[实用新型]地埋管地热源泵系统中的地热交换系统

说明书

地埋管地热源泵系统中的地热交换系统，用于地下冷、热交换，包括竖向伸入地下的孔洞、设置在孔洞中的U形埋管、填入孔洞中包围U形埋管的填料、U形埋管的两段竖向管之间分布的支架，所作的改进是在U形埋管的两段竖向管之间增设隔热板，所述的隔热板通过能夹住隔热板U形埋管的竖向管间的支架定位。在U形埋管的下半部分包裹金属覆膜。本实用新型的有益效果是：通过在U形埋管两段竖向管之间增设隔热板，阻止了U形埋管两段竖管间的热量回流，提高了地热交换系统的冷、热利用率。在U形埋管的下半部分包裹金属覆膜或用内有金属套层的PP管材制备U形埋管，提高了地热交换系统与地层的热交换率。本实用新型的技术方案便于施工，对建造成本影响小。

技术领域

本实用新型属于加热领域，具体涉及地源热泵系统。

背景技术

地源热泵系统，是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术的环保能源利用系统。地源热泵系统通常是转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方，还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内，一个年度形成一个冷热循环系统，实现节能减排的功能。地源热泵系统是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

现有的地埋管地源热泵系统包括水源热泵机组、地热交换系统、建筑物内系统组成，其中的地热交换系统如图1所示：包括竖向伸入地下的孔洞1(孔径100～ 150mm、孔深100～300m、空间距为4～10m)、设置在孔洞1中的一个U形埋管2、填入孔洞1中包围U形埋管2的填料3。填料3与地层岩土成分相近的材料(一般为膨润土水泥或硅砂)充填，埋入地下钻孔中的地下换热器一进、一回形成回路与大地进行换热。地源热泵在于夏季利用冬季蓄存的冷量供冷，同时蓄存热量，以备冬用；冬季利用夏季蓄存的热量供热，同时蓄存冷量，以备夏用。

目前，将U形埋管2装入孔洞1时，采用专用的弹簧或支架4把U形埋管的两段竖向管撑开，以减少U形埋管的两段竖向管之间热传导而使的热量回流。但U形埋管的两段竖向管之间灌入的灌浆料与外侧灌浆料导热系数一样，如果灌浆料导热系数过高，会导致U形埋管的两段竖向管之间热量回流，本应与土层交换的热量U形埋管的两段竖向管先进行了部分交换，如果灌浆料导热系数过低又不利于U形埋管与土层之间的换热，影响效果。

同时由于专用的弹簧或支架间断设置，设置间距较大，在没有设置支架的部分，U形埋管的两段竖向管容易接触或靠近(图2)。液体在管内流动时在U形埋管的两段竖向管接触或距离较近的位置容易发生热量交换的情况，导致整体系统热交换效率降低的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种地埋管地热源泵系统中的地热交换系统，用于地下冷、热交换，克服现有技术中地热交换系统存在的上述不足。

本实用新型的地热交换系统包括竖向伸入地下的孔洞、设置在孔洞中的U形埋管、填入孔洞中包围U形埋管的填料、U形埋管的两段竖向管之间分布的支架，所作的改进是在U形埋管的两段竖向管之间增设隔热板，所述的隔热板通过能夹住隔热板U形埋管的竖向管间的支架定位。

为便于施工中隔热板的加装，所述的隔热板分段设置，每端隔热板的长度1～ 2m，厚10-20mm。

为避免隔热板过宽影响支管与地层之间的换热，隔热板的宽度在U形埋管直径的4～5倍范围内。

为有效阻断深孔U形埋管外垂直方向物质或能量的流动，各段隔热板之间留有缝隙，缝隙的宽度小于U形埋管的外径。

为加大隔热板与填料之间的结合面，在隔热板与U形埋管的竖向管相对面分布有填料充入孔。

由于U形埋管远离地表部分两段竖向管之间温差小，为节省建造成本，最大化的提高经济效率，隔热板仅设置在相对温差较大的U形埋管上半部分。