CN108151344A - 一种单u形埋地换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单U形埋地换热器，包括两根地埋管和连接两根地埋管底部的U形弯头，还包括一用于使两根地埋管保持不接触状态的保持装置，所述保持装置包括支撑体、导向环、钢丝绳和收紧机构，所述支撑体与两根地埋管的顶部固定连接，所述导向环在两根地埋管的相对内侧分别设有多个，每根地埋管上的多个导向环沿地埋管的长度方向间隔分布，所述钢丝绳有两根，每根钢丝绳的下端与U形弯头的一端连接、上端穿过一根地埋管上的多个导向环上与设置在支撑体上的用于收紧钢丝绳的收紧机构连接。该结构的换热器，能保证地埋管周围的回填土壤都可以被压实，提高了回填材料的密实程度，避免了空气穴的产生，降低了回填材料的热阻，提高了传热效。

Description

一种单U形埋地换热器
技术领域
本发明涉及一种单U形埋地换热器。
背景技术
埋地换热器是利用地下土壤具有温度较为稳定的特性，通过深埋于建筑物周围土壤中的管路***与土壤之间进行热交换的装置。土壤中的管路***与建筑物内的管路***内分别通有循环流体，在冬天，土壤作为热源，循环流体吸收土壤中的热量，通过热泵机组提供给建筑物进行供暖；在夏天，土壤作为冷源，循环流体吸收建筑物内的热量，通过热泵机组向土壤排放。与传统的燃煤、燃气供暖方式和空调制冷方式相比，单U形埋地换热器仅需要消耗少量的电能，即可达到相同的供暖或制冷效果，运行费用低，且不产生任何有害物质，节能环保。
目前，埋地换热器主要包括两根地埋管和将两根地埋管的底部连通的U形弯头，地埋管是竖直向下***土壤中。为了避免两根地埋管交叉拧在一起，形成热短路，在两根地埋管之间还设置有管卡，以保证地埋管之间的水平间距。沿着地埋管的深度方向上，每隔2m至4m设置一个管卡，用于将两根地埋管分隔开并使其相对位置固定。在地埋管和管卡安装完毕，回填土壤的过程中，由于管卡的横向阻隔，极容易导致其下面出现空气穴，增加了回填土壤的热阻，导致传热效果恶化。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种单U形埋地换热器，使得两根地埋管之间不会发生相互缠绕，保证地埋管周围的回填土壤都可以被压实，提高回填材料的密实程度，避免空气穴的产生，降低了回填材料的热阻，提高了传热效率。
为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：一种单U形埋地换热器，包括两根地埋管和连接两根地埋管底部的U形弯头，还包括一用于使两根地埋管保持不接触状态的保持装置，所述保持装置包括支撑体、导向环、钢丝绳和收紧机构，所述支撑体与两根地埋管的顶部固定连接，所述导向环在两根地埋管的相对内侧分别设有多个，每根地埋管上的多个导向环沿地埋管的长度方向间隔分布，所述钢丝绳有两根，每根钢丝绳的下端与U形弯头的一端连接、上端穿过一根地埋管上的多个导向环上与设置在支撑体上的用于收紧钢丝绳的收紧机构连接。
进一步地，所述收紧机构包括一根与支撑体转动连接的收紧杆和用于使所述收紧杆保持将钢丝绳收紧的状态的锁定机构，每根钢丝绳的上端与所述收紧杆连接。
进一步地，所述锁定机构包括套设在所述收紧杆上的棘轮和通过一铰轴与支撑体铰接的用于与所述棘轮配合的棘爪，所述铰轴上套设有一个用于使棘爪与棘轮保持配合的扭簧。
进一步地，所述收紧机构还包括一个固定在支撑体上的壳体，所述收紧杆的下端穿过所述壳体，所述锁定机构位于壳体内。
本发明的有益效果：本发明的一种单U形埋地换热器，包括两根地埋管和连接两根地埋管底部的U形弯头，还包括一用于使两根地埋管保持不接触状态的保持装置，所述保持装置包括支撑体、导向环、钢丝绳和收紧机构，所述支撑体与两根地埋管的顶部固定连接，所述导向环在两根地埋管的相对内侧分别设有多个，每根地埋管上的多个导向环沿地埋管的长度方向间隔分布，所述钢丝绳有两根，每根钢丝绳的下端与U形弯头的一端连接、上端穿过一根地埋管上的多个导向环上与设置在支撑体上的用于收紧钢丝绳的收紧机构连接。该结构的换热器，能保证地埋管周围的回填土壤都可以被压实，提高了回填材料的密实程度，避免了空气穴的产生，降低了回填材料的热阻，提高了传热效。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为图1中的A部放大示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为导向环的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“固接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，一种单U形埋地换热器，包括两根地埋管10和连接两根地埋管10底部的U形弯头20，其中地埋管10为PE管，U形弯头20由不锈钢弯头或者铜弯头。还包括一用于使两根地埋管10保持不接触状态的保持装置，在保持装置的作用下，两根地埋管10大致保持竖直状态。所述保持装置包括支撑体30、导向环40、钢丝绳50和收紧机构60，所述支撑体30与两根地埋管10的顶部固定连接，具体地，支撑体30采用类似卡箍的结构实现与地埋管10的固定连接，所述导向环40在两根地埋管10的相对内侧分别设有多个，每根地埋管10上的多个导向环40沿地埋管10的长度方向间隔分布，具体地，在每根地埋管10上每隔2～4m固定一个导向环40，导向环40包括套在地埋管10上的固定部41和与固定部41一体设置的导向部42，固定部41为卡箍式的结构，便于与地埋管10连接，导向部42上开有使钢丝绳50穿过的通孔43，通孔43的直径略大于钢丝绳50的直径，所述钢丝绳50有两根，每根钢丝绳50的下端与U形弯头20的一端连接、上端穿过一根地埋管10上的多个导向环40上与设置在支撑体30上的用于收紧钢丝绳50的收紧机构60连接，钢丝绳50与地埋管10一一对应设置，U形弯头20的两端设有用于与钢丝绳50连接的连接柱201。
工作原理：下管前，先将两根地埋管10的底部与U形弯头20连接，另外将两根钢丝绳50的下端分别与U形弯头20两端的连接柱201连接，然后向钻孔70中下管，每隔2～4m在每根地埋管10上固定一个导向环40，在地埋管10上固定导向环40时，应尽量保证同一根地埋管10上的所有导向环40上的通孔43的轴线共线。同时将钢丝绳50的上端穿过该导向环40，然后接着将地埋管10往下送2～4m，接着又在每根地埋管10上固定一个导向环40，经过多次重复操作后，U形弯头20抵达钻孔70的底部，然后将支撑体30与两根地埋管10的顶部固定连接，接着将钢丝绳50的上端与收紧机构60连接，通过收紧机构60逐渐地将钢丝绳50收紧，钢丝绳50被收紧的过程中带动地埋管10一起运动，从而将两根地埋管10分开、且两根地埋管10都大致保持竖直状态，最后再向钻孔70内回填土壤。
本发明的单U形埋地换热器，没有了管卡的横向阻隔，保证地埋管10周围的回填土壤都可以被压实，提高回填材料的密实程度，避免空气穴的产生，降低了回填材料的热阻，提高了传热效率。
作为上述方案的进一步改进，所述收紧机构60包括一根与支撑体30转动连接的收紧杆61和用于使所述收紧杆61保持将钢丝绳50收紧的状态的锁定机构62，每根钢丝绳50的上端与所述收紧杆61连接。优选收紧杆61的下端穿过支撑体30至支撑体30的下方，钢丝绳50的上端与收紧杆61的下端连接，这样钢丝绳50的上端不用穿过支撑体30。收紧杆61的上端可以设置一个便于转动收紧杆61的手轮64。通过转动收紧杆61来将钢丝绳50收紧，操作方便。
作为上述方案的进一步改进，所述锁定机构62包括套设在所述收紧杆61上的棘轮621和通过一铰轴623与支撑体30铰接的用于与所述棘轮621配合的棘爪622，所述铰轴623上套设有一个用于使棘爪622与棘轮621保持配合的扭簧624，扭簧624的两端分别与棘爪622和支撑体30抵接。棘爪622与棘轮621的配合，使得收紧杆61只能向将钢丝绳50收紧的方向转动，从而可以实现一直将钢丝绳50保持为收紧状态，而且操作方便。
作为上述方案的进一步改进，所述收紧机构60还包括一个固定在支撑体30上的壳体63，所述收紧杆61的下端穿过所述壳体63，所述锁定机构62位于壳体63内。优选地，所述壳体63固定在支撑体30的上表面。当然，收紧杆61的上端位于壳体63的上方。设置壳体63，可以避免在向钻孔70内回填土壤时，土壤落入到棘轮621与棘爪622之间，从而影响棘轮621与棘爪622的工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种单U形埋地换热器，包括两根地埋管和连接两根地埋管底部的U形弯头，其特征在于：还包括一用于使两根地埋管保持不接触状态的保持装置，所述保持装置包括支撑体、导向环、钢丝绳和收紧机构，所述支撑体与两根地埋管的顶部固定连接，所述导向环在两根地埋管的相对内侧分别设有多个，每根地埋管上的多个导向环沿地埋管的长度方向间隔分布，所述钢丝绳有两根，每根钢丝绳的下端与U形弯头的一端连接、上端穿过一根地埋管上的多个导向环上与设置在支撑体上的用于收紧钢丝绳的收紧机构连接。
2.根据权利要求1所述的单U形埋地换热器，其特征在于：所述收紧机构包括一根与支撑体转动连接的收紧杆和用于使所述收紧杆保持将钢丝绳收紧的状态的锁定机构，每根钢丝绳的上端与所述收紧杆连接。
3.根据权利要求2所述的单U形埋地换热器，其特征在于：所述锁定机构包括套设在所述收紧杆上的棘轮和通过一铰轴与支撑体铰接的用于与所述棘轮配合的棘爪，所述铰轴上套设有一个用于使棘爪与棘轮保持配合的扭簧。
4.根据权利要求3所述的单U形埋地换热器，其特征在于：所述收紧机构还包括一个固定在支撑体上的壳体，所述收紧杆的下端穿过所述壳体，所述锁定机构位于壳体内。
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