梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，包括中心管（1）和至少三个外侧管（2），中心管（1）的横截面为圆形，外侧管（2）与中心管（1）平行，外侧管（2）均匀设置在中心管（1）的外侧，外侧管（2）之间相互分离，外侧管（2）的横截面均由三个弧依次首尾相接构成，外侧管（2）的棱与中心管（1）的外壁表面连接，外侧管（2）与中心管（1）相连接的两个弧面的半径和弧度均相同，外侧管（2）远离中心管（1）的弧面与中心管（1）同轴。本实用新型专利技术的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管能够充分利用钻孔井内的热交换面积，使换热管与井壁保持大面积的接触，有效提高换热管的吸热效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管
本技术涉及一种地下换热器的换热管，具体涉及一种梅花形同轴多孔地源热 泵地埋管换热管。
技术介绍
地源热泵利用存储在地下的太阳能为空调、采暖、生活热水提供能量。循环管环路 通过地埋管换热换器从土壤或岩石中吸收热(冷)量，使循环水温度升高(降低)，供给热泵 机组做采暖(制冷)。地源热泵做为一种稳定的绿色能源得到了广泛的推广。地源热泵系统中(特别是垂直式地埋系统)，地下钻井及地埋管投资部分往往要占 到整个项目初期投资中的50-60%，提高单井的换热量，减少钻井数目可产生很高经济效益。传统地源热泵U管与管井内土壤及管壁接触面积小，热交换效率差。适当提高流 速可增加换热效率，但U管管孔狭小，液体压力降大，消耗循环泵能耗多。U管安装时需要用 管卡将进回流管分开，现场安装，下管和回填困难。故，需要一种新的地源热泵换热管以解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是针对现有技术地源热泵换热管热交换效率差的缺陷， 提供一种高热交换率的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管。技术方案为实现上述专利技术目的，本技术梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换 热管可采用如下技术方案一种梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，包括中心管和至少三个外侧管，所 述中心管的横截面为圆形，所述外侧管与所述中心管平行，所述外侧管均匀设置在所述中 心管的外侧，所述外侧管之间相互分离，所述外侧管的横截面均由三个弧依次首尾相接构 成，所述外侧管的棱与所述中心管的外壁表面连接，所述外侧管与所述中心管相连接的两 个弧面的半径和弧度均相同，所述外侧管远离所述中心管的弧面与所述中心管同轴。有益效果本技术的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管能够充分利用钻 孔井内的热交换面积，使换热管与井壁保持大面积的接触，有效提高换热管的吸热效率。附图说明图1是本技术的梅花形同轴三孔地源热泵地埋管换热管的横截面；图2是本技术的梅花形同轴四孔地源热泵地埋管换热管的横截面；图3是本技术的梅花形同轴五孔地源热泵地埋管换热管的横截面；图4是本技术的梅花形同轴六孔地源热泵地埋管换热管的横截面。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术 人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本技术基于下列理论基础地下换热器的热导由井孔热导和大地热导构成， 井孔热导(换热器内液体和井壁间热导)主要受三个方面影响，液体本身导热系数，液体通 过管壁与填充料的热交换(同时也有进回流之间热干扰)，以及填充料与井壁的热交换，其 中，大地热导由地质结构决定；热交换管中的绝大部分热量是透过井壁与外部大地交换的， 换热器与井壁越靠近，且接近井壁的换热管外壁与井壁接触面积越大，换热效率越高；地 热场研究结果显示流体从地面流到管底的热交换量远大于从地底端流到地面的热交换量； 回流管中靠近地表的部分受进流管的热干扰最大，增加回流管的流速和绝热可减少管间热 干扰。请参阅图1、图2、图3和图4所示，本技术的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管 换热管，包括中心管I和至少三个外侧管2，中心管I的横截面为圆形，外侧管2与所述中 心管I平行，外侧管2均匀设置在中心管I的外侧，外侧管2之间相互分离。其中外侧管2 的数量优选为3个、4个、5个或者6个。外侧管2的横截面均由三个弧21、22、23依次首尾 相接构成，外侧管2的棱与中心管I的外壁表面连接，外侧管2与中心管I相连接的两个弧 面21、22的半径和弧度均相同，外侧管2远离中心管I的弧面23与中心管I同轴。其中外 侧管2为进流管，中心管I为回流管。上述设计能够使换热管充分利用钻孔井内的热交换 面积，使换热管与井壁保持大面积的接触，有效提高换热管的吸热效率。外侧管2的横截面 面积均相等。所有外侧管2的横截面的面积的总和大于中心管I的横截面面积。此设计可 使换热管的进流管管压大大降低。可保证进流时流体较缓慢流动，停留时间长，吸收更多的 热量。回流截面小，经过底部热交换的液体能快速流回地面，避免回流液体受进流管的热 干扰。中心管I靠近地面的一端内壁绝热或者在其内壁设置绝热管套。靠近地表的部分， 进流管和回流管之间热干扰大，对回流管靠近地面的上端的管腔接触面绝热或插入绝热套 管就可提高热交换效率。为保证使用寿命大于50年，换热管的材质为高密度聚乙烯或聚丙 烯。中心管I的内壁直径为40 ± O. 5mm,换热管的整体外直径为80 ± O. 5mm,中心管I和外 侧管2的管壁厚度均为3±0. 5mm。外侧管2的外管壁上设置有凹槽3。凹槽3可以沿外侧 管2的轴线方向设置。其中，凹槽3均匀分布在外侧管2的外管壁。凹槽3的长度与外侧 管2的长度相等。在外侧管2上设置凹槽3用来扩大外侧管2的表面积，可以更有效的吸 收热量，提高换热管的热交换效率。能够充分利用钻孔井内的热交换面积，使换热管与井壁 保持大面积的接触，有效提闻换热管的吸热效率。如上所述，本技术的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管能够充分利用钻 孔井内的热交换面积，使换热管与井壁保持大面积的接触，有效提高换热管的吸热效率。权利要求1.一种梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，包括中心管(I)和至少三个外侧管(2)，所述中心管(I)的横截面为圆形，所述外侧管(2)与所述中心管(I)平行，所述外侧管(2)均匀设置在所述中心管(I)的外侧，所述外侧管(2)之间相互分离，所述外侧管(2)的横截面均由三个弧(21，22，23)依次首尾相接构成，所述外侧管(2)的棱与所述中心管(I)的外壁表面连接，所述外侧管(2)与所述中心管(I)相连接的两个弧面(21，22)的半径和弧度均相同，所述外侧管(2)远离所述中心管(I)的弧面(23)与所述中心管(I)同轴。2.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述外侧管(2)的横截面面积均相等。3.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述外侧管(2)的横截面的面积总和大于所述中心管(I)的横截面面积。4.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述外侧管(2)的数量为3个、4个、5个或者6个。5.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述中心管(I)的内壁直径为40 ±0. 5mm,所述换热管整体外直径为80 ±0. 5mm,所述中心管(I)和所述外侧管(2)的管壁厚度均为3±0. 5mm。6.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述中心管(I)靠近地面的一端内壁绝热或在其内壁设置绝热管套。7.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述换热管为高密度聚乙烯管或高密度聚丙烯管。8.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述外侧管(2)的外管壁上设置有凹槽(3)。9.如权利要求1所述的梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，所述凹槽(3)沿所述外侧管(2)的轴线方向设置。10.如权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梅花形同轴多孔地源热泵地埋管换热管，其特征在于，包括中心管（1）和至少三个外侧管（2），所述中心管（1）的横截面为圆形，所述外侧管（2）与所述中心管（1）平行，所述外侧管（2）均匀设置在所述中心管（1）的外侧，所述外侧管（2）之间相互分离，所述外侧管（2）的横截面均由三个弧（21,22,23）依次首尾相接构成，所述外侧管（2）的棱与所述中心管（1）的外壁表面连接，所述外侧管（2）与所述中心管（1）相连接的两个弧面（21,22）的半径和弧度均相同，所述外侧管（2）远离所述中心管（1）的弧面（23）与所述中心管（1）同轴。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：斯航，
申请(专利权)人：斯航，
类型：实用新型
国别省市：