一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法及螺旋埋管换热器技术

本发明专利技术公开了一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法及螺旋埋管换热器，方法包括以下步骤：将定形相变材料与导热硅脂进行混合搅拌，形成浆状材料；在第一加料斗中投入PE料，将PE料通至剪切机中将其剪切为小颗粒状，再将小颗粒状PE料通至加热机构中将其融化为液态，然后将液态的PE料通至第一成形模具中将其挤塑成管状；将尚未定形的PE管通至第二成型模具中，同时在第二加料斗中投入浆状材料，使得浆状材料附着PE管表面；然后通至冷却机构中降温定形；将定形完毕的PE管通至封膜机中封膜，得到自封装换热器直管；将自封装换热器直管进一步加工，形成所需要长度和螺旋参数。本发明专利技术在保证经济性的同时能提升螺旋埋管换热器的换热性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法及螺旋埋管换热器


[0001]本专利技术涉及浅层地热能利用
，特别涉及一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法及螺旋埋管换热器。

技术介绍

[0002]地热能是一种清洁能源，资源量大，应用场景十分广泛。而地源热泵是最常见的地热能应用形式。地源热泵以地下水、地下土壤或岩石体等作为冷热源，再利用热泵机组通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能的转移。地源热泵既能供冷也能供热，是一种高效，环保，节能的空调利用形式。地源热泵系统包括地上换热器部分和地下换热器部分，其中地源热泵的整体能效比主要由地下换热器部分决定。地下换热器换热过程为管内换热媒介和管外地下土壤进行热量交换，其中管内一般为水。由于管内水存在对流换热过程，所以换热效果较强，而管外土壤为纯导热过程，传热效果极差。所以地下埋管填料对于整体地源热泵系统的性能影响十分显著。而定形相变材料就具有导热系数大，蓄热性强的优势，对提升地源热泵能效比效果显著。现有回填料主要分为原浆回填，膨润土基回填料等，原浆回填和膨润土基回填容易产生较大接触热阻，影响换热器效率；而且，常规埋管钻孔较大，如果全部用回填材料进行回填，经济性较差。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法及螺旋埋管换热器，在保证经济性的同时能提升螺旋埋管换热器的换热性能。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法，包括螺旋埋管换热器制备设备，所述螺旋埋管换热器制备设备包括依次相连的第一加料斗、剪切机、加热机构、第一成形模具、第二成型模具、冷却机构和封膜机，在第二成型模具的进料口处还连接有第二加料斗，该方法包括以下步骤：
[0005]S1、制备定形相变材料；
[0006]S2、将定形相变材料与导热硅脂进行混合搅拌，形成浆状材料；
[0007]S3、在第一加料斗中投入PE料，先将PE料通至剪切机中，剪切机将PE料剪切为小颗粒状，再将小颗粒状PE料通至加热机构中，加热机构将PE料融化为液体状态，然后将液体状态的PE料通至第一成形模具中，第一成形模具将PE料挤塑形成管状；
[0008]S4、将尚未完成定形的PE管通至第二成型模具中，同时在第二加料斗中投入浆状材料，使得浆状材料附着PE管表面；
[0009]S5、将附着完成的PE管通至冷却机构中，降温定形；
[0010]S6、将定形完毕的PE管通至封膜机中，用PE膜将附着后的PE管完全包裹，得到自封装换热器直管；
[0011]S7、将制备完成的自封装换热器直管进行进一步加工，形成所需要长度和螺旋参数。
[0012]上述方案中：所述螺旋埋管换热器的回水管外设置有真空层，达到回水管保温的目的。
[0013]上述方案中：所述定形相变材料利用膨胀石墨吸附石蜡制备而成，其中膨胀石墨和石蜡的质量比为1：10，制备方法为真空浸渍法。
[0014]上述方案中：制备定形相变材料的具体步骤为：
[0015]1)将膨胀石墨放在容器中处于120℃环境下静置12小时；
[0016]2)以石蜡和膨胀石墨为1：10的质量比向膨胀石墨中添加石蜡；
[0017]3)将放置石蜡和膨胀石墨的容器放在真空干燥箱中真空吸附，真空度为0.08MPa，温度为50℃，整个过程需持续10小时，其中每隔2小时将容器取出搅拌一次。
[0018]上述方案中：所述自封装换热器直管利用弯管机加工成所需要的螺旋参数。
[0019]本专利技术还提出了一种螺旋埋管换热器，以上述自封装螺旋埋管换热器的制备方法制得。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]将新型混合回填材料与导热硅脂进行混合搅拌，形成浆状材料，现有PE管生产所用的挤塑工艺较为成熟，在制备过程中添加浆状材料，利用PE管尚未定形时的状态，使浆状材料附着至PE管表面，再利用封膜机将PE管进行封装，形成可装配的螺旋埋管换热管；因此，螺旋埋管换热管可在加工车间提前施作，再将成品运输至现场直接埋入对应钻井中，以提高螺旋埋管换热管的施工效率。
[0022]定形相变材料相比常规回填材料，具有导热系数大，比热容大，有相变潜热蓄热等多方面的优势；在相同地源热泵地埋管进水温度下，由于地埋管内的高导热和高蓄热材料，能够将流体和回填材料交换的热量储存下来，增大流体和周围回填材料换热温差，进而达到增强螺旋埋管换热器换热效果的目的，在运行合理的情况下，可以长期保持螺旋埋管换热器的换热效率；
[0023]常规埋管钻孔较大，如果全部用定形相变材料进行回填，经济性较差，由于埋管换热器换热以管径的方向进行，且在换热周期内存在一个热作用半径，所以将回填材料附着在PE管上以套管的形式回填，可以大大提升经济效益，减少填料的浪费；
[0024]在实际使用过程中，可制备出不同长度的螺旋埋管换热器，以适应不同深度的钻井的需求。
附图说明
[0025]图1是本专利技术中螺旋埋管换热器制备设备的结构示意图。
具体实施方式
[0026]如图1所示，一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法，包括螺旋埋管换热器制备设备，螺旋埋管换热器制备设备包括依次相连的第一加料斗1、剪切机2、加热机构3、第一成形模具4、第二成型模具5、冷却机构6和封膜机7，在第二成型模具5的进料口处还连接有第二加料斗8，该方法具体由以下步骤组成：
[0027]制备定形相变材料。
[0028]将定形相变材料与导热硅脂进行混合搅拌，形成浆状材料。
[0029]在第一加料斗1中投入PE料，先将PE料通至剪切机2中，剪切机2将PE料剪切为小颗粒状，再将小颗粒状PE料通至加热机构3中，加热机构3将PE料融化为液体状态，然后将液体状态的PE料通至第一成形模具4中，第一成形模具4将PE料挤塑形成管状。
[0030]将尚未完成定形的PE管通至第二成型模具5中，同时在第二加料斗8中投入浆状材料，使得浆状材料附着PE管表面。
[0031]将附着完成的PE管通至冷却机构6中，降温定形。
[0032]将定形完毕的PE管通至封膜机7中，用PE膜将附着后的PE管完全包裹，得到自封装换热器直管。
[0033]将制备完成的自封装换热器直管进行进一步加工，形成所需要长度和螺旋参数。
[0034]最好是，螺旋埋管换热器的回水管外设置有真空层，达到回水管保温的目的。
[0035]最好是，定形相变材料利用膨胀石墨吸附石蜡制备而成，其中膨胀石墨和石蜡的质量比为1：10，制备方法为真空浸渍法。
[0036]最好是，制备定形相变材料的具体步骤为：将膨胀石墨放在容器中处于120℃环境下静置12小时；以石蜡和膨胀石墨为1：10的质量比向膨胀石墨中添加石蜡；将放置石蜡和膨胀石墨的容器放在真空干燥箱中真空吸附，真空度为0.08MPa，温度为50℃，整个过程需持续10小时，其中每隔2小时将容器取出搅拌一次。
[0037]最好是，自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自封装螺旋埋管换热器的制备方法，包括螺旋埋管换热器制备设备，其特征在于：所述螺旋埋管换热器制备设备包括依次相连的第一加料斗(1)、剪切机(2)、加热机构(3)、第一成形模具(4)、第二成型模具(5)、冷却机构(6)和封膜机(7)，在第二成型模具(5)的进料口处还连接有第二加料斗(8)，该方法包括以下步骤：S1、制备定形相变材料；S2、将定形相变材料与导热硅脂进行混合搅拌，形成浆状材料；S3、在第一加料斗(1)中投入PE料，先将PE料通至剪切机(2)中，剪切机(2)将PE料剪切为小颗粒状，再将小颗粒状PE料通至加热机构(3)中，加热机构(3)将PE料融化为液体状态，然后将液体状态的PE料通至第一成形模具(4)中，第一成形模具(4)将PE料挤塑形成管状；S4、将尚未完成定形的PE管通至第二成型模具(5)中，同时在第二加料斗(8)中投入浆状材料，使得浆状材料附着PE管表面；S5、将附着完成的PE管通至冷却机构(6)中，降温定形；S6、将定形完毕的PE管通至封膜机(7)中，用PE膜将附着后的PE管完全包裹，得到自封装换热器直管；S7、将制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，周琢，郭金成，
申请(专利权)人：重庆海润节能技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：