一种单元式地埋管换热器的制作方法

本实用新型涉及地埋管换热器。尤其涉及一种通过对地埋管换热器的集成并标准化形成一种单元式地埋管换热器。

背景技术：

由于现在垂直地埋管钻孔过程中普遍采用湿法作业，在钻孔完成后孔内充满水，而地埋管所使用的换热器材料即埋管材料普遍采用高密度聚乙烯管（HDPE100），其密度为0.941~0.960 g/cm³（0.941~0.960x10³ kg/m³），比重比水轻，导致在敷设PE管时由于浮力大于其重力（即使管内充水的情况下），下管施工难度相当大，有些施工人员在施工时偷工，下管深度达不到设计要求，进而影响换热效果。同时，由于传统施工方法均是将换热管材PE管在现场进行加工，回填，施工周期长。且按钻孔的深度来决定换热管材的长度，导致单根换热管道过长，在下管的过程中换热管经常是弯弯曲曲的，与回填材料（如沙子、膨润土等）结合也不是很好，影响换热效率，质量无法保证。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是提供一种单元式地埋管换热器，该地埋管换热器可以使埋管换热器集成化、标准化，使用时可以大大降低埋管的施工难度及缩短施工周期，同时保证施工质量。

本实用新型提供的技术方案是：一种单元式地埋管换热器，包括两端封堵的螺旋钢管和二根高密度聚乙烯管，所述二根高密度聚乙烯管对称设置于螺旋钢管内且每根高密度聚乙烯管的二端分别经螺旋钢管的两端穿出，所述螺旋钢管内高密度聚乙烯管与螺旋钢管之间的空隙填充有回填材料，所述螺旋钢管内设有将二根高密度聚乙烯管固定定位的管卡。

所述螺旋钢管外壁焊接连接有4个六角螺母，4个六角螺母对称分布在螺旋钢管外周壁。

本实用新型采用上述结构，通过将地埋管换热器进行集成、标准化，形成一定长度的换热单元。使用时根据钻孔的深度选择若干个换热器单元进行串联连接。每个换热器单元直接利用预留的PE管接头进行热熔连接，然后形成一个需要长度的地埋管换热器。最后，利用吊车或者塔吊将换热器落位于钻孔内，进而完成垂直埋管的敷设。本实用新型可以大大降低埋管的施工难度及缩短施工周期，同时保证施工质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的俯视放大图。

图3为本实用新型的装配示意图。

具体实施方式

参见图1-3，本实用新型包括两端通过钢板2封堵的螺旋钢管4和二根高密度聚乙烯管1，所述二根高密度聚乙烯管1对称设置于螺旋钢管4内且每根高密度聚乙烯管1的二端分别经螺旋钢管4的两端穿出，所述螺旋钢管4内高密度聚乙烯管1与螺旋钢管2之间的空隙填充有回填材料5，所述螺旋钢管4内设有将二根高密度聚乙烯管1固定定位的管卡6。

所述螺旋钢管4外壁焊接连接有4个六角螺母3；4个六角螺母对称分布在螺旋钢管4外周壁。

本实用新型采用上述结构，首先，将地埋管换热器进行集成、标准化，形成一定长度（如12米）的换热单元。具体内容如下：以单U埋管为例，将2根12.3米长的PE管（如D32X2.9）对称布置于12米长的螺旋钢管（如D108x4）内侧壁，为保证2根PE管在钢管内的相对位置和垂直度，在每隔3米的位置设置一个PE管卡，然后在PE管与钢管之间的空隙填充回填材料（本次以细沙子为回填材料），回填完毕后钢管两个端头用钢板封堵。即完成一个换热器单元的制作。每个换热器单元均在工厂进行加工完成，工地仅进行连接、落位，具体结构详附图1和附图2。

其次，根据钻孔的深度选择若干个换热器单元进行串联连接，比如钻孔深度100米，可以选择8个换热器单元进行串联。每个换热器单元直接利用预留的PE管接头进行热熔连接，然后形成一个96米长的地埋管换热器。

最后，利用吊车或者塔吊将96米长的换热器落位于钻孔内，为防止起吊时PE管之间的热熔连接受力断裂，在每个换热器单元的钢管外壁焊接4个六角螺母，每个换热器单元在PE管热熔连接完成后再利用4根螺栓对外套钢管进行固定连接，这样可以利用螺栓的刚性来保护PE管的热熔连接处，防止各换热器单元断裂，进而完成垂直埋管的敷设。详附图3。

如前所述，PE管的密度为0.941~0.960x10³ kg/m³，本次计算取值0.95x10³ kg/m³；钢管的密度为7.85x10³ kg/m³；由于不同沙子的密度一般是不同的，同时由于细沙之间有空隙，因此本次计算采用比较保守的密度值1.6x10³ kg/m³；水的密度取值1.0x10³ kg/m³。经计算，一个12米长的换热器单元总重量（PE管内充水）=钢管的重量+PE管的重量+ PE管内充水的重量+沙子的重量，

钢管的重力：

= 1205.869N

2根PE管的重力：

= 61.03934N

PE管内水的重力：

=124.81123N

沙子的的重力：

= 1277.358N

式中：

R1---钢管的外半径，54mm；

R2---钢管的内半径，50mm；

r1---PE管的外半径，32mm；

r2---PE管的内半径，26mm；

即一个换热器单元的重力为：

1205.869+61.03934+124.81123+1277.358=2669.077N

一个换热器单元所受到的浮力为：

=1076.77N

从上式中可以看出一个换热器单元所受的重力2669.077N大于其所受的浮力1076.77N，因此其在下管的过程应该是比较顺利的。

本实用新型的特点：

将地埋管换热器进行标准化，节约现场施工时间。

降低施工难度，缩短工期。

保证换热效果，有效控制施工质量。

可以根据需要调整PE管的管径、管内之间的间距、回填材料，进而调整换热器单元的换热系数。