專利名稱：熱管式埋地換熱裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱交換設備，具體涉及一種利用熱管技術的新型水平埋管換熱器。
背景技術：
隨著能源危機的日益緊迫，節能技術的研究和應用得到了很快的發展。其中利用地表下具有良好溫度性質的土壤作為熱泵熱源(或冷源)的技術已被廣泛地應用。這是因為在制冷或制熱時，土壤源的溫度特性要比空氣源的溫度特性優越，使得地源熱泵比空氣源熱泵的節能性更好。作為地源熱泵主要的設備之一就是埋管式熱交換器，現有地下埋管的形式主要分為水平式和垂直式兩種，但是每種形式都有各自的不足(1)水平式埋管造價較低，但是占地很大；(2)垂直式埋管占地較小，但是造價較高。鑒于這兩種埋管方式都有不盡人意之處，所以開發一種既可以提高換熱效率又能減少占地面積的可靠、穩定、埋管換熱器裝置，已成為目前之必需。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用熱管技術的埋管換熱裝置，使其既可以提高換熱效率、又能減少占地面積。
本發明的結構原理如附圖1、2所示。熱管式埋地換熱裝置，其埋地換熱器的換熱方式由水平埋管1和重力熱管2兩部分組合構成。水平埋管1與熱管重力熱管2是分離的，重力熱管2垂直埋裝于土壤中的水平埋管1的正下方，重力熱管最上端距水平埋管0.5m。重力熱管2采用的工作介質為乙醇，乙醇在熱管的底部即蒸發段3吸收熱管下端周圍土壤的熱量蒸發變成乙醇蒸氣，乙醇蒸汽循環到熱管的冷凝段4放出潛熱，凝結為液體。乙醇液化釋放出的潛熱通過熱管管壁傳遞給熱管上端周圍的土壤，使得土壤的溫度升高，即通過土壤將熱量傳遞給水平埋管1中的循環介質，本發明中水平埋管1中灌充的介質為水。熱管2中冷凝后的乙醇在重力的作用下沿內壁回流到熱端再吸熱蒸發，如此循環往復，將土壤的熱量不斷與埋管換熱器進行熱交換。通過熱管的換熱，把熱管下端土壤周圍的熱量傳遞到熱管上端的土壤中。熱管換熱是隨工作介質的相變運行，因此傳熱能力很強，所以用熱管來提高地下埋管的換熱性能，利用更深層的土壤代替一部分水平方向土壤的容熱，使深層土壤與淺層土壤的傳熱變得容易，改善水平埋管換熱的不利因素。
本發明的有益效果在于強化了地源熱泵水平埋管與深層土壤的換熱效能，減少水平埋管的占地面積，在保證換熱量的條件下能夠節省占地47％。具有結構簡單、穩定、高效、可靠的優點。
附圖1為本發明的結構示意圖。附圖2為重力熱管換熱器工作原理圖。
圖中水平埋管-1；熱管-2；熱管蒸發段-3；熱管冷凝段-4；熱管絕熱段-5。
具體實施例方式
實施前，首先選擇熱管的工作范圍。冬季，水平埋管中載冷劑大多為水，為防止水平埋管中的水結冰而發生阻塞現象，影響整體系統的正常工作，本實施例熱管的工作介質采用乙醇。由于熱管埋設在土壤中，所以有可能對殼體產生腐蝕，因此本實施例熱管的管材選用了不銹鋼。熱管的長度為3m，直徑為0.2m的重力式熱管。熱管2埋藏于水平埋管1的正下方，最上端距水平埋管距離為0.5m，水平埋管管間距為1.5m，熱管群的占地面積與水平埋管的占地面積相同。安裝時，先插入重力熱管2，再在距熱管上端0.5m處鋪設好水平埋管1即可。本方案實施在天津地區建筑面積為1000m2的建筑中，該建筑單位面積的熱負荷為60W/m2，建筑的總熱負荷為60KW。水平埋管的地熱換熱器單位管長的傳熱量為30W/m，該建筑為滿足供暖所需，其地下埋管的總管長為2000m。不采用熱管方案，管間距為1.5m，水平埋管的總占地面積為3000m2，采用熱管的方案，管間距為0.8m，總的占地面積為1600m2，減少了47％。由此可見本實施例與普通埋地換熱方式比較，在相同的傳熱量情況下，采用本發明方案，減少了47％的占地面積，因此有效達到了增強了換熱的目的。
權利要求
1.熱管式埋地換熱裝置，其特征是埋地換熱器的換熱方式由水平埋管(1)和重力熱管(2)兩部分組合構成，水平埋管(1)與熱管重力熱管(2)分離，重力熱管(2)垂直埋裝于土壤中的水平埋管(1)的正下方，重力熱管最上端距水平埋管0.5m。
全文摘要
本發明具體涉及一種利用熱管技術的新型水平埋管換熱裝置。熱管式埋管換熱裝置主要由水平埋管和熱管兩部分組成，水平埋管與熱管重力熱管分離，重力熱管垂直埋裝于土壤中的水平埋管的正下方，重力熱管最上端距水平埋管0.5m。本發明的有益效果在于，強化了地源熱泵水平埋管與深層土壤的換熱效能，減少水平埋管的占地面積，本實施例與普通埋地換熱方式比較，在相同的傳熱量情況下，減少了47％的占地面積，因此有效達到了增強了換熱的目的，并具有結構簡單、穩定、高效、可靠的優點。
文檔編號F25B30/06GK1693823SQ20051001353
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月20日 優先權日2005年5月20日
發明者鄭宗和, 楊玉忠, 葛昕, 高金水 申請人:天津大學