專利名稱：一種地源熱交換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種地源空調的地下熱交換器，特別是一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統。
背景技術：
隨著科學技術的發展及人民生活水平的不斷提高，人們對環境舒適程度的要求越來越高，供暖、供冷所需的能量消耗在總的能量消耗中所占的比重越來越大。由于燃料使用量的增加，加重了全球范圍內的環境污染。現在合理的利用太用能、地源能等可再生能源成了必然的選擇。當前對于在空調領域中的地源空調對于淺層地源的利用主要分為土壤源空調和地下水源空調兩種方式。土壤源空調的地下系統需要在地上鉆孔，在孔內設置U型閉式換熱器，從周圍土壤中吸收能量，由于管路與土壤傳熱效果不好，需要鉆的孔很多，初投資很高，效率也較低；地下水源熱泵空調的地下系統雖然效率高，但是它需要抽取地下水，對地下水的水文地質將會造成難以恢復的影響，并且只能應用在地下水充足又能夠順利回灌的地區。這兩種地熱能的利用都有一定的局限性。
發明內容
本發明目的是提供一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統，這種地下系統避免了建造數量眾多的鉆孔，并且無需抽取地下水而是采用熱管技術，通過熱管，實現對地下土壤中能量的采集。本系統主要由地下導熱管、導氣管、淋液環管、進液管、液泵、出液管和一些導熱附件構成；地下導熱管上端連接口徑較細的導氣管，下端深入地下恒溫層中，處在地下恒溫層的地下導熱管外圍安裝導熱附件導熱翅片；地下導熱管內壁上焊接用來加大受熱面積的內槽，內槽下部到達地下導熱管底部，上端和淋液環管接觸；淋液環管是一個底部向外翻出的圓環，安裝在地下導熱管上部，淋液環管底部圓半徑略小于地下導熱管半徑，淋液圓環和地下導熱管壁組成了一個沒有完全密封的儲液空間，以便留下淋液縫使液體冷凝劑向下滲透；進液管從地下導熱管上端的邊側插入和淋液環管連通；出液管從地下導熱管上端的導氣管旁側插入直達地下導熱管底部，然后與防水液泵連接，進液管和出液管在地面上部的端口通過三通閥匯合后聯通導液管；防水液泵安裝在地下導熱管底部，通過與地下導熱管內壁連接的支架固定。當該地源熱交換系統進行吸熱時，地面上的三通閥開通進液管支路，關閉出液管支路。低溫液態冷凝劑從進液管流入淋液環管中，然后從淋液縫順著地下導熱管壁慢慢向下滲透，由于滲透速率小、數量少，所以滲透下的低溫液態冷凝劑一直順著地下導熱管壁的內槽下落，進入地下恒溫層后通過地下導熱管壁的熱量傳遞，低溫液態冷凝劑吸收熱量變成氣態，根據氣態物質自身的物理性質上升，通過導氣管進入地面空調系統中，該地下熱交換系統吸熱過程完成。
當該地源熱交換系統進行放熱時，地面上的三通閥開通出液管支路，關閉進液管支路。氣態冷凝劑由于空調地面上的動力系統通過導氣管向地下導熱管運動，進入地下導熱管后，氣態冷凝劑通過地下導熱管壁和地下恒溫層進行熱交換，氣態冷凝劑變成液態落入地下熱交換器底部，通過安裝在地下熱交換器底部的防水液泵把液態冷凝劑輸送到地面空調系統中，該地下熱交換系統放熱過程完成。
圖一地下熱交換系統整體結構圖； 圖二 地下熱交換系統中部剖面地表變溫層；2、地下恒溫層；3、絕熱介質；4、導熱介質；5、防水液泵；6、液泵支架；7、 導熱翅片；8、地下導熱管；9、淋液縫；10、淋液環管；11、導氣管；12、進液管；13、出液管； 14、內槽；15、三通閥；16、導液管。
實施例本系統主要包括地下導熱管(8)、導氣管(11)、淋液環管(10)、進液管(12)、液泵 (5)、出液管(13)和一些導熱附件構成；地下導熱管(8)上端連接口徑較細的導氣管(11)， 下端深入地下恒溫層(2 )中，處在地下恒溫層(2 )的地下導熱管(8 )外圍安裝導熱附件導熱翅片(7)，內部管壁上焊接用來加大受熱面積的內槽(14)，內槽(14)下部到達地下導熱管底部，上端和淋液環管(10)接觸；淋液環管(10)是一個底部向外翻出的圓環，安裝在地下導熱管(8)上部，淋液環管(10)的底部圓半徑略小于地下導熱管(8)半徑，淋液環管(10)環壁和地下導熱管壁組成了一個沒有密封的儲液空間，以便留下淋液縫(9)使液體冷凝劑向下滲透；進液管(12)從地下導熱管(8)上端的邊側插入和淋液環管(10)連通；出液管(13) 從地下導熱管(8)上端的導氣管(11)旁側插入直達地下導熱管(8)底部，然后與防水液泵 (5)連接，進液管(12)和出液管(13)在地面上部通過三通閥(15)匯合后聯通導液管(16); 防水液泵(5)安裝在地下導熱管底(8)部，通過與地下導熱管內壁連接的支架(6)固定。當該地源熱交換系統進行吸熱時，地面上的三通閥(15)開通進液管(12)支路，關閉出液管(13)支路。低溫液態冷凝劑從進液管(12)流入淋液環管(10)中，然后從淋液縫 (9)順著地下導熱管(8)內壁慢慢向下滲透，由于滲透速率小、數量少，所以滲透下的低溫液態冷凝劑一直順著地下導熱管(8 )內壁的內槽(14 )下落，進入地下恒溫層(2 )后通過地下導熱管壁的熱量傳遞，低溫液態冷凝劑吸收熱量變成氣態，根據氣態物質自身的物理性質上升，通過導氣管(11)進入地面空調系統中，該地下熱交換系統吸熱過程完成。當該地源熱交換系統進行放熱時，地面上的三通閥(15)開通出液管(13)支路，關閉進液管(12)支路。氣態冷凝劑由于空調地面上的動力系統通過導氣管(11)向地下導熱管(8)運動，進入地下導熱管(8)后，氣態冷凝劑通過地下導熱管(8)壁和地下恒溫層(2) 進行熱交換，氣態冷凝劑變成液態落入地下導熱管(8 )底部，通過安裝在導熱管(8 )底部的防水液泵(5)把液態冷凝劑輸送到地面空調系統中，該地下熱交換系統放熱過程完成。
權利要求
1.一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統，主要包括地下導熱管(8)、導氣管 (11)、淋液環管(10)、進液管(12)、液泵(5)、出液管(13)和一些導熱附件構成；地下導熱管 (8 )上端連接口徑較細的導氣管(11)，下端深入地下恒溫層(2 )中，處在地下恒溫層(2 )的地下導熱管(8)外圍安裝導熱附件導熱翅片(7)，內部管壁上焊接用來加大受熱面積的內槽(14)，內槽(14)下部到達地下導熱管底部，上端和淋液環管(10)接觸；淋液環管(10)是一個底部向外翻出的圓環，安裝在地下導熱管(8)上部，淋液環管(10)的底部圓半徑略小于地下導熱管(8)半徑，淋液環管(10)環壁和地下導熱管壁組成了一個沒有密封的儲液空間，以便留下淋液縫(9)使液體冷凝劑向下滲透；進液管(12)從地下導熱管(8)上端的邊側插入和淋液環管(10)連通；出液管(13)從地下導熱管(8)上端的導氣管(11)旁側插入直達地下導熱管(8)底部，然后與防水液泵(5)連接，進液管(12)和出液管(13)在地面上部通過三通閥(15)匯合后聯通導液管(16)；防水液泵(5)安裝在地下導熱管底(8)部，通過與地下導熱管內壁連接的支架(6)固定。
2.根據權利要求1所述的一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統，其特征在于 所述地下導熱管(8 )深入地下恒溫層(2 )中，處于地下恒溫層(2 )的導熱管(8 )外壁焊接導熱翅片(7)，然后在處于恒溫層(2)中的導熱管(8)外壁周圍填埋導熱介質(4)，地下導熱管 (8 )處于地表變溫層(1)的外壁周圍填埋絕熱介質(3 )。
3.根據權利要求1所述的一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統，其特征在于 所述進液管(12)和出液管(13)在地面通過三通閥(15)匯合到導液管(16)，當液體進入時， 三通閥(15)開通進液管(12)支路，出液管(13)支路斷開；當液體流出時，三通閥(15)開通出液管(13)支路，進液管(12)支路斷開。
4.據權利要求1所述的一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統，其特征在于所述淋液環管(10)底部圓半徑略小于地下導熱管(8)半徑，兩者差值由所述系統功率大小而定。
全文摘要
一種適用于地源空調的豎式地下熱交換系統，主要包括導液管、三通閥、進液管、液泵、出液管、導氣管、淋液環管、地下導熱管和一些導熱附件構成。地下導熱管下端深入地下恒溫層中，導氣管和地下導熱管上部連接，出液管在導氣管旁側插入地下導熱管直達其底部，出液管的下端連接防水液泵；進液管從密封的導熱管上端邊緣插入和淋液環管連接，進液管和出液管在地面上部通過三通閥匯合聯通導液管，這樣就組成了一種通過冷凝介質采集地源能量的豎式地下熱交換系統。
文檔編號F28D15/02GK102364289SQ201110309078
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者丁式平, 祝長宇 申請人:北京德能恒信科技有限公司