专利名称：夹层式同轴套管地下换热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地源热泵系统中的地下换热装置，特别是具有密封夹层的地下换热装置。
背景技术：
地源热泵技术由于节能、环保、运行成本较低等特点成为利用可再生能源技术的一个热点，地源热泵系统是把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，通过中间介质作为热载体，使中间介质在封闭环路中循环流动通过大地，实现与大地进行热交换的目的。其能量来源主要是地下常规地温能量，类型主要包括开式和闭式地源热泵系统。前者由于受到水文地质条件的影响，使用受到一定的限制，而后者主要是利用地下闭式换热器实现冷、热能的交换和存贮，已成为国际地源热泵协会推荐使用类型。
目前国内外常用的地源热泵闭式地下换热形式有水平埋管式、竖直套管式和竖直U型管式等。水平埋管式换热效率较低，占地面积较大；坚直U型管目前市场上普遍采用；竖直套管式换热效果较好，在相同边界条件下比U型管式的传热效率高15％左右。竖直套管式结构为在换热器外管内套装一根内管，内管底端部开口与外管相连，顶端与循环管路相连，外管两端密封，在顶端面上开一个口与循环管路相连。介质由循环管路外管开口进入换热管内，介质在外管内与大地进行热交换后，在换热管的底端面处流入内管，再经出口流出。
由于常规套管式换热器采用内、外两层管，并为同质管材，存在着严重的热短路现象，使地下换热系统的进、出口温差降低，削弱换热效果。有一些提高换热能力的技术方案，如在套管式换热器中加装导流片，换热管加装翅片和加装蓄热袋等，由于需特殊加工、制备和安装，局限性较大，不利于推广应用。再如CN2681047公开的一种套管式地下换热器，内管是由数根柔性管螺旋式绕制而成的螺旋芯管，虽然解决了热短路问题，仍存在导流内管导热介质回流时的热损失问题。因此，有效的降低套管式地下换热器的热短路、提高地下换热器换热能力并便于工程应用是一个非常重要的问题。
发明内容
本实用新型的目的就在于解决上述现有技术存在的不足，提供一种换热效果好的夹层式同轴套管地下换热装置。
本实用新型的技术方案为由换热外管、导流内管、中间隔热管三层管组成。中间隔热管与导流内管联成一体，换热外管与导流内管间为封闭的环腔。导流内管和换热外管上端分别与地源热泵循环管路进出口相通，换热外管底端封闭，导流内管下端开孔，与换热外管相通。导流内管外壁、中间隔热管外壁均设有导正环。
本实用新型的目的是通过以下方式实现的导流内管7与中间隔热管6之间为密封夹层，导流内管7与中间隔热管6的下端通过隔热管下堵头3密封，上端通过隔热管上堵头10密封，导流内管7和换热外管4的上端均设有与循环管路相连的开口，在中间隔热管6外壁设有导正环5，换热外管4的上部设有三通管8，导流内管7的下端为开口，并设有侧向孔2，换热外管4与中间隔热管6之间为环腔11，其上端通过导流管上堵头9熔接或粘接在一起。
本实用新型有益的效果这种夹层式同轴套管换热器，由于导流内管与中间隔热管采用夹层式作为隔热层，隔热效果好，能大大减少导流内管导热介质回流时的热损失，同时在中间隔热管外壁增加了导正环，一方面可以保证换热外管与中间隔热管的间距，有效防止外管与中间隔热管的接触导热，另一方面加强了流动扰动，利于换热。
附图及
附图1为夹层式同轴套管地下换热装置结构外型示意图；附图2为夹层式同轴套管地下换热装置结构剖面图；附图说明1换热井，2侧向孔，3隔热管下堵头，4换热外管，5导正环，6中间隔热管，7导流内管，8三通管，9导流管上堵头，10隔热管上堵头，11环腔.
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明换热外管4采用高密度聚乙烯或其它传热性能好的材料，导流内管7和中间隔热管6采用聚丙烯或其它隔热性能好的材料，导流内管7与中间隔热管6之间为密封夹层，密封夹层内可以是真空的，也可与填充隔热气体。导流内管7与中间隔热管6的下端通过隔热管下堵头3密封，上端通过隔热管上堵头10密封，导流内管7和换热外管4的上端均设有与循环管路相连的开口，在中间隔热管6或导流内管7外壁均设有导正环5，换热外管4的上部装有三通管8，导流内管7的下端为开口，并设有侧向孔2，侧向孔2也可以是槽，以保证中间隔热管6和导流内管7两管同轴。换热外管4与中间隔热管6之间为环腔11，其上端通过导流管上堵头9粘接在一起。
施工方法换热井1施工后，首先将换热管4底端封闭好，在上部接好三通管8，由于其较长将一部分下入井中，然后将装配好具有密封夹层的导流内管7和中间隔热管6套装入换热管4内，最后将导流管上堵头9与换热外管4进行熔接，导流管上堵头9与中间隔热管6之间采用胶粘，全部装配完成后将换热管4下到井底。
换热器工作介质从地表循环管路经换热外管4上端从三通管8流入，进入外管4与中间隔热管6之间的环腔11，通过换热外管4与换热井1进行热交换后，从导流内管7下端开口和侧向孔2流入导流内管7管内，上返后从导流内管7上端开口流出，回到地表循环管路系统中。工作方式也可以这样实现，工作介质从地表循环系统管路经导流内管7上端开口流入导流管内7中，从导流内管7下端开口和侧向孔2进入到换热外管4与中间隔热管6之间的环腔11内，通过换热外管4与换热井1热交换后从换热外管4的上端三通管8流入到地表循环管路系统中，形成闭式循环。
权利要求1.一种用于地源热泵系统中的地下换热装置，包括内管、外管，其特征在于导流内管(7)与中间隔热管(6)之间为密封空腔(11)，导流内管(7)与中间隔热管(6)的下端通过隔热管下堵头(3)密封，上端通过隔热管上堵头(10)密封，导流内管(7)和换热外管(4)的上端均设有与循环管路相连的开口，在中间隔热管(6)或导流内管(7)外壁设有导正环(5)，换热外管(4)的上部设有三通管(8)，导流内管(7)的下端为开口，并设有侧向孔或槽(2)，换热外管(4)与中间隔热管(6)之间为环腔，其上端通过导流管上堵头(9)熔接或粘接在一起。
专利摘要本实用新型公开一种应用于地源热泵系统中的地下换热装置，主要由换热外管、导流内管、中间隔管和导正环构成。中间隔管与导流内管两端密封，中部形成一定间隙的夹层，导流内管与中间隔热管及夹层形成一共同体，导流内管和换热外管上端分别与地源热泵循环管路进出口相通，换热外管下端封闭，导流内管下端开口并在下端管壁开有小孔。导流内管外壁加有导正环，防止导流内管与中间隔管紧贴在一起，在中间隔热管外壁加有导正环，一方面保证内外管的同心，防止中间隔热管与外管的接触，另一方面加强传热介质流动扰动，增强换热器的换热能力。有效地解决了双层同轴换热器的热短路现象，提高换热效率。
文档编号F28D7/10GK2842345SQ20052002929
公开日2006年11月29日 申请日期2005年10月11日 优先权日2005年10月11日
发明者孙友宏, 刘冬生, 赵大军, 吴晓含 申请人:吉林大学