[发明专利]地源热泵中央空调用高效换热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种地源热泵中央空调用高效换热管。

背景技术

地源热泵中央空调是一种节能中央空调，相对于空气源热泵中央空调来说，主要是通过深埋于地下的管道内封闭运行热交换介质(水)，由于地表下5米-200米深处的温度一般稳定在20℃左右，管网中运行的热交换介质通过管壁与地下泥土、沙石、地下水等发生热交换，在室内制冷时，令介质中的热传给地下，或室内致热时，介质从地下吸取热能，实现制冷(热)并供应生活热水的目的。由于地下的温度相对大气较为恒定，因此空调系统工作效率很高，从而达到节能的目的。从上面的描述可以看出，换热管的热交换能力即导热系数的大小会直接影响管中介质与地下热交换的效率。目前我国《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)推荐中央空调用换热管为符合GB/T13663-2000的PE80/PE100给水管和聚丁烯(PB)管。而PE/PB材料的导热系数最高的也只有0.4W/(m·k)左右，因此如何提高换热管的导热系数是目前研究的主要方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热系数可提高30％以上的地源热泵中央空调用高效换热管。

本发明的技术方案是：在现有PE或PB给水管中均匀分布有高导热改性剂，高导热改性剂在原料中的添加量是使PE或PB给水管的导热系数提高30％以上至接近泥土导热系数，所述高导热改性剂包括金属高导热改性剂和固体非金属高导热改性剂。

所述金属高导热改性剂是粒度≥800目的铜、铝、金、银的粉末或粒径与塑料颗粒粒径相仿的1.0-3.0mm的铜、铝、金、银功能母料粒子。

所述固体非金属高导热改性剂是粒度≥800目的石墨粉末或粒径与塑料颗粒粒径相仿的1.0-3.0mm的石墨功能母料粒子。也可以是与石墨导热系数相近的其它改性非金属物质。

所述粉末或功能母料粒子是根据原料中塑料为粉末或功能母料粒子的不同而不同，当塑料原料为粉末状时，则采用粒度≥800目的粉末，当塑料原料为颗粒料时，则采用与塑料颗粒粒径相仿的1.0-3.0mm的功能母料粒子。

在能分散均匀的前提下，添加的导热改性剂越细越好。

所述高导热改性剂在原料中的添加量视不同高导热改性剂而不同。

其制备工艺，包括现有PE或PB给水管挤出生产工艺，其特征在于在PE或PB粉末型或颗粒型原料中，添加细度≥800目的高导热粉末或粒径为1.0-3.0mm的高导热改性功能母料粒子，所述高导热改性功能母料粒子的制备工艺与现有PE或PB色母粒的制备工艺相仿。

本发明的高效换热管的导热系数提高30％以上，中央空调使用这种高效换热管后可以整体提高空调系统的效率，或在同样致冷热负荷情况下，可减少地埋换热管的数量，实现了节省建设成本、降低材料消耗和节能的目的。

具体实施方式

实施例1：

(1)在50公斤PE100粉状塑料中加入80公斤1250目以上的铜粉，搅拌均匀，并按现有PE100色母粒的制备方法，制成粒径为1.0-3.0mm的高导热铜改性功能母料粒子；

(2)在PE100的塑料粒料中加入重量比为3.5％的上述高导热铜改性功能母料粒子，并搅拌均匀；

(3)以长径比32∶1左右的单螺杆挤出机为生产设备，按现有PE给水管挤出工艺，挤出制成PE100管材，其导热系数即可提高32％以上。

实施例2：

(1)在100公斤PE100粉状塑料中加入1250目以上石墨粉100公斤，按现有PE100色母粒的制备方法，制成粒径为1.0-3.0mm高导热石墨改性功能母料粒子。

(2)在PE100粒状塑料原料中加入重量比为1.5％-3.5％的上述高导热石墨改性功能母料粒子，并搅拌均匀；

(3)以长径比32∶1左右的单螺杆挤出机为生产设备，按现有PE给水管挤出工艺，将上述混配料挤出制成管材，即可提高导热系数30％以上。

实施例3：

(1)与实施例1不同的是，挤出管材原料为粉状PE100，加入1250目以上铜粉3-5％，并搅拌均匀。

(2)按现有PE给水管挤出工艺，将上述混配料挤出制成管材，即可提高导热系数30％以上。

实施例4：

(3)与实施例3不同的是，挤出管材原料为粉状PE80，加入1250目以上石墨粉1.5-3.0％，将混配料挤出制成管材，所得PE80高效换热管可提高导热系数30％以上。

实施例5：

与以上实施例不同的是挤出管材原料为PB，其制造方法与PE管类似。