组合式地埋换热管制造技术

一种用于土壤地源热泵系统的组合式地埋换热管，包括：金属管外壳、进水引管、回水管、金属封底、回水引管和金属衔接圈、塑料顶塞、密封圈和涡扇，其中：金属衔接圈的下口嵌入金属管外壳的上口并且密封焊接，金属管外壳的下口与金属封底的上口对齐并且密封焊接，进水引管、回水引管的下端及回水管的上端分别与塑料顶塞的上、下对应开口进行熔接连接，密封圈嵌套于塑料顶塞的下部，涡扇嵌套于回水管的外部，进水引管、回水引管用于同热泵机组外循环水系统进行连接。本实用新型专利技术可提高地埋换热管的换热效率，同时本实用新型专利技术加工方便、成本低廉能有效降低土壤源热泵系统对占地的要求，扩大土壤源热泵系统的应用领域。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种热力工程
的换热管，用于土壤地源热泵 系统的组合式地埋换热管。技术背景地源热泵系统因同时具有节能和环保的双重效益，被国际上列为21世纪最有发展前途的新技术。地源热泵系统一般分三个领域地表水源热泵系统、地 下水源热泵系统和土壤耦合热泵系统。土壤耦合热泵系统较之于地表水源、地 下水源热泵系统因具有更广泛的适用性，而被业内视为在目前和将来最具有前 途的节能装置和系统。土壤耦合热泵系统的关键技术难点在于地下换热，而这 正是目前国内、外该系统发展的瓶颈之一。目前，业内的地埋换热管基本上采用塑料类管材，如聚乙烯管(PE80、 PE100)或聚丁烯管(PB)等。而在结构形式上，占工程应用主导地位的竖直地 埋管换热管方案中，几乎都采用单U形管或双U形管形式，并己形成了相关的 产业。然而，由于塑料管材相对于金属，其导热热阻大，与土壤的换热效率低； 将换热进、出液管在单一钻孔内U形布置，导致"孔内热回流"现象，也降低 了与土壤的换热效率。由此，在工程应用中，为获得必要的土壤换热量，现有 地埋换热管方案遇到了占地大、钻孔深、初投资高、用地难等困难，从而制约 了地源热泵系统的大规模推广应用。经过对现有技术的检索发现，中国专利技术专利申请号为200610073448. 1的 "循环地热换热式地下储能液库"，该技术自述由一个或以上的经非开挖方式 建造在地下的地下液库、载热介质、埋地换热管、循环输送管路等组成，地下 液库内的载热介质中聚集储存有包括地热能在内的自然界冷量或热量，埋地换热管连接于地下液库之间或地下液库的上、下液层间，循环输送管路的输送管 道设置在地下液库与地面间的孔道中。另外又检索到，中国技术专利申请号200320112951.5的"套管式地 下换热器"，该技术自述应用于地源热泵换热系统中的地下换热器，特别是一 种套管式地下换热器。主要由外管和内管组成，内、外管上端分别与循环系统 管路相连通，其特征是所述的内管是由数根柔性管螺旋式绕制而成的螺旋芯管 束，各柔性管上端连通在与循环系统管路相连通的管束联箱上，其下段管壁上 均开有多个通孔。采用螺旋芯管束作为内管，液体流动成螺旋形运动， 一方面 加强了流动扰动，另一方面增加流程，使换热能力明显增强，提高热交换效率。 但是上述两种换热管技术结构均相对较为复杂，操作成本过高，不易推广使用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种组合式地埋换热管， 采用薄壁金属管与厚壁塑料回水管及内、外双层管件结构设计，加上涡扇的搅动 作用，可提高地埋换热管的换热效率，同时本技术加工方便、成本低廉能有 效降低土壤源热泵系统对占地的要求，扩大土壤源热泵系统的应用领域。本技术是通过以下技术方案实现的本技术包括金属管外壳、金属衔接圈、金属封底、进水引管、回水引管、塑料顶塞、密封圈、回水管和涡扇，其中金属衔接圈的下口嵌入金属管外壳的上口并且密封焊接，金属管外壳的下口与金属封底的上口对齐并且密封焊接， 进水引管、回水引管的下端及回水管的上端分别与塑料顶塞的上、下对应开口进 行熔接连接，密封圈嵌套于塑料顶塞的下部，涡扇嵌套于回水管的外部，进水引 管、回水引管用于同热泵机组外循环水系统的输入输出，进水引管、回水引管、 塑料顶塞、密封圈、回水管和涡扇组装后嵌套入由金属管外壳、金属衔接圈、金 属封底组装成的容具内。本技术在土壤较深范围内，本技术所采用的金属外壳同样具有良 好的竖向传热能力，可使导热能力不同的土层在换热过程中"各尽所能"，从而可提高换热管的整体换热量；在满足换热管整体结构强度的前提下采用薄壁金属管外壳结构既可以节约金属材料，也可以进一步减小换热器外壁的导热热阻； 将金属管外壳布置在换热管的外侧与土壤直接接触，可充分发挥金属导热优势， 使腔内需换热的"进水"通过金属薄壁与土壤高效换热；采用厚壁塑料管作为 回水管，可充分发挥厚壁塑料管的隔热优势，使回水管中已换热的"回水"与 腔内需换热的"进水"有充分的热隔绝，避免两者之间的热短路，提高换热管 的整体换热效率；在回水管外侧间隔布置涡扇，使腔内需换热的"进水"的竖 直向下运动变为涡旋向下运动，增加了腔内需换热的"进水"与金属管外壳内 壁的相对流速和接触压力，从而进一步提高对土壤的换热效率。本技术采用薄壁金属管与厚壁塑料回水管及内、外双层管件结构设计， 加上涡扇的搅动作用，可提高地埋换热管的换热效率，同时本技术加工方 便、成本低廉能有效降低土壤源热泵系统对占地的要求，扩大土壤源热泵系统 的应用领域。附图说明图1为本技术分拆组装图 图2为本技术结构示意图 图3为本技术A-A'面剖面图 图4为本技术B-B'面剖面图 图5为本技术C-C'面剖面图具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作详细说明本实施例在以本技术 技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本技术的保 护范围不限于下述的实施例。本实施例，如图l一图5所示具体包括金属管外壳1、金属衔接圈2、 金属封底3、进水引管4、回水引管5、塑料顶塞6、密封圈7、回水管8和涡 扇9，其中金属衔接圈2的下口嵌入金属管外壳1的上口并且密封焊接，金 属管外壳1的下口与金属封底3的上口对齐并且密封焊接，进水引管4、回水 引管5的下端及回水管8的上端分别与塑料顶塞6的上、下对应开口进行熔接连接，密封圈7嵌套于塑料顶塞6的下部，涡扇9嵌套于回水管8的外部，进 水引管4、回水引管5用于同热泵机组外循环水系统的输入输出，进水引管4、 回水引管5、塑料顶塞6、密封圈7、回水管8和涡扇9组装后嵌套入由金属管 外壳1、金属衔接圈2、金属封底3组装成的容具内。如图1所示，所述的金属衔接圈2和塑料顶塞6边沿具有褶皱丝口，安装 时通过挤压密封圈7可以使接口达到更好的密封防渗的要求，同时所述的密封 圈为弹性材料制成；另外所述的金属管外壳1壁厚与内径比《1/20，回水管8 壁厚与内径比^1/6，回水管为塑料制成。权利要求1、一种组合式地埋换热管，包括金属管外壳、进水引管、回水管、金属封底、回水引管，其特征在于，还包括金属衔接圈、塑料顶塞、密封圈和涡扇，其中金属衔接圈的下口嵌入金属管外壳的上口并且密封焊接，金属管外壳的下口与金属封底的上口对齐并且密封焊接，进水引管、回水引管的下端及回水管的上端分别与塑料顶塞的上、下对应开口进行熔接连接，密封圈嵌套于塑料顶塞的下部，涡扇嵌套于回水管的外部，进水引管、回水引管用于同热泵机组外循环水系统的输入输出，进水引管、回水引管、塑料顶塞、密封圈、回水管和涡扇组装后嵌套入由金属管外壳、金属衔接圈、金属封底组装成的容具内。2、 如权利要求1所述的组合式地埋换热管，其特征是，所述的金属衔接 圈边沿具有褶皱丝口。3、 如权利要求1或2所述的组合式地埋换热管，其特征是，所述的塑料 顶塞边沿具有褶皱丝口。4、 如权利要求3所述的组合式地埋换热管，其特征是，所述的密封圈为 弹性材料制成。5、 如权利要求3所述的组合式地埋换热管，其特征是，所述的回水管为塑料制成。6、 如权利要求3所述的组合式地埋换热管，其特征是，所述的金属管外 壳壁厚与内径比《1/20。7、 如权利要求3所述的组合式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式地埋换热管，包括：金属管外壳、进水引管、回水管、金属封底、回水引管，其特征在于，还包括：金属衔接圈、塑料顶塞、密封圈和涡扇，其中：金属衔接圈的下口嵌入金属管外壳的上口并且密封焊接，金属管外壳的下口与金属封底的上口对齐并且密封焊接，进水引管、回水引管的下端及回水管的上端分别与塑料顶塞的上、下对应开口进行熔接连接，密封圈嵌套于塑料顶塞的下部，涡扇嵌套于回水管的外部，进水引管、回水引管用于同热泵机组外循环水系统的输入输出，进水引管、回水引管、塑料顶塞、密封圈、回水管和涡扇组装后嵌套入由金属管外壳、金属衔接圈、金属封底组装成的容具内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宪平，叶倩，张勇，
申请(专利权)人：姚宪平，叶倩，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]