地埋换热器、地源热泵系统及地埋换热器施工方法技术方案

本发明专利技术提供一种地埋换热器、地源热泵系统及地埋换热器施工方法，所述地埋换热器包括主换热管以及连接在主换热管底端的配重；主换热管包括中心管及套在中心管外侧的透水管，透水管设置为水能够透过透水管的管壁且能在透水管的管壁内流动，中心管的顶端设置有出水支管，透水管的顶端设置有进水支管；其中，中心管的下部位置设置为与透水管连通；在主换热管位于地下的安装孔中时，透水管和安装孔之间的环状空间填充的固井材料形成包裹在透水管外侧的隔水层，从进水支管进入到透水管的管壁内的水能够从下部位置进入到中心管内，并从中心管向上流动至出水支管。本发明专利技术提供的技术方案中，地埋换热器的换热能力得到提升。地埋换热器的换热能力得到提升。地埋换热器的换热能力得到提升。

【技术实现步骤摘要】
地埋换热器、地源热泵系统及地埋换热器施工方法


[0001]本专利技术涉及热源地泵
，具体地，涉及一种地埋换热器、地源热泵系统及地埋换热器施工方法。

技术介绍

[0002]地源热泵是一种利用浅层地热资源(也称地能，包括地表水，土壤、地下水等的能量)的既可供热又可制冷的高效节能系统。
[0003]地源热泵通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在埋于地下的热交换器与热泵机组之间流动，实现系统与大地之间的热交换。
[0004]目前，埋于地下的热换热器通常采用单U或者双U型埋管换热器，但是单U或者双U型埋管换热器采用的是PE管材，导热系数大约为土壤的30％，在循环介质和地层之间形成热阻，换热效率较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种地埋换热器、地源热泵系统及地埋换热器施工方法，以解决现有技术中的埋管换热器换热效率低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种地埋换热器，所述地埋换热器包括主换热管以及连接在所述主换热管底端的配重；
[0007]所述主换热管包括中心管及套在所述中心管外侧的透水管，所述透水管设置为水能够透过所述透水管的管壁且能在所述透水管的管壁内流动，所述中心管的顶端设置有与所述中心管连通的出水支管，所述透水管的顶端设置有与所述透水管的管壁连通的进水支管；其中，所述中心管的下部位置设置为与所述透水管连通；
[0008]在所述主换热管位于地下的安装孔中时，所述透水管和所述安装孔之间的环状空间填充的固井材料形成包裹在所述透水管外侧的隔水层，从所述进水支管进入到所述透水管的管壁内的水能够从下部位置进入到所述中心管内，并从所述中心管向上流动至所述出水支管。
[0009]优选地，所述中心管的下部位置设置有多个与所述透水管连通的过水通道。
[0010]优选地，所述配重包括沿向下的方向截面逐渐缩小的锥形体。
[0011]优选地，所述地埋换热器还包括位于所述透水管的顶端且套在所述中心管的外侧的套管，所述进水支管与所述套管连通。
[0012]优选地，所述地埋换热器还包括包裹在所述透水管外侧的用于透水隔土的滤层，所述隔水层形成在所述滤层的外侧。
[0013]根据本专利技术的另一方面，还提供一种地源热泵系统，所述地源热泵系统包括热泵机组、循环水泵以及埋入地下的如上所述的地埋换热器；
[0014]其中，所述地埋换热器的所述出水支管和所述进水支管分别与所述热泵机组连接，在所述循环水泵的作用下，循环水在所述热泵机组和所述地埋换热器之间循环。
[0015]根据本专利技术的再一方面，还提供一种地埋换热器施工方法，所述方法包括：
[0016]在地面钻孔形成具有预定孔径和预定深度的竖直安装孔；
[0017]将如上所述的地埋换热器的所述主换热管竖直地放入所述安装孔，其中所述主换热管底端的配重朝下放入；
[0018]在所述安装孔和所述地埋换热器之间的环状空间灌入固井材料，所述固井材料在所述主换热管的外侧形成隔水层。
[0019]优选地，所述将如上所述的地埋换热器的所述主换热管竖直地放入所述安装孔，包括：
[0020]用提吊法将所述主换热管下入所述安装孔中；
[0021]在所述主换热管的外侧设置导正部件，通过所述导正部件将所述主换热管保持在所述安装孔内的居中位置。
[0022]优选地，在所述安装孔和所述地埋换热器之间的环状空间灌入固井材料，包括：
[0023]向所述中心管内下入风管并通过所述风管向所述中心管内注入压缩空气；
[0024]在向所述中心管内注入压缩空气的同时，在所述安装孔和所述地埋换热器之间的环状空间灌入所述固井材料。
[0025]优选地，在地面钻孔形成具有预定孔径和预定深度的安装孔，包括：
[0026]采用第一钻头进行钻孔，形成所述安装孔；
[0027]在所述安装孔中填入黏土；
[0028]采用第二钻头在所述安装孔中钻孔，所述安装孔的孔壁上形成黏土层，其中所述第二钻头的外径小于所述第一钻头的外径。
[0029]本专利技术提供的地埋换热器与现有技术中的单U或者双U型地埋管换热器相比，本专利技术提供的地埋换热器与现有技术中的单U或者双U型埋管换热器相比，透水管的周长远大于单U或者双U型埋管，单位延米的换热面积增加，而且本专利技术提供的地埋换热器中透水管2中的循环水与周边的地层的直接接触热阻小，透水管内的水在管壁内流动可以使得透水管内的水与外侧的岩土层水体进行充分的热交换，从而可以有效提高循环水与周边岩土体的换热效率。
[0030]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0032]在附图中：
[0033]图1为根据本专利技术的一个实施方式中地埋换热器埋在地下的示意图。
[0034]附图标记说明
[0035]1‑
中心管；11
‑
过水通道；2
‑
透水管；21
‑
滤层；3
‑
配重；4
‑
隔水层；5
‑
出水支管；6
‑
进水支管；7
‑
套管；8
‑
安装孔；9
‑
地层。
具体实施方式
[0036]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描
述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0037]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0038]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0039]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0040]本专利技术提供一种地埋换热器，所述地埋换热器包括主换热管以及连接在所述主换热管底端的配重3；
[0041]所述主换热管包括中心管1及套在所述中心管1外侧的透水管2，所述透水管2设置为水能够透过所述透水管2的管壁且能在所述透水管2的管壁内流动(即水可以沿透水管2的管壁径向流动，也可以沿管壁的轴向延伸方向流动，这样水在管壁内能够以紊流的方式自由流动)，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地埋换热器，其特征在于，所述地埋换热器包括主换热管以及连接在所述主换热管底端的配重；所述主换热管包括中心管及套在所述中心管外侧的透水管，所述透水管设置为水能够透过所述透水管的管壁且能在所述透水管的管壁内流动，所述中心管的顶端设置有与所述中心管连通的出水支管，所述透水管的顶端设置有与所述透水管的管壁连通的进水支管；其中，所述中心管的下部位置设置为与所述透水管连通；在所述主换热管位于地下的安装孔中时，所述透水管和所述安装孔之间的环状空间填充的固井材料形成包裹在所述透水管外侧的隔水层，从所述进水支管进入到所述透水管的管壁内的水能够从下部位置进入到所述中心管内，并从所述中心管向上流动至所述出水支管。2.根据权利要求1所述的所述的地埋换热器，其特征在于，所述中心管的下部位置设置有多个与所述透水管连通的过水通道。3.根据权利要求1所述的地埋换热器，其特征在于，所述配重包括沿向下的方向截面逐渐缩小的锥形体。4.根据权利要求1所述的地埋换热器，其特征在于，所述地埋换热器还包括位于所述透水管的顶端且套在所述中心管的外侧的套管，所述进水支管与所述套管连通。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的地埋换热器，其特征在于，所述地埋换热器还包括包裹在所述透水管外侧的用于透水隔土的滤层，所述隔水层形成在所述滤层的外侧。6.一种地源热泵系统，其特征在于，所述地源热泵系统包括热泵机组、循环水泵以及埋入地下的根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的地埋换热器；其中，所述地埋换热器的所述出水支管和所述进水支管分别与所述热泵机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聚斌，李予红，赵晓杰，段静波，洪志亮，邢晓森，陆晓璇，
申请(专利权)人：河北省地矿局国土资源勘查中心，
类型：发明
国别省市：