[发明专利]一种加速地下水渗流的高效套管式地埋管换热器

说明书

本发明涉及地源热泵技术领域，特别是涉及一种加速地下水渗流的高效套管式地埋管换热器。本发明的地埋管换热器包括加强外管以及位于外管内的复合内管，外管内壁与内管外壁之间形成入流通道，内管内壁中形成出流通道。本发明根据地质分层情况，在存在地下水渗流的岩土层增加扰动装置，通过加速地下水流动来提高套管式地埋管的换热效率，同时在扰动装置外增加孔洞式保护套，有效防止土块和石子撞击换热器；所述套管换热器内管采用复合保温管，包括保温层以及加强管层，最大程度地减少内外管间的热损失，同时保证保温棉不会脱落阻塞管道。

技术领域

本发明涉及地源热泵技术领域，特别是涉及一种加速地下水渗流的高效套管式地埋管换热器。

背景技术

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源形成的既可供热又可制冷的高效节能环保的空调系统，但是由于地源热泵系统的初投资较高，而地源热泵的利用率较低，制约和影响着地源热泵技术的推广和发展的原因很多，其中地埋管换热效率不佳是影响整个系统的主要原因。地埋管换热器的换热性能受到很多因素的影响，在实际地热情况确定的条件下，埋管管材的导热系数和埋管换热器的设计对地源热泵系统的换热效率产生了巨大影响，准确合理的设计对整个地源热泵系统高效运行十分重要。

目前，常用的套管换热器热效率较低，循环工质在套管内通过地热升温所需要的时间较长，无法满足使用需求。既有套管式换热器的内外管材一般采用PVC或PE塑胶材料，内外管之间的热短路现象非常严重，热短路使内外管中循环水温差降低，管内出现热堆积，导致换热器换热效率降低。

地下水渗流对地埋管的传热性能影响显著，增大地下水渗流速度和减小渗流温度可以加强地埋管的换热能力；合理设计地埋管换热器能保证系统的高效运行。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种加速地下水渗流的高效套管式地埋管换热器，通过加速地下水渗流来提高换热效率，减少内管与外管循环流体之间的热短路，强化了换热器与土壤之间的换热效果，进一步提升换热器的换热性能。

本发明的技术方案，一种加速地下水渗流的高效套管式地埋管换热器，包括加强外管以及竖向安装在加强外管内的保温内管，加强外管的内壁与保温内管的外壁之间的环形空间形成入流通道，入流通道的端部设置流体入口；加强外管中部形成出流通道，出流通道的端部设置流体出口；

循环工质从流体入口进入，再入流通道中通过加强外管与土壤进行换热；循环工质从出流通道经过流体出口流出。

优选的，循环工质为水。

优选的，根据地质分层情况，在存在地下水渗流的岩土层的加强外管的外壁设置扰动装置，扰动装置沿着加强外管的外壁均匀分布。

优选的，扰动装置外侧设置保护套，保护套上等间距设置多个孔洞。

优选的，加强外管采用镀锌钢管材料。

优选的，保温内管为复合多层式保温管。

优选的，保温内管的内壁外侧设置保温层，保温层外部设置加厚层。

优选的，保温内管的保温层采用聚氨酯材料；加厚层采用PVC材料；内壁采用PPR材料。

优选的，加强外管的外壁与岩土层钻井之间浇筑有回填材料，回填材料为膨润土或细砂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明通过地质勘探得到实际地质分层情况，在存在地下水渗流的岩土层增加扰动装置，通过加速地下水流动来提高套管式地埋管的换热效率，同时在扰动装置外增加孔洞式保护套，有效防止土块和石子撞击换热器；内管采用复合保温管，包括保温层以及加强管层，最大程度减少内外管之间的热损失，同时保证保温棉不会脱落阻塞管道。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；