一种相变蓄热型地埋管换热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种相变蓄热型地埋管换热器，属于土壤源热泵空调领域。相变蓄热型地埋管换热器由一个或多个相变蓄热型地埋管换热井组成，所述相变蓄热型地埋管换热井包括水循环U形管、相变蓄热管、相变蓄热材料和回填料；水循环U形管设置在钻井内，水循环U形管的进水管道与出水管道之间设置有至少一个相变蓄热管，相变蓄热管内填充相变蓄热材料，相变蓄热管的两端口密闭，钻井壁与水循环U形管之间、水循环U形管与相变蓄热管之间的空隙填充回填料。本发明通过提高钻井内蓄热能力和减少地埋管热短路，由此增强地埋管换热器的换热性能。
【专利说明】一种相变蓄热型地埋管换热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤源热泵空调领域，具体为一种相变蓄热型地埋管换热器。
【背景技术】
[0002]土壤源热泵空调系统通过地埋管换热器吸收地下土壤中的冷量和热量，实现建筑制冷供热，比常规空调供暖系统高效节能，是一项极具发展前途的可再生能源利用新技术。
[0003]地埋管换热器是土壤源热泵系统特有的设施，是关系到系统建设初投资和整体运行效率的最关键的部分。地埋管换热器的建设费用一般约占系统总建设费用的20?30%，这使土壤源热泵建设费用高于常规空调系统。由于地下土壤的恒温性，地埋管换热器吸收冷热量的效率高于常规系统，这决定了土壤源热泵空调系统具有的运行节能效果。由于地埋管换热器的建设成本很高，对地埋管换热器的技术改进主要体现在提高地埋管换热器性能，以降低系统建设费用方面。
[0004]地埋管换热器一般由一个或多个地埋管换热井组成，地埋管换热井内布置循环水管，并填充回填料。地埋管换热器的关键性能是换热井的换热性能。地埋管换热井的换热，按照区域分为地埋管钻井外换热和钻井内换热。地埋管钻井外换热的主要影响因素是地埋管井外的土壤热物性和地下水流动等地质情况，无法人为控制改变。钻井内影响换热性能的因素是，井内安置的地埋管形式和回填料。现有的回填料分为普通导热系数的回填料(如原浆回填)和高导热系数的回填料。高导热系数的回填料降低了钻井内换热热阻。中国发明专利说明书CN102351475公开了一种地源热泵专用灌浆回填材料，这种灌浆回填材料中含有金属及其化合物组份，使导热系数提高到2.8?5.6W/m-K。在地埋管形式上，现有的常规埋管形式为单U管和双U管，这两种形式都存在地埋管进水管与出水管之间热短路的不利情况。中国实用新型专利说明书CN2004002624130公开了一种地埋管的固定方式，这种方式通过弹簧固定钻井中的进水管和出水管，使两管间保持最大间距，以提高两管间热阻，减少热短路。
[0005]现有的提高地下埋管换热器热性能的手段，如上述专利文献，都是从强化换热、减少循环管间热短路角度出发，即单纯强化钻井内换热，没有考虑钻井内的蓄热性能对换热器热性能的影响，并进一步采取相应的改进措施。同时现有的地下埋管换热器的设计方法，将钻井内换热处理为稳态换热，没有考虑井内的蓄热性。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种相变蓄热型地埋管换热器，其目的在于，通过提高钻井内蓄热能力和减少地埋管热短路，由此增强地埋管换热器的换热性能。
[0007]一种相变蓄热型地埋管换热器，由一个或多个相变蓄热型地埋管换热井组成，相变蓄热型地埋管换热井包括水循环U形管、相变蓄热管、相变蓄热材料和回填料；水循环U形管设置在钻井内，水循环U形管的进水管道与出水管道之间设置有至少一个相变蓄热管，相变蓄热管内填充相变蓄热材料，相变蓄热管的两端口密闭，钻井壁与水循环U形管之间、水循环U形管与相变蓄热管之间的空隙填充回填料。
[0008]进一步地，所述水循环U形管为单U循环管或双U循环管。
[0009]所述一个或多个所述的相变蓄热型地埋管换热井的有效总深度L满足
【权利要求】
1.一种相变蓄热型地埋管换热器，由一个或多个相变蓄热型地埋管换热井组成，其特征在于，所述相变蓄热型地埋管换热井包括水循环U形管(I )、相变蓄热管(2)、相变蓄热材料(3)和回填料(4);水循环U形管(I)设置在钻井内，水循环(U)形管(I)的进水管道(11)与出水管道(12)之间设置有至少一个相变蓄热管(2)，相变蓄热管(2)内填充相变蓄热材料(3)，相变蓄热管(2)的两端口密闭，钻井壁与水循环U形管(I)之间、水循环U形管(I)与相变蓄热管(2 )之间的空隙填充回填料(4 )。
2.根据权利要求1所述的相变蓄热型地埋管换热器，其特征在于，所述水循环U形管为单U循环管或双U循环管。
3.根据权利要求1或2所述的相变蓄热型地埋管换热器，其特征在于，所述相变蓄热管采用塑料管材。
4.根据权利要求1或2所述的相变蓄热型地埋管换热器，其特征在于，所述相变蓄热材料采用石蜡类或无机盐类。
5.根据权利要求4所述的相变蓄热型地埋管换热器，其特征在于，在所述水循环U形管内平均水温为20~30°C时，所述相变蓄热材料采用石蜡族蓄热材料十八烷。
6.一种相变蓄热型地埋管换热器，其特征在于，所述一个或多个相变蓄热型地埋管换 热井的有效总井深L满足
【文档编号】F24F5/00GK103644682SQ201310651428
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】雷飞, 胡平放 申请人:华中科技大学