专利名称：水井地源空调换热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属丁地源空调系统技术领域，具体涉及一种适用冬冷夏热地区的水 井地源空调室外用换热装置。
背景技术：
基于特定的地理环境和人文经济，夏热冬冷地区的生活水平普遍较高，对居住 舒适和健康的需求也比较高。当气候变化时，为了保持室内环境始终处于人体感觉 舒适区域，需要提供冷、热量来抵消得热或失热。世界平均建筑能耗约占社会总能
耗的37%，我国建筑能耗约占社会总能耗的25%，夏热冬冷地区建筑能耗所占的比 例更高，且由于近年来住宅建筑迅速增多，建筑能耗也随之增大我国的《居住建筑 节能设计标准》中己明确指出"要重视太阳能、地热等再生能源的利用"。《中国生 态住宅技术评估手册》要求保证提供健康、舒适的市内环境的基础上，应采取有效 节能措施改善建筑的热工性能，降低建筑全年能耗；应积极采用对环境污染小的再 生能源，并提高空调等好惹系统的效率；最大限度地减少建筑对和对环境的影响， 以实现社会可持续发展。
地源热泵(GSHP)的概念在1912年的瑞士专利文献中已有出现，20世纪50年 代已在北欧一些国家的供热中得到实际应用。经过近50年的发展，地源热泵技术在 北美和欧洲已非常成熟，已是一种广泛采用的空调系统，针对地源热泵机组、地热
换热器以及系统的设计和安装有相应的标准、规范。我国地源热泵技术的研究始于
上世纪80年代，2005年建设部将地源热泵技术列入建筑业十项新技术，以推动地 源热泵技术的普及和发展。地源热泵(GSHP)是一种利用地下水、土壤、地表水等 地下浅层地热资源(即地能)，实现制冷、制热且能提供生活热水的高效节能空调系 统，地能分别作为供热的热源和供冷的冷源，系统中运行的热交换介质通过与换热 气连接的地埋换热管与地下水、土壤、地表水发生热交换，室内制冷时，将介质中 的热传给地下，而室内制热时从地下吸取热能。目前地源空调的换热装置主要是利 用水作为换热介质，替代了传统的使用空气作为换热介质的风冷方式，相比而言， 水冷方式具有省电、噪音小、换热效率高等优点。现有水冷方式换热中，其换热介 质基本通过打孔垂直埋设U形管和挖沟水平埋管与地能进行换热；或者是建造储能 水池进行换热，储能水池和地下土壤之间竖直安置换热管，换热管的上端安放在储 能水池中，下端被埋在地下土壤中，而且这些形式的换热管普遍为直条形结构，铺 埋的单位长度内换热面积小，为保证换热效率，必须有足够长度的管道，地埋铺设 的工程量大，容易受场地和经费的限制，建造成本高，施工周期长，阻碍了地源空 调的推广使用。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种能综合利用太阳能和地能，且可利用水井资源直接安 置、具有螺旋换热盘管结构的水井地源空调换热装置技术方案，以克服现有技术中 存在的问题。
所述的水井地源空调换热装置，包括换热器，换热器容纳空调的冷凝器或蒸发 器，其特征在于换热器进液端与水泵出液端相连，换热器出液端与设置于水井中的
换热盘管的进水引管连接，水泵进液端与换热盘管的出水引管连接，水泵与太阳能 光伏发电系统供电连接，所述的换热盘管的主体构件为一细长的空心管，该空心管中 间段设置成螺旋状结构，构成螺旋换热管，螺旋换热管上穿接设置支撑架，螺旋换热 管两头延伸的空心管分别构成进水引管、出水引管。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于由两个或两个以上设置于水井中的 换热盘管连接构成，各换热盘管并联连接。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述换热装置内灌装纯净水作为换 热介质。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的水泵与常规电源连接，常规 电源作为备用电源为水泵供电。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的太阳能光伏发电系统由太阳 电池组件、逆变控制器构成。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的进水引管、出水引管分别与 螺旋换热管的中心轴线平行，且螺旋换热管下端头延伸构成的出水引管从螺旋换热 管内穿出。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的支撑架由三根均匀设置通孔 的直杆构成。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述螺旋换热管螺旋距等于空心管 直径。
所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的空心管为PE塑料管。 所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的空心管直径为20-30mm，相应 的螺旋换热管的总长度为50-100m。
上述的水井地源空调换热装置设计新颖、结构合理，采用螺旋换热盘管结构， 使换热介质与井水有更充分的接触面，能按水井温度层有梯度地逐渐换热，提高换 热效率；以太阳能光伏发电系统直接驱动水泵，既优先利用太阳能，明显节约电能 和降低能耗，又避免了利用蓄电池产生的二次污染；装置的换热盘管直接固定在水 井中，并且由于季节的改变正好与井水温度改变吻合，使得换热装置内的换热介质 的流向始终如一，结构固定不变，安装施工方便，可减少工程量、縮短施工周期， 降低建造成本，有利于地源空调的推广使用。
图1为本实用新型连接结构示意图2为所述换热盘管结构示意图3为图2俯视结构示意图4为本实用新型应用于空调制热时的连接结构示意图； 图5为本实用新型应用于空调制冷时的连接结构示意图。
图中1—换热盘管、11—支撑架、12 —进水引管、12a—出水引管、13 —螺旋 换热管、2 —换热器、3_水泵、4一太阳能光伏发电系统、5 —常规电源、6 —水井。
具体实施方式以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明
水井换热的地源空调系统，当用于制冷时，起制冷作用的蒸发器设在室内，排 放热量的冷凝器设在室外；当空调用于制热时，起制热作用的冷凝器设在室内，排
放热量的蒸发器设在室外。工况互换时，在蒸发器和冷凝器之间通过设置四通阀切
换控制制冷剂的运行，从而达到蒸发器和冷凝器功能互换。
如图1、图2、图3所示，水井地源空调换热装置的换热器2容纳空调的冷凝器 或蒸发器，换热器2内灌装换热介质，换热器2进液端与水泵3出液端相连，换热 器2出液端与设置于水井6中的换热盘管1的进水引管12连接，水泵3进液端与换 热盘管l的出水引管12a连接。换热装置内灌装纯净水作为换热介质，由水泵3驱 动，作为换热介质的纯净水在换热盘管l、水泵3、换热器2之间循环流动，在换热 器2、水井6内分别进行热量交换。水泵3与太阳能光伏发电系统4正常供电连接， 并与常规电源5备用连接，太阳能光伏发电系统4由太阳电池组件、逆变控制器构 成，当太阳充足时，由太阳能光伏发电系统4直接驱动水泵3工作，当太阳不充足 时，自动转为常规电源5为水泵3供电。所述换热盘管1的主体构件为一细长的空 心管，采用PE塑料管等，该空心管中间段设置成螺旋状结构，构成螺旋换热管13, 螺旋换热管13螺旋距等于空心管直径，空心管的直径和螺旋部分的长度根据换热量 的需要设定， 一般空心管的直径为20-30mm，相应的螺旋换热管13的总长度为 50-100m。螺旋换热管13上穿接设置支撑架11，支撑架11由三根均匀设置通孔的 直杆构成，通过支撑架11可将换热盘管1安装固定在水井6内。螺旋换热管13两 头延伸的空心管分别构成进水引管12、出水引管12a，进水引管12、出水引管12a 分别与螺旋换热管3的中心轴线平行，且螺旋换热管13下端头延伸构成的出水引管 12a从螺旋换热管13内穿出。作为换热介质的纯净水从换热盘管高处的进水引管12 进入螺旋换热管13，在螺旋换热管13内螺旋向下流动，与井水有更充分的接触面， 而且自上而下有梯度地与井水换热，可以充分提高换热效率。
上述实施例中，根据空调整体换热量的需要，与换热器2、水泵3相连的换热
管可以由两个或两个以上设置于水井6中的换热盘管1连接构成，各换热盘管1并
联连接，进水引管12分别与换热器2出液端连接，出水引管12a分别与水泵3进液 端连接。
上述实施例中，换热盘管1采用符合国家标准GB/T13663《给水用聚乙烯(PE) 管材》要求的PE塑料管等，换热装置内灌装纯净水作为换热介质，将换热盘管1 直接安装在水井6内不会对进水产生污染，水井6可以保持正常的取水等使用。
当本装置应用的水井地源空调用于制冷时，换热器2容纳空调的冷凝器，连接 结构如图5所示；而当空调用于制热时，换热器2容纳空调的蒸发器，连接结构如 图4所示。
权利要求1.水井地源空调换热装置，包括换热器(2)，换热器(2)容纳空调的冷凝器或蒸发器，其特征在于换热器(2)进液端与水泵(3)出液端相连，换热器(2)出液端与设置于水井(6)中的换热盘管(1)的进水引管(12)连接，水泵(3)进液端与换热盘管(1)的出水引管(12a)连接，水泵(3)与太阳能光伏发电系统(4)供电连接，所述的换热盘管(1)的主体构件为一细长的空心管，该空心管中间段设置成螺旋状结构，构成螺旋换热管(13)，螺旋换热管(13)上穿接设置支撑架(11)，螺旋换热管(13)两头延伸的空心管分别构成进水引管(12)、出水引管(12a)。
2. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于由两个或两个以上 设置于水井(6)中的换热盘管(1)连接构成，各换热盘管(1)并联连接。
3. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述换热装置内灌 装纯净水作为换热介质。
4. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的水泵(3)与 常规电源(5)连接，常规电源(5)作为备用电源为水泵(3)供电。
5. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的太阳能光伏 发电系统(4)由太阳电池组件、逆变控制器构成。
6. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的进水引管 (12)、出水引管(12a)分别与螺旋换热管(3)的中心轴线平行，且螺旋换热管(13)下端头延伸构成的出水引管(12a)从螺旋换热管(13)内穿出。
7. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的支撑架(11) 由三根均匀设置通孔的直杆构成。
8. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述螺旋换热管(13)螺旋距等于空心管直径。
9. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的空心管为PE 塑料管。
10. 如权利要求1所述的水井地源空调换热装置，其特征在于所述的空心管直径 为20-30mm，相应的螺旋换热管(13)的总长度为50-100m。
专利摘要水井地源空调换热装置，属于地源空调系统技术领域。包括换热器，换热器容纳空调的冷凝器或蒸发器，其特征在于换热器进液端与水泵出液端相连，换热器出液端与设置于水井中的换热盘管的进水引管连接，水泵进液端与换热盘管的出水引管连接，水泵与太阳能光伏发电系统供电连接，换热盘管的主体构件为一细长的空心管，该空心管中间段设置成螺旋状结构，构成螺旋换热管，螺旋换热管上穿接设置支撑架，螺旋换热管两头延伸的空心管分别构成进水引管、出水引管。本装置换热效率高，明显节约电能和降低能耗，并避免利用蓄电池产生的二次污染，而且安装施工方便，可降低建造成本，有利于地源空调的推广使用。
文档编号F28D7/02GK201196535SQ200820085189
公开日2009年2月18日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者周鑫发, 巍 林 申请人:浙江省能源研究所