專利名稱：地源空調基樁換熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種換熱系統(tǒng)，屬于能源類空調技術領域，尤其涉及一種用于地源空調系統(tǒng)的基樁形式的換熱系統(tǒng)。
背景技術：
目前空調耗電量大約占全國總耗電量的15％，尤其在夏季用電高峰時期，空調用電負荷甚至高達城鎮(zhèn)總用電負荷的40％左右。有關空調節(jié)能問題隨之成為亟須解決的難題。地源熱泵/空調系統(tǒng)利用地下淺層地熱資源(常溫土壤或地下水)，通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實現(xiàn)低品位熱能向高品位轉移。地能在冬季作為熱泵供暖的熱源，同時儲存冷量，以備夏用；而在夏季作為空調供冷的冷源，同時儲存熱量，以備冬用。相對于傳統(tǒng)的空氣源熱泵/空調系統(tǒng)，地源熱泵/空調系統(tǒng)安裝成本相對較高，但是由于地表5m以下溫度一年四季相對穩(wěn)定，夏季比環(huán)境空氣溫度低，冬季比環(huán)境空氣溫度高，是熱泵/空調系統(tǒng)很好的冷/熱源。這種溫度特性使得地源熱泵/空調比傳統(tǒng)系統(tǒng)運行效率要高，節(jié)能效果較明顯，運行更加可靠、穩(wěn)定。此外，儲存于地表淺層的地熱是一種可再生且無污染的能源，不論是熱帶地區(qū)或是寒冷地區(qū)均有地熱可供使用，因而可使用范圍大。同時，地源熱泵/空調系統(tǒng)地下?lián)Q熱器不需要除霜，減少了冬季除霜的能耗還可以與太陽能聯(lián)用改善冬季運行條件；機組使用壽命長；機組結構緊湊、節(jié)省空間；維護費用低；自動控制程度高。
盡管地熱利用技術日趨成熟，但是如何合理地開發(fā)利用地熱資源已成為近年來人們普遍關注的問題。對現(xiàn)有專利所公開的地下?lián)Q熱器分析發(fā)現(xiàn)，眾多地熱利用方式均直接提取地下水作為冷媒或開挖深水池(25m以上)來利用地熱，兩者耗資均較大，隨著開挖深度的增加，成本急劇上升，并要占用一定的土地資源，而且在南方地區(qū)地表由于水位高、土質復雜等因素而難以實施。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種地源空調基樁換熱系統(tǒng)。
它具有相連接的穩(wěn)壓罐、金屬套管、地下?lián)Q熱器和金屬鉆頭，回流管置于金屬套管之中直達地下?lián)Q熱器內，穩(wěn)壓罐接有加壓水泵。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的基樁換熱系統(tǒng)由于以打樁形式取代了深開挖等其它形式，使得成本大為降低，只需深開挖成本的10％左右，施工便利且周期短，不占用土地，在南方地區(qū)尤其是大城市均可以推廣。同時本發(fā)明提出的基樁換熱系統(tǒng)不破壞地下水資源，可有效解決地源熱泵/空調系統(tǒng)在地熱利用中的環(huán)保問題；采用打樁技術實施，因而埋設深度深、換熱溫差大，可獲得低溫度的冷源，進而將顯著提高地源空調系統(tǒng)的能量利用率，耗能量約為傳統(tǒng)空調的30％。此外，可方便于對現(xiàn)有地源空調系統(tǒng)進行改造，改造后節(jié)能可達50％以上。


附圖是本發(fā)明的地源空調基樁換熱系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及的基樁換熱系統(tǒng)則利用打樁技術，將地下?lián)Q熱器置于地表30～50m深處(儲存大量低溫冷源)，通過水在換熱裝置內上下循環(huán)，從而獲取冷量。本發(fā)明涉及的基樁換熱系統(tǒng)由于以打樁形式取代了深開挖等其它形式，使得成本大為降低，只需深開挖成本的10％左右，施工便利且周期短，不占用土地，在南方地區(qū)尤其是大城市均可以推廣。此外，本發(fā)明涉及的基樁換熱系統(tǒng)不破壞地下水資源，可有效解決地源熱泵/空調系統(tǒng)在地熱利用中的環(huán)保問題；采用打樁技術實施，因而埋設深度深、換熱溫差大，可獲得低溫度的冷源，進而將顯著提高地源空調系統(tǒng)的能量利用率，耗能量約為傳統(tǒng)空調的30％；同時便于對地源空調系統(tǒng)進行改造，改造后節(jié)能可達50％以上，具有廣闊的應用前景。
如附圖所示，地源空調基樁換熱系統(tǒng)具有相連接的穩(wěn)壓罐3、金屬套管4、地下?lián)Q熱器5和金屬鉆頭6，回流管2置于金屬套管4之中直達地下?lián)Q熱器5內，穩(wěn)壓罐3接有加壓水泵1。
所述金屬套管4、地下?lián)Q熱器5和金屬鉆頭6的總長度為30～50米?；亓鞴?由絕熱材料制成，使低溫自來水在回流過程中保持恒溫。穩(wěn)壓罐3的作用是保證一定水壓，使低溫自來水通過回流管順利返回地面，作為空調系統(tǒng)的冷源之用。金屬套管4為空心金屬管，由打樁機分段植入地下后連接而成，分段長度由打樁機的類型確定。換熱器5為空心厚壁金屬管，管外豎直均勻開有深槽以增加換熱面積，并與金屬鉆頭合成一體。
本發(fā)明首先利用打樁技術將金屬套管、地下?lián)Q熱器和金屬鉆頭分段植入地下30～50米處的分化層后，再在露出地面的金屬套管上安裝穩(wěn)壓罐，并將回流管置于金屬套管之中直達地下?lián)Q熱器內，最后將所述穩(wěn)壓罐與加壓水泵通過水管對接起來。系統(tǒng)裝配即已完成。
本發(fā)明的工作原理為加壓水泵將地面高溫自來水泵入穩(wěn)壓罐，由于穩(wěn)壓罐的穩(wěn)壓作用使得自來水不斷進入金屬套管內流向地下深處，同時通過管壁不斷向地下土壤散熱，然后流入地下?lián)Q熱器之中；再經過地下?lián)Q熱器與地下冷源(低溫土壤和水)進行充分熱交換之后，最后沿著絕熱的回流管返回地面，此時具有了較低的溫度，因此可作為空調系統(tǒng)的冷源而利用。
權利要求
1.一種地源空調基樁換熱系統(tǒng)，其特征在于，它具有相連接的穩(wěn)壓罐(3)、金屬套管(4)、地下?lián)Q熱器(5)和金屬鉆頭(6)，回流管(2)置于金屬套管(4)之中直達地下?lián)Q熱器(5)內，穩(wěn)壓罐(3)接有加壓水泵(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種地源空調基樁換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的換熱器(5)為空心厚壁金屬管，管外豎直均勻開有深槽，并與金屬鉆頭合成一體。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種地源空調基樁換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬套管(4)、地下?lián)Q熱器(5)和金屬鉆頭(6)的總長度為30～50米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地源空調基樁換熱系統(tǒng)。它具有相連接的穩(wěn)壓罐、金屬套管、地下?lián)Q熱器和金屬鉆頭，回流管置于金屬套管之中直達地下?lián)Q熱器內，穩(wěn)壓罐接有加壓水泵。換熱器為空心厚壁金屬管，管外豎直均勻開有深槽，并與金屬鉆頭合成一體。本發(fā)明采用打樁技術，將基樁形式的地下?lián)Q熱器植入地表30～50米處傳熱性能最好的分化層，從而可獲得較低的冷源溫度，進而可顯著提高地源空調系統(tǒng)的能量利用率。同時本發(fā)明以單一的基樁形式替代了耗資耗時、施工難度大、工藝要求高的開挖深井等其它地熱利用形式，因而還具有不占用土地、不破壞地下水源、施工簡單、成本低廉、易于推廣等技術效果。
文檔編號F24J3/08GK1786598SQ200510061380
公開日2006年6月14日 申請日期2005年11月2日 優(yōu)先權日2005年11月2日
發(fā)明者張學軍, 瞿丁年, 邱利民 申請人:浙江大學