[发明专利]地源热泵专用加筋塑料管成型机

说明书

技术领域  本发明涉及一种地源热泵专用加筋塑料管成型机。

背景技术  宇宙是在100～150亿年前，一次大碰撞中产生的。根据科学测算，地球已形成45亿年，地球表面凝结成的地壳也有40亿年的历史。无数高度压缩的太空物质和内部放射性物质的衰变加热了这个环绕太阳运动的岩团(地球)，熔化了的铁、镍等元素往地球中心下沉，轻的物质上浮，最终形成了地壳、地幔和地核。地壳是地球最外面的表层，其厚度不一。海洋下的地壳厚3～15km，平均8～10km；大陆地壳厚20～65km，平均40km。地壳表面5km(占地壳厚度的1/8)以内，是目前国际上公认的浅层地热能开发区。广泛存在于大地的近表层中，其温度水平略高于当地的平均气温，在不同地域、不同气候条件下，浅层地热的温度变化不大，相对稳定。

人类生活的大气环境，随着季节的变化，温度有很大的差异。有些地方夏季炎热，气温达40℃；冬季寒冷，气温有时在-30℃以下。为了避免严寒与酷暑的煎熬，人类发明了用火取暖，科技发达以后出现了“空调”。空调以电为动力，夏天制冷调节温度，冬天制热供暖。电能是一种高位能，它由煤、石油及可再生能源产生，而煤和石油等是不可再生能源，能源是人类赖以生存和发展的物质基础。随着人类文明进步和社会发展，人类对能源的消耗越来越多，会导致能源枯竭、环境恶化等严重后果。

地源热泵技术是随着全球性的能源危机和环境问题的出现，逐渐兴起的一门热泵技术。它是一种通过输入少量的高位能(电能)，实现从浅层地热能(土壤热能、地下水中的低位热能或地表水中的低位热能)向高位热能转移的热泵空调系统。它是减少CO₂排放的低碳技术，是低碳生活中低碳住宅的重要组成部分。地源热泵系统主要由四部分组成：①浅层地热能采集系统、②水源热泵机组(水/水热泵或水/空气热泵)、③室内采暖空调系统、④控制系统。

所谓浅层地热采集系统，是指通过水或添加防冻剂的水溶液，将岩土体或地下水、地表水中的热能采集出来并输送给热泵系统。地源热泵空调系统与传统空调的主要区别在于增加了一个地热换热器，即地下埋管环路。无论是采用地源热泵空调还是采用传统的锅炉和制冷机，对建筑物内部空调系统来说，在设计上没有大的差别。因此，地源热泵技术的应用，其关键和难点也就在于对地热换热器进行合理的设计、施工与安装，使其与热泵机组和空调末端系统优化匹配。地下埋管换热器可分为水平埋管和竖直埋管两大类。水平埋管的优点是埋在软土地区，造价较低，但传热条件受外界冬、夏气候的影响，主要缺点是占地面积大，不适合中国地少人多的国情。竖直埋管是在若干竖直孔内设置地下埋管换热器。由于竖直埋管换热器具有占地少，工作性能稳定等优点，已成为工程应用中的主导形式。

竖直埋管换热器竖直孔，钻孔的深度一般为60～100m，孔直径150～200mm，孔与孔的间距4～6m。竖直孔中的埋管与通常的换热器不同，它不是两种流体之间的换热，而是埋管中流体与固体(地层)的换热。这种换热过程涉及的物理模型很复杂，涉及的因素也很多，它是非稳态的，时间跨度很长。因此，要求地下埋管有良好的导热性，有较高的强度，有极高的耐腐蚀性以保证50年以上的使用寿命(中间不维修、也无法维修)。经过详细计算，多次试验和工程实用对比(镀锌管、铸铁管、钢塑复合管、铝塑复合管、PPR管、PE管等)，从工艺性、耐久性、经济性等多方面分析，最后公认聚乙烯(PE)作为埋地换热器管子的材质最为合适。这种PE管的内径为26mm，壁厚3mm，外径32mm，其优点是耐腐蚀，造价适中，缺点是强度低，热阻大。无论是国内还是国外、无论是北方还是南方，所有设计单位都是选用Φ32*3的PE管作为地源热泵换热器的埋管。这也是不得已而为之，因为到目前为止，全世界还没有找到一种综合性能优于现有PE管的埋地换热器用管。

发明内容  本发明的目的就是提供一种与传统Φ32*3的PE管比较，导热系数提高3～4倍、强度提高2～3倍，成本降低1/3，使用寿命在50年以上的地源热泵埋地专用加筋塑料管。