同轴蜂窝状浅层地温能地埋管制造技术

本发明专利技术公开了一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，包括管壁，管壁的轴心线上设置进水管，进水管的外表面上围有隔离层，隔离层的外表面和管壁内壁之间设有回水管，回水管是在管壁内表面以及隔离层外表面之间通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形管状结构，所述隔离层是包裹在进水管为表面上并通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形蜂窝状多孔结构。本发明专利技术的有益效果是，换热效率高，降低施工难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地埋管管型设计领域，特别是一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管。
技术介绍
目前国内外浅层地温能开发的地埋管多采用“U”型结构，有单“U”与双“U”之分，管径一般采用φ25与φ32两种型号，管材采用聚乙烯(PE)管、聚氯乙烯(PVC)管或高密度聚乙烯(HDPE)管。埋管时进水管与回水管采用管卡进行分离，防止进/回水管直接接触造成热短路。采用“U”型管的缺点为：a.由于进水管与回水管单独分开，管的整体性差，强度低，埋管时容易造成管的挤压变形或弯折。b.隔开进/回水管的管卡在下管过程中常发生脱落，造成进/回水管紧贴在一起，造成进/回水的热短路。c.“U”型管进水管与回水管均与地层接触，并且进/回水管与地层的接触面积相当，较大地降低了回水管与地层之间换热效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管。实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，包括管壁，管壁的轴心线上设置进水管，进水管的外表面上围有隔离层，隔离层的外表面和管壁内壁之间设有回水管，回水管是在管壁内表面以及隔离层外表面之间通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形管状结构，所述隔离层是包裹在进水管为表面上并通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形蜂窝状多孔结构。所述进水管的管壁采用导热系数较小的材料制成的。所述进水管的管壁是由PVC材料或高密度聚乙烯材料制成的。所述以轴心线为圆心径向排列的多块隔板的数量为四块。所述隔离层的蜂窝状多孔结构内填充有空气。所述管壁为导热系数较高的材料制成的。所述管壁是由导热系数较高的高密度聚乙烯材料制成的。所述隔离层的厚度为3-5mm。所述进水管管壁的厚度为3-4mm。利用本专利技术的技术方案制作的同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，浅层地温能为新型的可再生能源，可广泛用于建筑物的供暖与制冷。据中国地质科学院水文地质环境地质研究所王贵玲等调查，我国所有省会城市总的浅层地温能热容量为5.41×1016kJ/℃，地埋管热泵系统夏季换热功率为5.61×108kW，冬季换热功率为3.71×108kW，浅层地温能的开发利用前景广阔。本次专利技术的地埋管管型能解决“U”管埋管困难、热短路、换热效率低的问题，其应用可以较大的提高地埋管的换热效率，降低地埋管的施工难度，进一步促进浅层地温的开发利用，社会经济效益十分显著。附图说明图1是本专利技术所述同轴蜂窝状浅层地温能地埋管的结构示意图；图中，1、进水管；2、隔离层；3、回水管；4、管壁。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1是本专利技术所述同轴蜂窝状浅层地温能地埋管的结构示意图，如图所示，一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，包括管壁4，管壁的轴心线上设置进水管1，进水管的外表面上围有隔离层2，隔离层的外表面和管壁内壁之间设有回水管3，回水管是在管壁内表面以及隔离层外表面之间通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形管状结构，所述隔离层是包裹在进水管为表面上并通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形蜂窝状多孔结构。其中，所述进水管1的管壁采用导热系数较小的材料制成的；所述进水管1的管壁是由PVC材料或高密度聚乙烯材料制成的；所述以轴心线为圆心径向排列的多块隔板的数量为四块；所述隔离层2的蜂窝状多孔结构内填充有空气；所述管壁4为导热系数较高的材料制成的；所述管壁4是由导热系数较高的高密度聚乙烯材料制成的；所述隔离层2的厚度为3-5mm；所述进水管1管壁的厚度为3-4mm。本技术方案的特点是采用同心轴与蜂窝状相结合的结构，如图1所示，进水管位于同心轴管的中心，采用小直径的单孔管，管壁厚度适当增大，并采用导热系数小的保温材料。进水管外为一圈蜂窝状多孔夹层，利用空气的低导热性能有效隔离进水与回水管线。回水管位于同心轴管的外围，并通过径向排列的隔板与进水管形成一个统一的整体，以增加地埋管的强度；回水管管壁材料采用导热系数大的材料，提高与地层之间的换热效率。在本技术方案中，内管为进水管，为保证进入地埋管系统中换热流体的流量，进水管内径可采用De10～De15，管材可采用导热系数较低的PVC管(导热系数约0.17W/m.K)或高密度聚乙烯(HDPE)管(导热系数约0.5W/m.K)，壁厚3～4mm。该管作用是将地源热泵冷凝器/蒸发器的出水导入地下一定深度处，不与地层直接进行热交换，也不承受地层对地埋管的挤压，但要求与管外的回水之间进行热隔离，避免热短路。因此尽可能选择导热系数小的材料，壁厚适当增加。隔离层的环空间距(厚度)为3～5mm，由径向隔板分割成蜂窝状多孔结构，内部填充空气(10℃时导热系数0.025W/m.K)，有效地隔离进水管与回水管。回水管直径取决于施工的地埋管钻孔直径，一般可取内径De32～De50，采用导热系数较高的高密度聚乙烯(HDPE)管(导热系数约0.5W/m.K)，壁厚3～4mm。外管与内管之间通过设置3～6块隔板进行连接，优选4块，内外管形成一个统一的整体，提高地埋管的强度。该管作用是将进水管导入地下一定深度处的热/冷水与地层之间进行热交换，并传回至地源热泵冷凝器/蒸发器的进水端，并承受地层对地埋管的挤压。因要与地层之间进行热交换，尽可能选择导热系数大的材料。增大地埋管的强度可以通过选择高强度的材料与增加内隔板的数量来实现。在本技术方案中，进水管位于同心轴的中心，内径10mm，壁厚3mm，材质为PVC或HDPE材料。环空面积为78.54mm2。隔离层位于进水管的外侧，出水管的内侧，环空间距3mm，由四块宽3mm的隔板与进水管、出水管相连，材质为PVC或HDPE材料。环空面积为142.98mm2。出水管位于同心轴的外侧，环空间距5mm，由四块宽3mm的隔板与隔离层、进水管相连，材质为PVC或HDPE材料。环空面积为：482.1mm2。该管型出水管的环空面积为进水管的环空面积的6倍左右，即回水管中流体的流速是进水管中流体流速的1/6左右，保证了充足的换热时间。地埋管的外径为44mm，换热面积大。上述技术方案仅体现了本专利技术技术方案的优选技术方案，本
的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本专利技术的原理，属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，包括管壁(4)，其特征在于，管壁的轴心线上设置进水管(1)，进水管的外表面上围有隔离层(2)，隔离层的外表面和管壁内壁之间设有回水管(3)，回水管是在管壁内表面以及隔离层外表面之间通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形管状结构，所述隔离层是包裹在进水管为表面上并通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形蜂窝状多孔结构。

【技术特征摘要】
1.一种同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，包括管壁(4)，其特征在于，管壁的轴心线上设置进水管(1)，进水管的外表面上围有隔离层(2)，隔离层的外表面和管壁内壁之间设有回水管(3)，回水管是在管壁内表面以及隔离层外表面之间通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形管状结构，所述隔离层是包裹在进水管为表面上并通过以轴心线为圆心径向排列的多块隔板分隔而成的弧形蜂窝状多孔结构。2.根据权利要求1所述的同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，其特征在于，所述进水管(1)的管壁采用导热系数较小的材料制成的。3.根据权利要求2所述的同轴蜂窝状浅层地温能地埋管，其特征在于，所述进水管(1)的管壁是由PVC材料或高密度聚乙烯材料制成的。4.根据权利要求1-3中任一所述的同轴蜂窝...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵季初，谭现锋，李志恒，
申请(专利权)人：山东省鲁北地质工程勘察院，
类型：发明
国别省市：山东;37