专利名称：地源热泵用地下换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调换热装置，特别是地源热泵空调地下换热器。
在已有技术中，地源热泵空调地下换热器，通常是采用镀锌钢管或铝塑管，利用水通过埋在地下的换热管子将热量经过管壁与土壤进行热交换。这类散热器虽然简单易行，但换热效果不佳，这是由于土壤的热阻很大，不能迅速地散去水管内的热量，因此效率不高。
本实用新型的目的是提供一种换热效率高的地下换热器。
为了实现上述目的，本实用新型由换热水管、换热片、安装片、相变材料、材料袋、水和换热袋组成；换热片和安装片贴装于换热水管上，相变材料装于材料袋中，材料袋和水一并装入换热袋中，换热袋紧贴在换热片上。材料袋外隔一定距离用绳子扎紧，形成间隙，便于水循环流动。
由于本实用新型利用了对流换热和相变换热的原理，改进了通常的地下换热器，使换热效率大幅度提高。
本实用新型高效地源热泵有下列特点1.换热水管、换热片的热量，通过换热袋中的水对流迅速地把热传递给土壤，利用了对流传热。
2.夏季利用相变材料袋中Na2SO4·10H2O的相变点32.23°使换热袋温度不会进一步升高，而且相对恒定，可实现白天制冷时，换热片放热，硫酸钠溶化，晚间制冷负荷减少或消失，并由于气温下降，故硫酸钠放热而固化，第二天又可实现向换热片吸热，利用了硫酸钠的相变换热。
3.冬季利用换热袋中H2O的相变点0℃，当水渐渐结成冰的时候，放出热量，可用作冬季室内制热，这里利用了水的相变换热。并且由于冰的导热系数是水的四倍，因此部分结冰后传热反而更好。
4.换热袋内对流的水，把热量迅速传到换热袋外表面，原来换热片与土壤的热阻较大，现因换热袋外表面积远大于换热片外表面，使土壤对换热片的换热效率提高，总的热阻得以减少。
5.整体上，这是利用地源的热量，使用了换热袋和相变材料袋有效地提高了热交换效率，因此是高效地源热泵地下换热器。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是地源热泵用地下换热器组成原理图图2是
图1的A-A剖面图
图1中所示，本实用新型由换热水管1、换热片2、安装片3、相变材料4、材料袋5、水6、换热袋7组成。换热片2和安装片3贴装于换热水管1上，安装换热片2前先在换热水管1上刮涂导热硅脂以减少热阻；相变材料4装于材料袋5中，材料袋5和水6一并装入换热袋7中，换热袋7紧贴在换热片2上；材料袋5外隔一定距离用绳子8扎紧，形成间隙，便于水6循环流动。由聚乙烯或聚丙烯制成的两个件7分别紧贴在件2的上下部，在每个件7的内部装有两个呈U形的件5(见图2)。为了让件7和件5中的液体对流，件7和件5的长度要远大于与件2的接触长度，使液体有冷热差，形成自然对流。
其工作原理如下件2的温度通过件7壁传到件7中的件6里，由于件7中的件6是可以对流的，因此件2的热量被件6的对流迅速传到远处。件7的表面积很大，与土壤接触的热阻小，使换热效率提高。
在件2向件7传热过程中，件7中的件6温度上升，于是件2与件7的温差变小，渐渐地件2就不容易将热量换出。为此，本实用新型又在件7中设置了U型的件5，在一个件7中放置2个件5，与件2紧贴的上下两个件7中就有4个U型件5，件4是一种固态转变为液态时要吸收热量，液态转变为固态时要放出热量的物质。本实用新型使用的件4是廉价的硫酸钠Na2SO4·10H2O，相变点温度为32.23℃，价格每500克少于0.1元。
本实用新型的件7内部安装的件5，使件7在很大程度上变成了在相变点附近的恒温器。因为如果夏季空调器制冷，件2就要放出热量(这个热量是从空调房间里置换出来的)使件7温度升高。但只要超过件4相变点温度32.23℃，件7中的件4就会溶化，而要使件4在相变点升温溶化，就必须使件4吸收大量的潜热，因此件4使件7始终保持在32.23℃左右，不会进一步升高温度，这使件2能够继续保持良好的换热环境和高效率地换热。到了冬季，室内要制热，于是这个热量要通过件2及件7吸取件6、件4的热量，当件6温度下降接近相变点时，件6逐渐固化成冰，释放出大量的潜热，因此件6使件7始终保持在0℃左右，不会进一步降低温度，这也使件2能够继续保持良好的换热环境和高效率地换热。
使用相变材料的优点是利用相变点附近温度恒定的特点，使空调换热器的热量交换不单纯依靠向地源土壤交换而且可向相变材料交换，特别在要求迅速换热的时候，以及在白天制冷，夜间利用土壤温度下降，使相变材料复原成固态的优点，使第二天白天又可迅速重复利用相变材料溶化吸热而换热。达到空调器廉价的室外地源热泵散热效果。
此地源热泵地下换热器，最终是向大地交换热量，它埋入地下，为了节省费用，建议在进行基本建设时，安排在建筑物中间的草坪下面，利用建筑的回填土埋入该换热器，埋入后，上层的土壤厚度最好在0.5～1米左右，过浅效果差，过深费用太高。
权利要求1，一种地源热泵用地下换热器，由换热水管、换热片、安装片组成，其特征在于它还有相变材料、材料袋、水和换热袋；换热片和安装片贴装于换热水管上，相变材料装于材料袋中，材料袋和水一并装入换热袋中，换热袋紧贴在换热片上。
2，根据权利要求1所述的地源热泵用地下换热器，其特征在于所述材料袋外隔一定距离用绳子扎紧，形成间隙。
3，根据权利要求1所述的地源热泵用地下换热器，其特征在于所述相变材料是硫酸钠(Na2SO4·10H2O)。
专利摘要本实用新型公开了一种地源热泵用地下换热器，它由换热水管、换热片、安装片、相变材料、材料袋、水和换热袋组成；换热片和安装片贴装于换热水管上，相变材料装于材料袋中，材料袋和水一并装入换热袋中，换热袋紧贴在换热片上。该方案利用了对流换热和相变换热的原理，使地源热泵空调器的换热效率大幅度提高。
文档编号F28D15/00GK2569085SQ0227651
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月18日 优先权日2002年9月18日
发明者刘永言 申请人:成都希望电子研究所