专利名称：高效扰动式地源热泵换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及暖通空调行业地源热泵领域及生活热水供应领域，具体的说是一种高效扰动式地源热泵换热器。
背景技术：
近几年来，节能已经成为潮流，环保已经成为不可阻挡的趋势。在建筑节能领域中，地源热泵作为一种节能、环保的中央空调系统，获得了飞速发展，但是，地源热泵初投资相对较大，地下换热器施工复杂，这些问题很大程度上制约了地源热泵技术的应用与推广，因此，改进地源热泵室外换热器的设计工艺，从而降低地源热泵室外换热器的施工成本就成了当务之急。常规地源热泵室外换热器采用单U或者双U型埋管换热器，钻孔直径在IlOmm 150mm之间，U型管直径通常为De25、De32，回填料采用黄沙、原浆、膨润土等的混合物，这种系统的换热器主要存在两个方面的问题，一是回填的密实度很难保证，二是PE管材导热系数较小(通常0.5W/M.K)，综合而言，换热效率较低，施工成本较高。
发明内容本实用新型的目的是改进地源热泵室外换热器，提高地源热泵室外换热器的换热效率，降低地源热泵室外换热器的施工成本、缩短施工工期。本实用新型高效扰动式地源热泵换热器包括:钢套管1、基岩孔壁2、扰动玻璃球3，地源热泵抽水管4、地源热泵回水管；所述的基岩孔壁2内设置有地源热泵抽水管4，地源热泵抽水管4的下端连有底花管，基岩孔壁2和地源热泵抽水管4之间设置有扰动玻璃球3，基岩孔壁2上部覆盖有钢套管1，在静水位上方设置有地源热泵回水管5。所述的初始钻孔采用大型潜孔锤钻机或者石油钻井成孔，孔径150mm，孔深150m 500m。所述的地源热泵抽水管4采用高密聚乙烯管(HDPE)，管道底部采用花管，花管距离井底Im左右。所述的扰动玻璃球3采用直径6 10mm。初始钻孔采用大型潜孔锤钻机或者石油钻井成孔,孔径150mm,孔深150m 500m。上部覆盖层采用钢套管I将换热孔与周边地层隔离，坚硬基岩部分直接采用裸井井壁2进行换热。地源热泵抽水管4采用高密聚乙烯管(HDPE)，管道底部采用花管，花管距离井底Im左右。地源热泵回水管5采用PE管或者其它管材，回水由上部返回地源热泵换热器内。扰动玻璃球3采用直径6 IOmm的玻璃球，将扰动玻璃球充填在4和1、3之间，保证充填相对密实。特征分析:本高效扰动式地源热泵换热器外部采用了固化措施，减少了传导热阻，中间采用扰动玻璃球加大了扰动，强化了对流换热，通过直接抽取换热器内换热载体进地源热泵机组，大大提高了系统的运行效率。[0011]使用方法与工作原理:本发明改进了地源热泵室外埋管换热器，取消了 PE管换热器、回填料，将介质与钻孔岩壁直接换热，大大提高了换热效率。具体使用方法及原理如下:地源热泵系统需要提供冷热服务时，高效换热器水泵启动，深井内的介质(水)通过抽水管4从底部抽至地源热泵机组，适宜温度的介质(水)经过换热提供冷热服务后通过回水管5回灌至抽水管4与井壁之间的换热器的上部。在换热器底部因抽水产生的负压作用下，回灌的水自上而下经过扰动玻璃球3往下流动，流动过程中介质(水)和岩壁2进行充分的对流换热，到达底部后水温达到适宜的温度，又通过花管进入到抽水管4，经过水泵进入地源热泵机组换热，如此循环往复，形成了一个高效的扰动式换热系统，能够持续的提供冷热服务。本实用新型高效扰动式地源热泵换热器的优点是:1、换热效率高。较常规的单U或双U埋管换热器效率高3倍以上；2、减少了成本，缩短了施工工期。由于提高了换热效率，减少了钻孔数目，较常规换热器而言减少投资30%以上，工期缩短40%以上；3、占地面积大大减少。由于减少了钻孔数目，占地面积大大减少，使很多因缺少埋管面积而放弃地源热泵的项目成为可能；4、不存在常规埋管换热器的冬夏季冷热不平衡问题，无需设置辅助冷却(加热)设备；5、消除或大大减缓了热贯通，由于扰动玻璃球的存在，大大增加了介质(水)的扰动、改变了水流的单向路径，消除了裸井换热器存在的瞬变热贯通现象，使系统高效稳定的持续运行。实践证明，本发明使用效果优良，比常规地源热泵埋管换热器效率高3倍以上，优势明显。该发明在中冶集团武汉勘察研究院综合楼试验台、黄R建委城建档案馆试验台的经过多次试验，试验结果证明该高效扰动式地源热泵换热器应用效果良好。
图1为高效扰动式地源热泵换热器示意图。
具体实施方式
根椐图1所示，一种高效扰动式地源热泵换热器包括:基岩孔壁2、钢套管1、扰动玻璃球3，地源热泵抽水管4、地源热泵回水管；所述的基岩孔壁2内设置有地源热泵抽水管4，地源热泵抽水管4的下端连有底花管，基岩孔壁2和地源热泵抽水管4之间设置有扰动玻璃球3，基岩孔壁2上部覆盖有钢套管1，在静水位上方设置有地源热泵回水管5。所述的初始钻孔采用大型潜孔锤钻机或者石油钻井成孔，孔径150mm，孔深150m 500m。所述的地源热泵抽水管4采用高密聚乙烯管(HDPE)，管道底部采用花管，花管距离井底Im左右。所述的扰动玻璃球3采用直径6 10mm。下面为高效扰动式地源热泵换热器技术参数:1、成孔:初始钻孔采用大型潜孔锤钻机或者石油钻井成孔，孔径150mm，孔深150m 500m。2、套管1:初始钻孔孔径150mm,覆盖层部分采用套管进行隔离,套管直径146mm,厚度采用6mm，采用镀锌钢管或者不锈钢材质。[0023]3、基岩孔壁2:坚硬基岩部分直接采用裸孔壁面作为换热界面。4、扰动玻璃球3:采用直径6 IOmm的玻璃球，均匀分布在抽水管与井壁之间，。5、抽水管4:采用塑料管,导热系数较小,避免缓变热贯通,管径50 80mm,深度至深井底部，距离底部2m范围内采用花管，花管孔采用5mm的孔径，梅花分布，数量与抽水量匹配。6、回水管5:位于抽水管与井壁之间、扰动玻璃球以上，采用塑料管，管径50mm，深入当地静水位Im。
权利要求1.一种高效扰动式地源热泵换热器，包括:基岩孔壁(2)，其特征在于:还有钢套管(1)，扰动玻璃球(3)，地源热泵抽水管(4)、地源热泵回水管；所述的基岩孔壁(2)内设置有地源热泵抽水管(4)，地源热泵抽水管(4)的下端连有底花管，基岩孔壁(2)和地源热泵抽水管(4)之间设置有扰动玻璃球(3)，基岩孔壁(2)上部覆盖有钢套管(I )，在静水位上方设置有地源热泵回水管(5)。
2.如权利要求1所述的高效扰动式地源热泵换热器，其特征在于:所述的初始钻孔采用大型潜孔锤钻机或者石油钻井成孔，孔径150mm,孔深150m 500m。
3.如权利要求1所述的高效扰动式地源热泵换热器，其特征在于:所述的地源热泵抽水管(4)的管道底部采用花管，花管距离井底Im左右。
4.如权利要求1所述的高效扰动式地源热泵换热器，其特征在于:所述的扰动玻璃球(3)米用直径6 10_。
专利摘要一种高效扰动式地源热泵换热器，包括基岩孔壁(2)，还有钢套管(1)，扰动玻璃球(3)，地源热泵抽水管(4)、地源热泵回水管；所述的基岩孔壁(2)内设置有地源热泵抽水管(4)，地源热泵抽水管(4)的下端连有底花管，基岩孔壁(2)和地源热泵抽水管(4)之间设置有扰动玻璃球(3)，基岩孔壁(2)上部覆盖有钢套管(1)，在静水位上方设置有地源热泵回水管(5)。其优点是使用效果优良，比常规地源热泵埋管换热器效率高3倍以上，优势明显。
文档编号F25B30/06GK203068876SQ20122071433
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月22日 优先权日2012年12月22日
发明者李海峰, 叶鹏, 高学军, 刘刚 申请人:中冶集团武汉勘察研究院有限公司