[实用新型]一种浅表地热热能耦式换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及再生能源利用技术，具体是一种浅表地热热能耦式换热器。

背景技术

随着我国经济水平的快速发展，人们生活水平的提高和受全球气候变暖的影响，空调已越来越成为人们调节室内环境及保障身体健康的必需品。不可忽视的是，人们在享受室内环境舒适的同时，带来的是加大能源消耗和环境空气污染的严重后果，而开发环保可再生的地热热能资源来供热制冷，满足人们对室内环境舒适的要求，则是一种最环保最好的节能方法。

地表浅层地热资源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收的太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。这种储存于地表浅层近乎无限的地热能，使得它也像太阳能一样，成为清洁的取之不尽的可再生能源。

热泵机组是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备。它可以把消耗的高品位电能转换为3—4倍左右的热能。但是，热泵机组也还存在一个致命的缺陷，那就是对环境温度的依赖，冬季制热，环境温度在2℃左右时，热泵机组制热效率下降，而夏季制冷，环境温度在35℃以上时，热泵机组制冷效率下降。如何开发一种安装制作简便、工程造价低，且能从土壤中高效获取地热能的换热器，消除热泵机组对环境温度的依赖，向热泵机组提供环保可再生的地热热能，来提高热泵机组供热制冷的效率，则是一种新型的能源利用技术。

其实，人类在很早以前就已经开始利用地热源了，目前，根据热泵机组利用地热源的种类和方式的不同，以及发展的情况，将其大致分为以下三类：地下水热泵、地表水热泵和土壤源热泵。

受政策限制抽取地下水的热泵机组和受河流、湖泊地域限制抽取地表水的热泵机组，虽然在安装使用时，利用可再生的地热源效果好和工程造价低，但却受使用地域条件及抽取地下水的政策限制而没有大的发展前景。

土壤源热泵以大地作为热源和热汇，将热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管换热器、水平埋管换热器和蛇行埋管换热器三类。

水平埋管方式和蛇型埋管方式的换热器优点是：安装简单，工程造价低，缺点是：需要较大的场地，由于埋管浅而造成:运行性能上的不稳定(由于浅层大地的温度和热特性随着季节、降雨以及埋深而变化)，泵耗能较高;系统效率低。

垂直埋管换热器通常采用的是U型方式及套管型方式，按其埋管深度可分为浅层(<30m),中层(30-100m)和深层(>100m)三种。

U型埋管方式换热器的直径一般为32mm左右，其优点在于：埋管深，地下岩土温度比较稳定，占地面积小，土壤的温度和热特性变化小，需要的管材少，泵耗能低。而缺点主要在于:受流量限制，埋管管径小，单位井深的换热量不足，需要增加打井的个数和深度。造成初投资比较高，系统复杂，安装难度大，对设计、施工、施工现场管理要求较高，需要有专业的技术人员参与其中。

套管型垂直埋管方式换热器的外管直径一般为100-200mm，内管为φ15-φ25mm。由于增大了管外壁与岩土的换热面积，因此其单位井深的换热量比U型管高。其优点是：可减少打井的深度和个数。其缺点是：埋管比U型管浅、容易造成热短路问题。套管直径及钻孔直径较大，下管时，由于深井内的阻力作用，给下管带来困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种浅表地热热能耦式换热器，这种浅表地热热能耦式换热器埋管深，占地面积少，换热器外管管壁与岩土接触面积大，单位井深换热量高，水-气型的热泵机组都能使用，下管时安装简单，能降低安装工程的造价。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种浅表地热热能耦式换热器，包括

加强型换热管，所述加强型换热管包括外管、内管、换热筋片、进气/进水孔和热能导出管，内管设置在外管内，换热筋片设置在内管、外管之间与内管、外管连接，换热筋片5之间构成进气/进水孔；热能导出管设置在内管中，设有密封圈，密封圈设置在位于加强型换热管底部的热能导出管的管口与内管的管口上；

储能室管，所述储能室管内设有水位控制器，水位控制器与控制电路连接，储能室管内腔形成储能室；

锥体，所述锥体设有带导孔的锥孔，锥孔上设有与之适配的锥形堵头，锥体上设有机械控制器，锥形堵头通过弹簧与机械控制器连接，锥形堵头的端口设置在机械控制器的锁紧装置上，锥孔与锥形堵头呈开放式状态；

管件，所述管件设有封盖和进水进气管；