[发明专利]地下热交换器及包括其的空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在被热交换流体与地下土壤之间进行热交换的地下热交换器。

背景技术

迄今为止，在被热交换流体与地下土壤之间进行热交换的地下热交换器已为人所知。作为这种地下热交换器的结构已为人所知的有在被热交换流体与土壤之间经由发生相位变化的载热体进行热交换的结构。

具体而言，例如专利文献1所公开的那样，容纳有载热体的管道埋设在地下，并设置有被热交换流体所流经的热交换器，以让被热交换流体与容纳在管道内且因地热而蒸发的载热体进行热交换。由此，已在埋设于地下的所述管道内蒸发的载热体的热通过所述热交换器传给被热交换流体，再在该被热交换流体所流经的回路中被用作制热的热源。

专利文献1：国际公开第WO2004/111559号小册子

发明内容

-发明要解决的技术问题-

在有些情况下，作为使用地下热交换器的空调系统的结构会要求下述结构，即：不但如上所述将地热用作制热的热源，而且能够进行向地下土壤放热的制冷运转的结构。

还有，在上述被热交换流体经由发生相位变化的载热体与地下土壤进行热交换的结构下，在在制热运转中起到蒸发器的作用且在制冷运转中起到冷凝器的作用的热交换器内，载热体重复进行蒸发和冷凝。也就是说，在制热运转中，热交换器的载热体重复进行在接触被热交换流体所流经的传热管而冷凝后因地热而蒸发的循环，另一方面，在制冷运转中，热交换器的载热体重复进行在因地热而冷凝后接触被热交换流体所流经的传热管而蒸发的循环。

因此，当使用埋设在地下的热交换器进行制热运转和制冷运转时，能够想到构成下述结构，即：在埋设于地下的外管内设置制热运转用传热管和制冷运转用传热管，构成为根据运转状态切换被热交换流体所流经的传热管，并且在所述外管内的上侧配置制热运转用传热管，在所述外管内的下侧配置制冷运转用传热管。通过构成为下述结构，则载热体在制热运转中在传热管的表面上冷凝，一边向下方移动，一边因地热而蒸发，回到上方，另一方面，载热体在制冷运转中在传热管的表面上蒸发，一边向上方移动，一边因地热而冷凝，回到下方。因此，能够使载热体在外管内高效地循环。

然而，在如上所述在热交换器内设置制热运转用传热管和制冷运转用传热管的结构下，因为能够确保热交换性能的范围有限，所以热交换效率不高。若要确保制热性能和制冷性能，就需要使各根传热管具有一定程度的长度，会导致热交换器的整体长度增长。而且，与专门用于制热或专门用于制冷的热交换器相比传热管数量需要加倍，因而成本会随之增高。

本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于：在被热交换流体所流经的传热管插入外管内并且载热体封入该外管内的地下热交换器中，以成本较低的结构实现被热交换流体在制冷运转时及制热运转时都能够与地下土壤高效地进行热交换的结构。

-用以解决技术问题的技术方案-

为达成所述目的，在本发明所涉及的地下热交换器10中，将传热管12形成为位于外管11的整个长度方向上，并将该传热管12配置为该传热管12的至少一部分接触该外管11的内周面，而且使被热交换流体在制热运转中流经一根传热管12内的方向与所述被热交换流体在制冷运转中流经该一根传热管12内的方向相反。

具体而言，第一方面的发明以下述地下热交换器为对象，即：该地下热交换器包括外管11、传热管12及载热体13，该外管11竖着埋设在地下，该传热管12插入该外管11内，被热交换流体流经该传热管12的内部，该载热体13封入所述外管11内，该地下热交换器利用该载热体13的相位变化使所述被热交换流体与土壤进行热交换。

所述传热管12形成为从所述外管11的顶部延伸，并在该外管11的底部折弯而回到该顶部，并且所述传热管12配置为该传热管12中位于所述外管11内的至少一部分接触该外管11的内周面，所述传热管12构成为能够使所述被热交换流体在制热运转中流经该传热管12内部的方向与所述被热交换流体在制冷运转中流经该传热管12内部的方向相反。