一种套管式地下换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种套管式地下换热器，包括第一无缝钢管、第二无缝钢管、第三无缝钢管、PE管和箱体；所述第一无缝钢管顶部与箱体的底部开口连通，所述PE管套设在第一无缝钢管的内部，且PE管的底部通过三角架与第一无缝钢管固定连接；所述第二无缝钢管的底端贯穿箱体的顶板并通过连接法兰与延伸到箱体内部的PE管连通；所述第二无缝钢管的顶端与地源热泵主机的进水口连通；所述第三无缝钢管的底端与箱体侧壁开设的进液口连通，采用碳素钢管的设计，使得土壤接触的无缝钢管换热效率高，是原DN25双U聚乙烯埋管换热的57倍，节省地源井的数量，降低工程造价，节约了建筑场地面积，更有利于环保节能的地源热泵空调系统的推广使用。

A tube type underground heat exchanger

The utility model discloses a casing type underground heat exchanger, which comprises a first seamless steel pipe, second seamless steel tubes, third seamless steel tubes, a PE pipe and a box. The top of the first seamless steel pipe is connected with the bottom of the box, and the pipe is arranged inside the first seamless steel pipe, and the bottom of the pipe is passed by a tripod and a first. The bottom end of the second seamless steel pipe is connected with the top plate of the box and connected with a pipe that extends to the inside of the box, the top of the second seamless steel pipe is connected with the inlet of the ground source heat pump host, and the bottom end of the third seamless steel pipe is connected with the inlet port opened on the side wall of the box. The design of carbon steel pipe makes the heat transfer efficiency of the seamless steel pipe in contact with the soil is high, which is 57 times the heat transfer of the original DN25 double U polyethylene buried pipe, saves the quantity of the ground source, reduces the cost of the project, saves the construction site area, and is more conducive to the popularization and use of the ground source heat pump system with environmental protection and energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种套管式地下换热器
本技术涉及换热器
，具体为一种套管式地下换热器。
技术介绍
地源热泵空调是采用节能环保的地源热泵系统，其冷热源采用安装灵活、易于控制的埋管式土壤源热泵系统，也称土壤耦合式热泵系统。具体采用立埋的埋管方式，以水作为冷热量载体，水在埋于土壤中的换热管道内与热泵机组间循环流动，实现机组与大地土壤之间的热量交换；冬季循环水通过埋在土壤中的高密度聚乙烯管环路，从土壤中吸收热量，使循环水温度升高，供给地源热泵机组，同时由热泵机组提供热水，通过地板辐射给室内供暖；夏季循环水通过地埋管将热量排放到土壤中，使循环水温度降低供给地源热泵机组。再由热泵机组提供冷冻水，通过风机盘管给室内供冷；地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循环再生，实现对建筑物的供暖和制冷。因而运行费用较低；地源热泵比风冷热泵节能40％，比电采暖节能70％。比燃气炉效率提高48％。所需制冷剂比一般热泵空调减少50％；地源热泵空调相比常规的中央空调，集中央空调、地板采暖、生活热水于一体，采用欧洲的最先进热泵技术和暖通技术，是水质空调，最舒适的节能空调，地源热泵利于推行低碳经济更适合人类的可持续发展，是地热能等可再生能源的开发利用。目前用于地源热泵空调系统的地下换热系统采用的地埋管通常是DN25的双U管，其材质为聚乙烯(PE)，埋管深度100米，地源井直径150mm，其存在的问题是：PE管导热系数低，为0.42W/(m.K),换热效率低；需打地源井的数量多，埋管数量多，工程造价高，受建筑场地面积限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种套管式地下换热器，解决了
技术介绍
中的困难问题。为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种套管式地下换热器，包括第一无缝钢管、第二无缝钢管、第三无缝钢管、PE管和箱体；所述第一无缝钢管顶部与箱体的底部开口连通，所述PE管套设在第一无缝钢管的内部，且PE管的底部通过三角架与第一无缝钢管固定连接；所述第二无缝钢管的底端贯穿箱体的顶板并通过连接法兰与延伸到箱体内部的PE管连通；所述第二无缝钢管的顶端与地源热泵主机的进水口连通；所述第三无缝钢管的底端与箱体侧壁开设的进液口连通，且第三无缝钢管的顶端与地源热泵主机的出水口连通。作为本技术的进一步优选方案，所述第一无缝钢管的表面电镀有锌层。作为本技术的进一步优选方案，所述第一无缝钢管的公称直径为100mm，所述第二无缝钢管、第三无缝钢管和PE管的公称直径为65mm。作为本技术的进一步优选方案，所述第二无缝钢管与箱体之间设置有密封垫。作为本技术的进一步优选方案，所述箱体采用碳钢材料制成，且箱体的尺寸为200mm*200mm*200mm。有益效果本技术提供了一种套管式地下换热器。具备以下有益效果：采用第一无缝钢管、第二无缝钢管和第三无缝钢管的设计，钢管的导热系数36.7W/(m.K)，远大于PE管的导热系数0.42W/(m.K)，和土壤接触的无缝钢管换热效率高，是原DN25双U聚乙烯埋管换热的57倍，节省地源井的数量，降低工程造价，节约了建筑场地面积，更有利于环保节能的地源热泵空调系统的推广使用。附图说明图1为本技术的爆炸图；图中：1-第一无缝钢管、2-第二无缝钢管、3-第三无缝钢管、4-PE管、5-箱体、6-三角架、7-连接法兰、8-地源热泵主机、9-锌层。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种套管式地下换热器，包括第一无缝钢管1、第二无缝钢管2、第三无缝钢管3、PE管4和箱体5；所述第一无缝钢管1顶部与箱体5的底部开口连通，所述PE管4套设在第一无缝钢管1的内部，且PE管4的底部通过三角架6与第一无缝钢管1固定连接；所述第二无缝钢管2的底端贯穿箱体5的顶板并通过连接法兰7与延伸到箱体5内部的PE管4连通；所述第二无缝钢管2的顶端与地源热泵主机8的进水口连通；所述第三无缝钢管3的底端与箱体5侧壁开设的进液口连通，且第三无缝钢管3的顶端与地源热泵主机8的出水口连通。所述第一无缝钢管1的表面电镀有锌层9，有效对第一无缝钢管1起到了防辐射保护，延长了钢管的使用寿命。所述第一无缝钢管1的公称直径为100mm，所述第二无缝钢管2、第三无缝钢管3和PE管4的公称直径为65mm。所述第二无缝钢管2与箱体5之间设置有密封垫，有效避免箱体5内的水流出，换热效果更佳，碳钢管的导热系数36.7W/(m.K)，远大于PE管的导热系数0.42W/(m.K)，和土壤接触的无缝钢管换热效率高，是原DN25双U聚乙烯埋管换热的57倍。所述箱体5采用碳钢材料制成，且箱体5的尺寸为200mm*200mm*200mm。理论计算：根据圆筒壁的导热公式Φ＝2πλL(t1-t2)/ln(r2/r1),式中λ为导热系数，L为管道长度，t1-t2为土壤与管内流体温差，r2为钢管外径，r1为钢管内径，则采用套管式换热器的换热量Φ1＝2π*36.7*100(t1-t2)/ln(108/100)＝95372.93π(t1-t2)，而采用双U聚乙烯埋管的换热量Φ2＝2π*0.42*400(t1-t2)/ln(25/20.4)＝1652.4π(t1-t2)，Φ1/Φ2＝57.7，即同等条件下，采用φ108套管换热器换热能力为采用DN25双U聚乙烯埋管的57.7倍。根据DN65管道流速1.4m/s计算其流量为4.639kg/s，供回水温差5℃，其换热量为：4.187KJ/(kg.℃)*4.639Kg/s*5℃＝97.12kw,而DN25PE管双U埋管100米深换热量为4.5kw，一个φ108*4套管换热器100米深的换热量相当于21个DN25PE管双U埋管100米深地源井的换热量，节省地源井的数量，降低工程造价，节约了建筑场地面积，更有利于环保节能的地源热泵空调系统的推广使用。采用套管式换热器，地源井的尺寸及深度与原DN25双U聚乙烯埋管的地源井一样，而套管式换热器外管采用无缝钢管，且表面通过镀锌层防腐，内管采用PE管4，从地源热泵主机8出来的水沿第三无缝钢管3流入箱体5内，箱体5内的水再从第一无缝钢管1内壁与PE管4外壁之间从上往下流动和土壤换热，换热后的水从底部区域沿PE管4内从下往上流动回到第二无缝钢管2，再从第二无缝钢管2流入地源热泵主机8内，内管采用PE管，其导热系数小，减少供回水之间的传热，而外管采用无缝钢管，其导热系数大，利于流体和土壤之间传热，提高换热效率。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套管式地下换热器，包括第一无缝钢管(1)、第二无缝钢管(2)、第三无缝钢管(3)、PE管(4)和箱体(5)；其特征在于，所述第一无缝钢管(1)顶部与箱体(5)的底部开口连通，所述PE管(4)套设在第一无缝钢管(1)的内部，且PE管(4)的底部通过三角架(6)与第一无缝钢管(1)固定连接；所述第二无缝钢管(2)的底端贯穿箱体(5)的顶板并通过连接法兰(7)与延伸到箱体(5)内部的PE管(4)连通；所述第二无缝钢管(2)的顶端与地源热泵主机(8)的进水口连通；所述第三无缝钢管(3)的底端与箱体(5)侧壁开设的进液口连通，且第三无缝钢管(3)的顶端与地源热泵主机(8)的出水口连通。

【技术特征摘要】
1.一种套管式地下换热器，包括第一无缝钢管(1)、第二无缝钢管(2)、第三无缝钢管(3)、PE管(4)和箱体(5)；其特征在于，所述第一无缝钢管(1)顶部与箱体(5)的底部开口连通，所述PE管(4)套设在第一无缝钢管(1)的内部，且PE管(4)的底部通过三角架(6)与第一无缝钢管(1)固定连接；所述第二无缝钢管(2)的底端贯穿箱体(5)的顶板并通过连接法兰(7)与延伸到箱体(5)内部的PE管(4)连通；所述第二无缝钢管(2)的顶端与地源热泵主机(8)的进水口连通；所述第三无缝钢管(3)的底端与箱体(5)侧壁开设的进液口连通，且第三无缝钢管(3)的顶端与地源热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹孙智，
申请(专利权)人：湖北华工地热科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42