CN105627605B - 多供一回中心回水管竖直埋管换热器 - Google Patents

多供一回中心回水管竖直埋管换热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于地源热泵***的多供一回中心回水管竖直埋管换热器。换热器包括多根竖直供水支管与一根竖直回水管；回水管用同轴管中管保温，且与外层套管间每隔3～5m用配套管卡隔离；多根供水支管均匀分布在管中管周围，供水支管中心在回水管同心圆上；供水支管、回水管及套管分别与底部柱形接头上的供水直管、回水直管及套管直管用配套电熔套管连接。本发明提高了单位井深换热量；结构稳固，便于施工，可一次性放入井孔中；底部柱形接头承压能力较强，不易损坏；回水管用管中管进行保温，有效避免了施工时普通保温层被打湿而失效的现象，同时也避免了供回水管间的热短路现象及回水管与饱和换热层间的热交换，提高换热效率，减少初投资。

Description

多供一回中心回水管竖直埋管换热器
技术领域
本发明涉及一种地源热泵***中的地埋管换热器，具体涉及一种多供一回中心回水管竖直埋管换热器。
背景技术
竖直埋管地源热泵***由于具有占地少，工作性能稳定等优点，受到了广泛关注。目前工程中常使用的单U、双U地下埋管换热器，单位井深换热量小，并且供回水管间存在热短路现象，使热量损失，不利于换热。为了满足换热需求，通常只有多打井孔，不仅增加了占地面积，也使得地源热泵***的初投资大大增加，阻碍了地源热泵***的推广应用。因此，为了增加单位井深换热量，提高换热器性能，并且减少初投资，节省占地面积，就要对现有的埋管换热器的形式及结构进行合理的优化，使地源热泵得到更好的推广与发展。
发明内容
本发明旨在提供一种结构简单、换热效率高、施工简便、初投资较低的多供一回中心回水管竖直埋管换热器。
本发明提供了一种多供一回中心回水管竖直埋管换热器，包括接头、供水支管、回水管及套管，接头位于换热器底部，包括汇水器、供水直管、回水直管、套管直管及加强筋板，汇水器上部为圆柱结构，下部为圆锥体结构；在换热器上部设有多根竖直供水支管与一根竖直回水管；回水管与其外侧的套管组成同轴管中管，回水管与外层套管间在竖直方向上每隔3～5m用管卡隔离；回水管的圆心与换热器的中心重合，多根供水支管均匀分布在同轴管中管的周围，供水支管的中心位于回水管的同心圆上；所述供水支管、回水管及套管分别与换热器底部的柱形接头上的供水直管、回水直管及套管直管通过配套的电熔套管连接；多根供水支管在竖直方向上每隔3～5m范围处使用注塑管卡定位，使其在井孔中保持固定间距。
上述方案中，所述竖直供水支管设有2~6根，在底部柱形接头上设有相同数量的供水直管。
上述方案中，所述回水管采用管中管保温，保温方式为管中管真空隔热层、管中管橡塑隔热层、管中管空气隔热层或管中管真空层低辐射膜保温的任一种。
本发明的有益效果：
（1）相邻供水管的间距合适，与填土充分接触，减少了供水管间热干扰，增加单位井深换热量，改善埋管换热器的换热性能，减少了钻井数量，节省了占地面积——在城市中推广应用的前提；
（2）回水管采用管中管进行保温，有效避免了施工时普通保温层被打湿而失效的现象，同时也避免供回水管间的热短路现象及回水管与饱和换热层间的热交换，大大提高了换热效率，并且采用一根回水管代替多根回水管，节约了换热器成本；
（3）供水管与回水管通过柱形接头连为一体，供水管每隔3～5m长度用注塑管卡定位后，结构稳固，可以一次性放入井孔中，操作简单，施工方便，减少了施工工作量；
（4）底部柱形接头承压能力强，更不易损坏，增加了地源热泵的使用寿命，提高了地源热泵的经济效益，使其更易推广。
附图说明
图1是两供一回中心回水管竖直埋管换热器的立体结构示意图。
图2是两供一回中心回水管竖直埋管换热器主视结构示意图。
图3是图2的左视图。
图4是图2的剖视图。
图5是三供一回中心回水管竖直埋管换热器的立体结构示意图。
图6是三供一回中心回水管竖直埋管换热器主视结构示意图。
图7是图6的左视图。
图8是图6的剖视图。
图9是四供一回中心回水管竖直埋管换热器的立体结构示意图。
图10是四供一回中心回水管竖直埋管换热器主视结构示意图。
图11是图10的剖视图。
图中，1-汇水器；2-供水直管；3-供水管电熔套管；4-供水支管；5-回水直管；6-回水管电熔套管；7-回水管；8-套管直管；9-套管电熔套管；10-套管；11-加强筋板；12-管卡。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
本实施例提供一种两供一回中心回水管竖直埋管换热器。
如图1~4所示，竖直供水支管设有2根，在底部柱形接头上设有相同数量的供水直管。
换热器包括汇水器1以及供水直管2、回水直管5、套管直管8、供水支管4、回水管7、套管10、加强筋板11，汇水器1位于换热器底部，汇水器1上部为圆柱结构，下部为圆锥体结构；在换热器上部设有两根竖直供水支管4与一根竖直回水管7；回水管7与其外侧的套管10组成同轴管中管，回水管7与外层套管10间在竖直方向上每隔3m用管卡12隔离；回水管7的圆心与换热器的中心重合，两根供水支管4均匀分布在同轴管中管的周围，两根供水支管中心与回水管中心连线呈180°，供水支管4的中心位于回水管7的同心圆上；所述供水支管4、回水管7及套管10分别与换热器底部的柱形接头上的供水直管2、回水直管5及套管直管8通过配套的电熔套管连接：供水支管4下端连接供水管电熔套管3、回水管7下端连接回水管电熔套管6，套管10下端连接套管电熔套管9；两根供水支管在竖直方向上每隔3m范围处使用注塑管卡定位，使其在井孔中保持固定间距，从而使两供一回中心回水管竖直埋管换热器成为一个整体。因竖直埋管换热器实际长度为10～200m，为防止换热器变形，采用注塑管卡定位。
加强筋板11用于连接供水直管和套管直管，使接头上供水直管与套管间结构稳固。
所述回水管采用管中管保温，保温方式为管中管真空隔热层。
回水管7与套管10的半径比为2：1～3:1。工程中供水支管、回水管可根据需要选择不同的管径，且回水管管径与供水管管径相同或者大一号。
具体的安装及操作方法为：
在两供一回中心回水管竖直埋管换热器放入井孔施工前，首先将回水管每隔3～5m设置管卡后套上保温套管，形成管中管空气隔热层；其次将竖直供水支管、一根中心回水管、保温套管分别与底部柱形接头的供水直管、回水直管、套管直管分别用配套的电熔套管连接；再次对供水支管每隔3m长度用注塑管卡定位，从而使整个多供一回中心回水管竖直埋管换热器成为一个整体；接着将换热器整体一次性放置入井孔中，并用回填材料填满钻井；然后再对井外管中管空气隔热层顶部进行密封后，将空气隔热层抽真空，形成管中管真空层保温；最后，将供水支管、回水管分别与分水器、集水器连接，接入地源热泵***主机。
实施例2：
本实施例提供一种三供一回中心回水管竖直埋管换热器。
如图5~8所示，竖直供水支管设有3根，在底部柱形接头上设有相同数量的供水直管。
换热器包括汇水器1以及供水直管2、回水直管5、套管直管8、供水支管4、回水管7、套管10、加强筋板11，汇水器1位于换热器底部，汇水器1上部为圆柱结构，下部为圆锥体结构；在换热器上部设有三根竖直供水支管4与一根竖直回水管7；回水管7的圆心与换热器的中心重合，三根供水支管4均匀分布在同轴管中管的周围，三根供水支管中心与回水管中心连线呈120°，供水支管4的中心位于回水管7的同心圆上；所述供水支管4、回水管7及套管10分别与换热器底部的柱形接头上的供水直管2、回水直管5及套管直管8通过配套的电熔套管连接：供水支管4下端连接供水管电熔套管3、回水管7下端连接回水管电熔套管6，套管10下端连接套管电熔套管9；三根供水支管在竖直方向上每隔4m范围处使用注塑管卡定位，使其在井孔中保持固定间距，从而使三供一回中心回水管竖直埋管换热器成为一个整体。
本实施例的安装及操作方法同实施例1。
实施例3：
本实施例提供一种四供一回中心回水管竖直埋管换热器。
如图9~11所示，竖直供水支管设有4根，在底部柱形接头上设有相同数量的供水直管。
换热器包括汇水器1以及供水直管2、回水直管5、套管直管8、供水支管4、回水管7、套管10、加强筋板11，汇水器1位于换热器底部，汇水器1上部为圆柱结构，下部为圆锥体结构；在换热器上部设有四根竖直供水支管4与一根竖直回水管7；回水管7的圆心与换热器的中心重合，四根供水支管4均匀分布在同轴管中管的周围，四根供水支管中心与回水管中心连线呈90°，供水支管4的中心位于回水管7的同心圆上；所述供水支管4、回水管7及套管10分别与换热器底部的柱形接头上的供水直管2、回水直管5及套管直管8通过配套的电熔套管连接：供水支管4下端连接供水管电熔套管3、回水管7下端连接回水管电熔套管6，套管10下端连接套管电熔套管9；四根供水支管在竖直方向上每隔5m范围处使用注塑管卡定位，使其在井孔中保持固定间距，从而使四供一回中心回水管竖直埋管换热器成为一个整体。
本实施例的安装及操作方法同实施例1。

Claims (3)

1.一种多供一回中心回水管竖直埋管换热器，其特征在于：换热器包括接头、供水支管、回水管及套管，接头位于换热器底部，包括汇水器、供水直管、回水直管、套管直管及加强筋板，汇水器上部为圆柱结构，下部为圆锥体结构；在换热器上部设有多根竖直供水支管与一根竖直回水管；回水管与其外侧的套管组成同轴管中管保温套管，保温方式为管中管真空隔热层保温，回水管与外层套管间在竖直方向上每隔3～5m用管卡隔离；回水管的圆心与换热器的中心重合，多根供水支管均匀分布在同轴管中管的周围，供水支管的中心位于回水管的同心圆上；所述供水支管、回水管及套管分别与换热器底部的柱形接头上的供水直管、回水直管及套管直管通过配套的电熔套管连接；多根供水支管在竖直方向上每隔3～5m范围处使用注塑管卡定位，使其在井孔中保持固定间距；加强筋板连接在供水直管和套管直管之间，用于稳固供水直管与套管直管之间的结构。
2.根据权利要求1所述的多供一回中心回水管竖直埋管换热器，其特征在于：所述竖直供水支管设有2~6根，在底部柱形接头上设有相同数量的供水直管。
3.根据权利要求1所述的多供一回中心回水管竖直埋管换热器，其特征在于：所述回水管采用管中管保温，保温方式还包括管中管橡塑隔热层、管中管空气隔热层或管中管真空层低辐射膜保温的任一种。
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