專利名稱：地中熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于對一年四季都豐富蘊藏著的地中熱在空調(diào)、供應(yīng)熱水、溫水泳池、地中熱交換器植物栽培，動物的飼養(yǎng)或者是融雪等方面的利用而開發(fā)的地中熱交換器。
所以考慮采集地中熱的方法是在地下埋設(shè)以復(fù)數(shù)的埋設(shè)管構(gòu)成的熱交換器，在這些埋設(shè)管中傳送熱媒介，并通過熱媒介與地中熱之間的導(dǎo)熱面間接地進行熱交換。這種方式因為要考慮不會誘發(fā)地基下陷等問題，除火山地帶外在通常的地帶中存在的地中熱溫度不高，所以經(jīng)濟有效率地采集到充分的地?zé)崾莻€很困難的問題。
即復(fù)數(shù)的埋設(shè)管埋設(shè)的過于接近，在各個埋設(shè)管所能采集的熱量就必然低下。反之以一定的間隔埋設(shè)，為連接各個埋設(shè)管勢必要加長管道的長度和安裝多個必要的泵，這樣就會變的極為不經(jīng)濟。
本發(fā)明者鑒于這點，采用了獨特的熱交換器，并結(jié)合有關(guān)對它的配置和熱媒介流量的研究成果，能得到滿足結(jié)果的產(chǎn)品。本發(fā)明在這個結(jié)果的基礎(chǔ)上，能提供可以經(jīng)濟有效的采集地中熱的地中熱交換器。
解決這一課題的方法參照

圖1至圖2進行說明。關(guān)于本發(fā)明所說的地中熱交換器，由外徑為80～100mm的外管2內(nèi)以同心形式套入外徑為40～60mm的內(nèi)管3所構(gòu)成的同心二重管1是以復(fù)數(shù)形式垂直埋設(shè)于地下，熱媒介從內(nèi)管3的上端部分開始注入，在管的下端部分反轉(zhuǎn)進入外管2內(nèi)并向上運動，通過之時采集地?zé)岬臒峤粨Q器，前面記述的同心二重管1的間隔D最少要設(shè)定為5m，而且是前面記述的熱媒介的流量設(shè)定在每分鐘20～25升。
各個同心二重管1是熱媒介從內(nèi)管3的上端部分開始注入，在管的下端部分反轉(zhuǎn)進入外管2內(nèi)并向上運動，通過之時采集地?zé)岬臒峤粨Q器。復(fù)數(shù)的同心二重管1的間隔D設(shè)定為5m，而且熱媒介的流量設(shè)定在每分鐘20升。
另外在各同心二重管1上設(shè)有球閥6以及排氣閥7，其內(nèi)管3與熱媒介的供給管4相連接，外管2與排出管5相連接。復(fù)數(shù)的同心二重管1都與供給管4和排出管5相連接，在供給管4設(shè)有兩臺并列排列的熱媒介供給泵8，其中一臺作為備用。供給管4和排出管5被安裝在路面的正下方，與需要融化路面積雪的放熱管9相連接，26是安裝的流量計。
同心二重管1插入在地面上垂直鉆出的孔洞后，用硅沙10填充其周圍，它的上部用斷熱材料11包裹，斷熱材料11用膠泥12固定，而且在地下鋪設(shè)有基礎(chǔ)混凝土13，在其上面砌有混凝土壁14，并用蓋15覆蓋混凝土壁14，同時這個混凝土內(nèi)壁上設(shè)置有點檢保修用的登梯16。
關(guān)于這個地中熱交換器作用的說明。啟動泵8，把熱媒介供給管4內(nèi)的熱媒介送入到各個同心二重管1的內(nèi)管3中，在這個內(nèi)管3的下端部位折返進入外管2(從內(nèi)管3和外管2的間隙部分)，然后保持這種狀態(tài)向上端部分傳送，這時通過熱交換采集地?zé)帷?br> 采集到地?zé)岬臒崦浇?，通過排出管5到達放熱管9，并在此放出地?zé)岷?，再一次通過供給管4送入同心二重管1。這種循環(huán)周而復(fù)始，從而實現(xiàn)了采熱和放熱相互交替、連續(xù)地進行。
這個地?zé)岱艧峁?是由外徑為90mm的外管2內(nèi)套入外徑為56mm的內(nèi)管3所構(gòu)成的同心二重管1來提供熱媒介，因為這個同心二重管1的間隔D為5m，熱媒介的流量設(shè)定在每分鐘20升，所以能經(jīng)濟有效地采集地?zé)帷?br> 順便提及，同心二重管1的間隔D在5m以內(nèi)時，由于地?zé)釡囟冗^低，所以不能充分采集熱量，若一旦大于5m時，則需要加長連接復(fù)數(shù)同心二重管1的供給管4和排出管5的長度，造成不經(jīng)濟實用。同時要象這樣大幅度擴大外管2以及內(nèi)管3的外徑，來滿足熱媒介流量增多的設(shè)定，否則就不能保證熱量的充分采集。
更如圖3所示的是，外徑為80～100mm的管主體18的中心被隔離壁19分隔成兩個通路20的U字型管17。同樣，它的間隔最短設(shè)定為5m，且熱媒介的流量設(shè)定在每分鐘20～25升為宜。
另外泵8除使用一般的商用電源以外，還可以通過太陽能發(fā)電裝置和內(nèi)燃機發(fā)電裝置進行啟動。太陽能發(fā)電裝置如圖4所示，太陽能電池板21吸收太陽光，通過控制基板23在需要充電時對蓄電池箱22內(nèi)的蓄電池24進行充電，再通過整流器25將必要的電量供應(yīng)給泵8。
發(fā)明的效果基于本發(fā)明所說的地中熱放熱管9是由外徑為80～100mm的外管2內(nèi)套入外徑為40～60mm的內(nèi)管3所構(gòu)成的同心二重管1垂直埋設(shè)于地下，并在其中供應(yīng)熱媒介來采集地?zé)?，且這個同心二重管1的間隔最短設(shè)定為5m，如果熱媒介的流量設(shè)定在每分鐘20升，那么就可收到經(jīng)濟、有效率的采集地?zé)岬男Ч?br> 從而在利用這種地?zé)釙r，可通過不誘發(fā)地基下陷等環(huán)境問題，來進行空調(diào)、供應(yīng)熱水、溫水泳池、植物栽培，動物的飼養(yǎng)或者是融雪等方面的工作。
圖2是表示圖1中實施形式的同心二重管以及它周圍的正面切面圖(表示的只是同心二重管的擴大圖)。
圖3是在本發(fā)明中使用的地中熱交換器的其它實施形式所顯示的正面切面圖。
圖4是有關(guān)本發(fā)明地中熱交換器的泵啟動太陽能發(fā)電裝置的流程圖。
符號說明1同心二重管2外管3內(nèi)管4供給管5排出管6球閥7排氣閥8泵9放熱管10 硅砂11 斷熱材料12 膠泥13基礎(chǔ)混凝土14混凝土壁15蓋16登梯17U字型管18管主體19隔離壁20通路21太陽能電池板22蓄電池箱23控制基板24蓄電池25整流器26流量計D 間隔
權(quán)利要求
1.一種地中熱交換器，其特征在于，由外徑為80～100mm的外管(2)內(nèi)以同心形式套入外徑為40～60mm的內(nèi)管(3)所構(gòu)成的同心二重管(1)是以復(fù)數(shù)形式垂直埋設(shè)于地下，熱媒介從內(nèi)管3的上端部分開始注入，在管的下端部分反轉(zhuǎn)進入外管(2)內(nèi)并向上運動，通過之時采集地?zé)岬臒峤粨Q器，前面記述的同心二重管(1)的間隔D最少要設(shè)定為5m，而且是前面記述的熱媒介的流量設(shè)定在每分鐘20～25升。
全文摘要
提供經(jīng)濟效率的、可以采集地?zé)岬牡刂袩峤粨Q器。由外徑為80～100mm的外管2內(nèi)以同心形式套入外徑為40～60mm的內(nèi)管3所構(gòu)成的同心二重管1是以復(fù)數(shù)形式垂直埋設(shè)于地下，熱媒介從內(nèi)管3的上端部分開始注入，在管的下端部分反轉(zhuǎn)進入外管2內(nèi)并向上運動，通過之時采集地?zé)岬臒峤粨Q器，前面記述的同心二重管1的間隔D最少要設(shè)定為5m，而且前面記述的熱媒介的流量要設(shè)定在每分鐘20～25升。
文檔編號F24J3/08GK1451928SQ0312072
公開日2003年10月29日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者洲澤昭已 申請人:米砂瓦環(huán)境技術(shù)株式會社