[实用新型]一种地下埋管换热装置

说明书

一种地下埋管换热装置，包括设置在基坑中的中心集管和螺旋集管，以及通过基坑埋入地下的多组呈放射状布设的倾斜埋管和一组垂直埋管；所述倾斜埋管和垂直埋管的一端与中心集管连通，另一端与螺旋集管连通。本实用新型一种地下埋管换热装置，通过采用装配式基坑施工工艺，对场地占用和破坏较小，施工效率高、成本低；埋管采用倾斜放射状布设结构，避开了表层土体，对地下管线影响小，受环境温度影响小且越靠近深部热扩散能力越大，换热效果更好；将垂直埋管埋设加深并作为主换热管使用，可进一步充分利用地下热源；地表一定深度可以作为非临时基坑设计并采取不回填方式，施工结束后作为地下储藏室或雨水回收井等使用。

技术领域

本实用新型属于地源热泵技术领域，设计一种地下埋管换热装置。

背景技术

地源热泵系统是一种利用浅层地热能为建筑设施进行供暖制冷的技术。地下换热装置是地源热泵系统的重要组成，其换热效率的高低直接影响到地源热泵系统的COP，甚至影响到是否可以完成实际所需的热交换量。常见的地下换热装置包括土壤源热泵和地下水源热泵，其中土壤源热泵往往采用埋管形式进行取热，包括水平式埋管、垂直U型(单U、双U、三U)埋管、垂直套管式埋管和斜埋管。水平式埋管占地面积较大，且换热不均衡，往往只能用作单季的换热以及生活用热水使用。垂直埋管虽然可以节省铺设面积，但依然面临需要大规模地面钻孔破坏的问题，对于地表的占用和破坏均较为严重，且难以应用于地下管线复杂的区域；同时，垂地埋管普遍存在随着换热工质流动的距离增加而换热效率逐渐降低的问题，以内管流入热水外管流出换热后的冷水为例，温度最高的流体总是在最底端换热，导致底部的换热最大，所以底端需要较上部更大的换热半径，且越靠近上部所需换热半径越小，而如果考虑底部所需要的换热半径就需要进一步扩大施工场地。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种施工工艺简洁、地面占用和破坏小、热交换范围大、土壤温度场利用率高、换热效果好、基坑可二次利用的地下埋管换热装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种地下埋管换热装置，包括设置在基坑3中的中心集管4和螺旋集管5，以及通过基坑3埋入地下的多根呈放射状布设的倾斜埋管6和一组垂直埋管7，所述倾斜埋管6和垂直埋管7的一端与中心集管4连通，另一端与螺旋集管5 连通。

进一步，所述螺旋集管5的螺旋直径小于基坑3的直径，沿基坑3的内壁竖直设置；所述螺旋集管5的底端封闭，上端设有螺旋集管进/出水口51。

进一步，所述中心集管4包括多个竖直设置的支管41，所述支管41的底端封闭，上端与中心集管进/出水口42连通。

进一步，所述多根倾斜埋管6位于多个竖直面内，所述多个竖直面等角度平分圆周，每个竖直面内的若干根倾斜埋管6左右分布设置于螺旋集管两侧，若干根倾斜埋管6的井斜角沿着螺旋集管9的螺距自下向上等角度增加。

进一步，所述多根倾斜埋管6沿着螺旋集管的螺旋线从下向上等螺旋线长度向外发散布置，并且其井斜角等角度增加。

进一步，所述多根倾斜埋管6分为多组，根据螺旋集管的螺旋线的导程，每个导程内的若干根倾斜埋管6为一组；每组的若干根倾斜埋管6的井斜角相同，井斜方位角在圆周内均布；相邻两组倾斜埋管错位排布；多组倾斜埋管的井斜角从下而上等角度增加。

进一步，所述垂直埋管7的长度和/或直径大于倾斜埋管6的长度和/或直径。

进一步，所述倾斜埋管6和垂直埋管7为单U管、双U管或三U管。

进一步，所述倾斜埋管6和垂直埋管7为套管，所述换热流体从套管的内管流入并从外管流出。

进一步，所述基坑3为钢结构装配式基坑。

进一步，基坑内的中心集管4和螺旋集管5的外侧设有保温隔热层，施工完成后基坑3为回填结构。