管传热波纹外管2的下端通过卡箍5与锥椭球形封帽4连接而底端封闭；该地下套管保温内管1的上端口1a与井头连接水套3的上连接口3a连接；所述地下套管保温内管1的上端口1a、井头连接水套3的上端水口3c分别与室外循环***管路连通，实现地源热泵换热***的换热循环。
所述井头连接水套3设置的上、下连接口3a、3b的几何中心在同一垂线上。
所述地下套管保温内管1的下端较传热波纹外管2的下端短，以防止污物沉积堵塞。
所述地下套管保温内管1的上端较传热波纹外管2的上端长，并伸出井头连接水套3的顶部。
所保温内管1为平直保温管。
本发明保温内管1为采用保温性能好的复合材料；传热波纹外管2采用传热性能好的不锈钢波纹管，所用不锈钢材质可根据实际水文地质条件具体选择；井头连接水套3选用铝合金制作；锥椭球形封帽4选用耐腐蚀、质量重的铸铁件。
现以实例说明本发明的换热运行：
例1：
如图3所示，地源热泵换热***的室外循环***管路中的载热介质水按图中箭头所示的方向在保温内管1和传热波纹外管2间流动，通过传热波纹外管2与周围土壤进行高效的热交换；室外循环***管路中的载热介质水通过井头连接水套3的上端水口3c进入地下套管的传热波纹外管2，顺着传热波纹外管2流到下端连接的锥椭球形封帽4的底部，再流经地下套管的保温内管1，从保温内管1的上端口1a回到室外循环***管路中，完成换热循环过程。
例2：
在图4所示，地源热泵换热***的室外循环***管路中的载热介质水按图中箭头所示的方向在保温内管1和传热波纹外管2间流动，通过传热波纹外管2与周围土壤进行高效的热交换；室外循环***管路中的载热介质水经地下套管保温内管1的上端口1a流到传热波纹外管2下端连接的锥椭球形封帽4的底部，再顺着传热波纹外管2流进井头连接水套3，通过井头连接水套3的上端水口3c回到室外循环***管路中，完成换热循环过程。

Claims (5)

1.用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，由地下套管和井头连接水套组成，所述井头连接水套设有上端水口和上、下连接口,其特征在于，所述地下套管由保温内管和传热波纹外管套装组成，该地下套管传热波纹外管的上、下端分别通过卡箍与井头连接水套的下连接口连接而连通、与锥椭球形封帽连接而底端封闭；该地下套管的保温内管上端口与井头连接水套的上连接口连接；所述地下套管保温内管的上端口、井头连接水套的上端水口分别与室外循环***管路连通，实现地源热泵换热***的换热循环。
2.根据权利要求1所述的用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，其特征在于，井头连接水套设置的上、下连接口的几何中心在同一垂线上。
3.根据权利要求1所述的用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，其特征在于，地下套管保温内管的下端较传热波纹传热波纹外管的下端短，以防止污物沉积堵塞。
4.根据权利要求1所述的用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，其特征在于，地下套管保温内管的上端较传热波纹外管的上端长，并伸出井头连接水套的顶部。
5.根据权利要求1所述的用于地源热泵换热***的地下波纹管换热装置，其特征在于，保温内管为平直保温管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108088102A (zh) * 2017-11-17 2018-05-29 绿城装饰工程集团有限公司 一种不锈钢波纹管地热源换热***及其设置方法
CN108387018A (zh) * 2018-04-08 2018-08-10 山东达尔玛新能源科技有限公司 一种利用单井采集干热岩热能的长导程旋流换热器
CN113310230A (zh) * 2021-07-01 2021-08-27 李成成 一种带有锥形汇水沉头的多管深井换热装置

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