换热器制造技术

本公开提供了一种换热器，包括设置在通过钻机在地面垂直向下钻出的钻孔内的外管和套装在所述外管内的内管，低温循环介质经所述外管入口进入所述外管与所述内管之间的空间被注入从所述外管吸收热量后，变成高温循环介质经由内管流出，由此形成换热循环，其中所述内管的外壁具有使得所述内管和外管之间的流体产生紊流的紊流元件。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种换热器，尤其是一种用于中深层地热采集换热器中的能够增强换热效率的换热器。
技术介绍
在节能减排日益成为环境改善的主题今天，地热能作为一种成为了人们越来越认可的清洁能源。获取这些地热能的方式有两种，一种是直接抽取含地热能的地下热水，另一种是间接获取地下热水中地热能，即利通过换热器将中深层地下的地下水中的地热置换出来利用地热。很显然，直接抽取中深层地下热水不具有可持续性，因为这会由于地下水的大量开采导致一定程度地陷以及土地沙化，由此带来了难以恢复生态灾难。而间接利用地下热水中的地热，是通过向地下钻深井，随后在深井中插入含有内外换热管的套管。中深层地下的地热(地下热水或其它形式的熔岩中的热量)将会将外管加热。通过水泵将良好导热的低温循环介质(例如，低温水)注入外管和内管之间的夹层通道，注入的低温循环介质在向下流入的过程中，获取外管壁上传递来的热量，从而加温成中高温循环介质。高温循环介质在泵的作用下被抽取到地面，从而使得高温循环介质所携带的热量为人们所用于各种用途，例如，被广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门，用于保证工艺过程对介质所要求的特定温度、地板加热、空调取暖或制冷、发电、地面融雪等。这种间接地热利用方式不会抽取地下水，因此不会影响人们的生活环境，因此是一种可持续的地热采集方式。然而，间接利用地热能这种方式存在的问题是，外管的内壁表面积有限，其能够从周围高温岩层和热水获取并存储在其管壁内的热量有限，而且循环介质在重力和泵送压力的作用下向下流动的速度极快，因此，循环介质流过外管进入内管的时间极短，循环介质在极短时间内很难被充分加热并获取更多的热量。因此，这种通常间接利用地热能的方式换热效率很低。
技术实现思路
因此，为了解决上述间接利用地热能的换热效率地下的问题，本公开提供了一种换热器，包括设置在通过钻机在地面垂直向下钻出的钻孔内的外管和套装在所述外管内的内管，低温循环介质经所述外管入口进入所述外管与所述内管之间的空间被注入从所述外管吸收热量后，变成高温循环介质经由内管流出，由此形成换热循环，其中所述内管的外壁具有使得所述内管和外管之间的流体产生紊流的紊流元件。根据本公开的换热器，所述紊流元件为凸向所述外管内壁的突出部。所述突出部可以为翅片。尤其需要指出的是，所述翅片的顶端与所述外管的内壁之间有间隙。根据本公开的换热器，所述翅片围绕所述内管的外壁呈螺旋条带状分布。所述螺旋条带状的翅片为整体螺旋翅片。根据本公开的换热器，所述螺旋条带状的翅片为间断的螺旋翅片，相邻的螺旋翅片之间的围绕所述内管外壁柱面螺旋的间距不超过每个螺旋翅片的长度。根据本公开的换热器，所述螺旋条带状的翅片的螺旋角在45°-60°之间。根据本公开的换热器，所述翅片的高度5～15毫米，其与所述内管外壁连接的根部宽为2-5毫米，其顶端的厚为0.5-3毫米。根据本公开的换热器，所述内管为一体注塑成型的PE或PPR管，每节长度在6-12米之间。根据本公开的另一方面，提供了一种换热器，包括设置在通过钻机在地面垂直向下钻出的钻孔内的外管和套装在所述外管内的内管，低温循环介质经所述外管入口进入所述外管与所述内管之间的空间被注入从所述外管吸收热量后，变成高温循环介质经由内管流出，由此形成换热循环，其中所述外管的内壁具有使得所述内管和外管之间的流体产生紊流的紊流元件。根据本公开的换热器，所述紊流元件为凸向所述内管外壁的突出部。所述突出部为翅片。所述翅片的顶端与所述内管的外壁之间有间隙。根据本公开的换热器，所述翅片围绕所述外管的内壁呈螺旋条带状分布。所述螺旋条带状的翅片为整体螺旋翅片。根据本公开的换热器，所述螺旋条带状的翅片为间断的螺旋翅片，相邻的螺旋翅片之间的围绕所述外管内壁柱面螺旋的间距不超过每个螺旋翅片的长度。根据本公开的换热器，所述螺旋条带状的翅片的螺旋角在45°-60°之间。根据本公开的的换热器，其中所述翅片的高度5～15毫米，其与所述内管外壁连接的根部宽为2-5毫米，其顶端的厚为0.5-3毫米。根据本公开的换热器，其中所述外管为一体铸造成型的金属管，每节长度在6-12米之间。由于诸如翅片状的紊流元件处于内管和外管之间的夹层中，因此提高了间接利用地热的换热效率。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1所示的是根据本公开的实施例的换热器的内管的结构示意图；图2所示的是根据本公开的实施例的换热器的结构示意图；图3所示的是根据本公开的另一个实施例的换热器的外管的结构示意图；图4所示的是根据本公开的另一个实施例的换热器的结构示意图；以及图5所示的是根据本公开的实施里的换热器内管或外管上的翅片的剖视图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一翅片也可以被称为第二翅片，类似地，第二翅片也可以被称为第一翅片。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。为了使本领域技术人员更好地理解本公开，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。图1所示的是根据本公开的实施例的换热器的内管的结构示意图。如图1所示，换热器的内管1的外壁上具有紊流元件2。该紊流元件2为凸向所述外管内壁的突出部。在图1所示的结构中，紊流元件2呈围绕内管外壁螺旋状盘绕在所述内管的外壁上的翅片。紊流元件2的存在会增加内管1的强度。所述螺旋条带状的翅片2的螺旋角α在45°-60°之间，例如为50°、55°等。所述内管为一体注塑成型的PE或PPR管，每节长度在6-12米之间，长度可以根据具体施工地理环境和施工工艺进行调节。该螺旋翅片状的紊流元件2可以在内管注塑成形时一体注塑，也可以与内管分开独立注塑成型，之后通过粘结方式将螺旋翅片粘结到内管外部。图2所示的是根据本公开的实施例的换热器内管套装在外管中的结构示意图。如图2所示，当由于带有螺旋翅片状的紊流元件2的内管被套装在换热器外管3内，所述紊流元件2位于处于内管1和外管3之间的夹层空间内。当换热器工作时，换热器内一次充注好所需换热用内部循环介质水，换热器外管的金属管壁与地下中深层地热层进行热交换，使换热器外管内低温循环介质变成高温循环介质，换热器内管外螺旋形翅片充分使介质处于湍流强化传热后又变为高温循环介质换热器自内管流出，放热后低温介质再进入换热器外管与内管夹层经换热器外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热器，包括设置在通过钻机在地面垂直向下钻出的钻孔内的外管和套装在所述外管内的内管，低温循环介质经所述外管入口进入所述外管与所述内管之间的空间被注入从所述外管吸收热量后，变成高温循环介质经由内管流出，由此形成换热循环，其中所述内管的外壁具有使得所述内管和外管之间的流体产生紊流的紊流元件。

【技术特征摘要】
1.一种换热器，包括设置在通过钻机在地面垂直向下钻出的钻孔内的外管和套装在所述外管内的内管，低温循环介质经所述外管入口进入所述外管与所述内管之间的空间被注入从所述外管吸收热量后，变成高温循环介质经由内管流出，由此形成换热循环，其中所述内管的外壁具有使得所述内管和外管之间的流体产生紊流的紊流元件。2.如权利要求1所述的换热器，其中所述紊流元件为凸向所述外管内壁的突出部。3.如权利要求2所述的换热器，其中所述突出部为翅片。4.如权利要求3所述的换热器，其中所述翅片的顶端与所述外管的内壁之间有间隙。5.如权利要求3所述的换热器，其中所述翅片围绕所述内管的外壁呈螺旋条带状分布。6.如权利要求5所述的换热器，其中所述螺旋条带状的翅片为整体螺旋翅片。7.如权利要求5所述的换热器，其中所述螺旋条带状的翅片为间断的螺旋翅片，相邻的螺旋翅片之间的围绕所述内管外壁柱面螺旋的间距不超过每个螺旋翅片的长度。8.如权利要求5所述的换热器，其中所述螺旋条带状的翅片的螺旋角在45°-60°之间。9.如权利要求3所述的换热器，其中所述翅片的高度5～15毫米，其与所述内管外壁连接的根部宽为2-5毫米，其顶端的厚为0.5-3毫米。10.如权利要求1所述的换热器，其中所述内管为一体注塑成型的PE或PPR管，每节长度在6-12米之间。11.一种换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明辉，
申请(专利权)人：马明辉，
类型：新型
国别省市：陕西;61