一种U形地热换热器的制作方法

本实用新型属于地热开发和利用技术领域，尤其涉及一种U形地热换热器。

背景技术：

地热能是一种绿色、洁净、可再生的清洁能源、具有分布广、储量大等优点。地热能利用的形式分为：取热不取水型和抽取地下水型。取热不取水型地热能供热技术，通过封闭换热井，填充液体换热介质，通过换热介质将换热器所提取的热量传输至热泵设备机房，再分配至终端用户。运行成本低，节能环保性强等特点，但由于需要二次换热会造成温度损失，其取热量相当于抽灌式系统的25％～50％。抽取地下水型供热技术采用地热水井供热，地下水温度较高时可以直接供暖，温度低时可利用热泵供热，优点是：工艺简单、成本低，能效比高；缺点是：引起地下水位下降，地面沉降，形成地裂缝，且地下水回灌难度大，无法回灌的地下水大量排入城市排水管网，严重浪费水资源，在抽取地下水时，水泵需要克服井水水面到地面热泵机组的高差，造成水泵功率过大，运行费用过高。

技术实现要素：

针对上述背景技术的阐述，本实用新型提供一种U形地热换热器，通过不抽取地下水的闭式循环换热方式，主要解决现有抽水型地热能供暖水泵耗能大、回灌困难，非取水型取热量小的缺点。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种U形地热换热器，为密闭的壳管式结构，包括U形热管和U形换热管，所述U形换热管位于U形热管内，U形换热管的进水端和出水端分别伸出U形热管的U形两端。

上述技术方案中，所述U形热管包括为封闭式的热管本体、导液芯和热管导热工质，导液芯紧贴热管本体内壁，热管导热工质填充在导液芯内。

上述技术方案中，所述U形换热管位于U形热管内的中心轴位置。

上述技术方案中，所述U形换热管的进水端和出水端与位于地面的热泵机组相连形成闭式循环，通过水泵使U形换热管内的换热介质循环。

上述技术方案中，所述U形热管式换热器放置在换热井中。

本实用新型具有以下特点及有益效果：U形换热管的进出水与位于地面的热泵机组相连形成闭式循环，通过水泵使U形换热管内的换热介质在管内循环，从而吸取地热能作为热泵机组供热的热源。本实用新型能够提高常规U形管换热器的换热量，换热效率高，能够提高热泵系统的运行效率，是一种增强地热能换热效率的井下换热装置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本实用新型实施例的结构示意图。

其中，U形换热管1、出水端11、进水端12、U形热管2、热管管壁3、导液芯4、热管导热工质5、地热井6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型专利的附图，对本实用新型专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。

根据图1所示，作为实施例所示的一种U形地热换热器，包括U形换热管、U形热管、热管管壁、导液芯、热管导热工质和地热井。

U形热管式地热能增效换热器采用热管换热技术增强换热管的换热量，位于U形热管式换热器的下部为加热段，U形热管式换热器上端为放热段，U形热管式换热器包括为封闭式的热管本体、导液芯和热管导热工质、导液芯紧贴热管本体内壁，封闭式的热管本体被抽成负压后，热管导热工质填充在导液芯内，导液芯中充满液体后加以密封；U形换热管位于U形热管的中心轴位置，与热管形成壳管式结构。

热管式换热器换热原理为：在热管式换热器的加热段，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的放热段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力和重力的作用下，液体回流到底部蒸发段，这样就完成了一个闭合循环，换热过程为相变传热，热管内部为沸腾和凝结两种相变过程的结合，因沸腾和凝结都在饱和温度下进行，具有高表面传热系数，传热量大。

常规U形换热器直接浸泡在水中，与井水直接的换热过程为井水与管壁直接的自然对流和由管内外温差引起的导热传热。由于井水几乎处于静止状态，因此靠自然对流的换热量极小，只能靠温差传热。本实验新型采用的U形热管式换热器，将换热管包裹于热管内部，U形换热管的进水端和出水端与位于地面的热泵机组相连形成闭式循环，通过水泵使U形换热管内的换热介质循环。热泵机组蒸发器出来的换热介质经过地下供回水管进入U形换热管吸取U形热管的热量，再由循环水泵打入热泵机组，形成井下换热的闭式循环，热管内部为相变传热过程，能够大大增强换热管的表面换热系数。

以上所述，仅为本实用新型专利的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。