[实用新型]一种土壤源热泵高效换热装置

说明书

本实用新型公开了一种土壤源热泵高效换热装置，属于地热采出技术领域；包括埋于土壤内的管路系统，管路系统包括换热管，换热管包括内管和外管双层结构，内管与外管之间通过连接筋连接固定；外管的管壁为螺旋波纹状，内管的内壁沿轴向均匀设置有凸楞；内管外表面设置有石墨烯导热膜；内管与外管之间形成第一换热区，内管内部形成第二换热区；本实用新型形成充分导热结构，减小换热盘管占地面积，提高了单位面积土壤的换热率；解决土壤源热泵换热装置换热量小的问题。

技术领域

本实用新型属于地热采出技术领域，具体涉及一种土壤源热泵高效换热装置。

背景技术

地热资源是地球自然资源之一，其储量大、分布广、大多沿火山及地震带分布，是一种易于利用的清洁能源。地热资源的利用中无二氧化碳、氮氧化物、二恶英等污染物排放、是环保型清洁能源。

土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置，冬季从土壤中取热，向建筑物供暖，夏季向土壤排热，为建筑物制冷，它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。但目前在利用地热能换热器一般为垂直埋管式、水平埋管式和蛇形盘管式，这种结构的换热装置换热时间短，土壤导热系数较小，换热量较小。已有的经验表明，其持续吸热速率一般为25W/m²，所以当供热量一定时，换热盘管占地面积较大，埋管的敷设无论是水平开挖布置还是钻孔垂直安装，都会增加土建费用。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种土壤源热泵高效换热装置，解决换热盘管占地面积大，换热量小的问题。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种土壤源热泵高效换热装置，包括埋于土壤内的管路系统，所述管路系统包括换热管，所述换热管包括内管和外管双层结构，内管与外管之间通过连接筋连接固定；所述外管的管壁为螺旋波纹状，所述内管的内壁沿轴向均匀设置有凸楞；所述内管外表面设置有石墨烯导热膜；所述内管与外管之间形成第一换热区，所述内管内部形成第二换热区。

进一步的，多根换热管从上至下排布并通过弯管接头相连通，在土壤内形成蛇形布置换热管路；所述弯管接头为内外双层结构，用于将内管与内管连通，外管与外管连通。

更进一步，所述换热管的内管与外管均设置有螺纹连接部，换热管通过螺纹连接部与弯管接头相连接。

进一步的，所述的凸楞的数量为4-6个。

更进一步，所述外管管壁上相邻的两个波纹凸起的间距为1-2cm。

内管和外管同心设置。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

本实用新型通过双层管的结构提高单位面积的换热量，在第一换热区内的换热介质温度略大于第二换热区内的换热介质温度，形成梯度换热效果。在热交换过程中，换热介质在换热通道中通过时，靠近外管管壁的第一换热区中的换热介质通过外管管壁直接与外管外的土壤热进行换热，进而由于在外管内设置了第二换热区，位于外管中心的第二换热区内的低温换热介质进一步与第一换热区内的高温换热介质换热，从而使第一换热区内的换热介质进一步充分吸收土壤热，从而提高了换热管整体的换热效率。

其次，外管的结构为螺纹波纹状，不仅能使相同长度的换热管的导热面积增加，还能使管内的流体形成紊流，缩短热交换时间短，以提高热交换效率；内管的凸楞同样增加了第二换热区的换热面积，在管内水流速度一定的情况下，换热面积增加，同时结合内管外表面设置有石墨烯导热膜，充分提高导热率，将形成充分导热结构，以提高单位面积土壤的换热率。

附图说明

图1为本实用新型所述换热管的截面示意图。

图2为本实用新型所述换热管在土壤内的布置结构示意图。