一种地热交换装置及在采暖制冷中的使用方法与流程

1.本发明涉及一种换热装置，特别涉及一种地热交换装置及在采暖制冷中的使用方法。


背景技术：

2.大地是热泵采暖制冷的理想冷热源（冬暖夏凉），热泵与大地的热能交换装置是非常重要的设备。土壤热交换器由埋在地下的密闭循环管构成，传热介质（水）经地埋管内与土壤交换热能，不会破坏水资源。目前，市场上的非金属地埋管具有施工方便，抗腐性能强及成本低等优点。其缺点是，非金属材料抗压特性差，地埋管的管壁需要加厚，而且其导热率小，热阻很大。另外，干燥的土壤导热率很小，热阻很大。因此，现有的土壤热交换器热阻太大，热交换效率太低，需要加大换热面积的配置，增加了投资费用和运行成本。


技术实现要素：

3.本发明吸取了现有土壤热交换器的优点，克服了它们的缺点，提供了一种地热交换装置及在采暖制冷中的使用方法。
4.为了解决上述存在的热交换效率太低的技术问题，本发明采用下述方案：一种地热交换装置，包括换热管，大地，还包括水池，所述水池设置在地下，所述换热管通过支架设置在所述水池内特定温度层的水中。
5.本发明还可以是：所述换热管为换热管束，所述换热管束为金属材料管束，所述水池周围设置有渗水墙体，所述水池的底部设置有渗水地面，所述水池设置有用于调节特定温度层水高度的水位控制装置，所述用于调节特定温度层水高度的水位控制装置由进水口、出水口以及水位控制板组成，所述进水口和出水口的横截面积远小于所述水池的横截面积，所述水位控制板位于所述出水口 ，在所述出水口前面设置有阻挡特定温度层的水纵向流动的阻挡装置（简称“阻挡装置”），所述的阻挡装置由横向阻挡板和水位控制板组成，在所述横向阻挡板上、下方分别设有流水通道。
6.本发明的一种地热交换装置在采暖制冷中的使用方法是：将大地作为热泵的冷热源，冬季，将所述地热交换装置的换热管束与热泵的蒸发器串联形成闭合回路，并将所述水位控制板调成低于所述横向阻挡板的状态，以便所述地热交换装置的换热管束经水池的上层高温水从大地吸收热量，用于采暖；夏季，将所述地热交换装置的换热管束与热泵的冷凝器串联形成闭合回路，并将所述水位控制板调成高于所述横向阻挡板的状态，以便所述地热交换装置的换热管束经水池下层的低温水向大地释放热量，用于制冷。
7.与现有技术相比本发明的优点是：水池中的水扩散到周围的土壤中，可以提高土壤的导热率，有利于土壤传热。水池中的水静止或缓慢流动，有利于水按温度的不同自动分层，还可以沉淀水中杂质。换热管束设置在上层的高温水层中，便于冬季吸热；反之，便于夏季散热。因此，本发明的地热交换装置效率高，实际使用时，可以减少换热面积的配置，还能降低运行费用。
附图说明
8.图1是地热交换装置的半剖俯视图；图2是地热交换装置高温换热的a-a剖视图；图3是地热交换装置低温换热的a-a剖视图；图4是地热交换装置的b-b剖视图；图5是地热交换装置冬季采暖使用方法示意图；图6是地热交换装置夏季制冷使用方法示意图。
9.图中：进水口1 出水口2 下水道3 循环水出口4 循环水集水器5 换热管束6 循环水分水器7循环水进口8 换热管束支架9 横向阻挡板10 渗水材料11 盖板12 水13 土壤14 水位控制板15。
具体实施方式
10.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：在图2、图3中，由渗水材料11制成的水池设置在土壤14中，所述水池设置有进水口1和出水口2，所述出水口2外面设置有下水道3，在出水口2处设置有水位控制板15，在所述出水口2的前方设置有横向阻挡板10，所述横向阻挡板10的上方和下方都设置有流水通道，换热管束6由换热管束支架9固定在水池内，所述换热管束6的一端经循环水分水器7接循环水进口8，所述换热管束6的另一端经循环水集水器5接循环水出口4，水池上面设置有盖板12，水13的高度由水位控制板15控制，水位刚好淹没换热管束6，或者淹没所述横向阻挡板10。
11.实施例一：在图5中，热泵由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀组成。冬季采暖循环时，换热管束的一端先后经循环水集水器、循环水出口、循环水泵2、转换装置2、蒸发器、转换装置1、循环水进口8、循环水分水器7回到换热管束的另一端形成闭合回路，所述换热管束为不锈钢材料。末端装置的一端先后经循环水泵1、转换装置1、冷凝器、转换装置2回到末端装置的另一端形成闭合回路。水池内的水位由水位控制板控制，水位刚好淹没换热管束，所述水池的周围和底部为渗水砖。
12.实施例二：在图6中，热泵由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀组成。夏季制冷循环时，换热管束的一端先后经循环水集水器、循环水出口、循环水泵2、转换装置2、冷凝器、转换装置1、循环水进口8、循环水分水器7回到换热管束的另一端形成闭合回路，所述换热管束为不锈钢材料。末端装置的一端先后经循环水泵1、转换装置1、蒸发器、转换装置2回到末端装置的另一端形成闭合回路。水池内的水位由水位控制板控制，水位刚好淹没横向阻挡板，所述水池的周围和底部为渗水砖。


技术特征：
1.一种地热交换装置，包括换热管，大地，其特征在于，还包括水池，所述水池设置在地下，所述换热管通过支架设置在所述水池内特定温度层的水中。2.根据权利要求1所述的一种地热交换装置，其特征在于，所述换热管为换热管束，所述换热管束为金属材料管束。3.根据权利要求2所述的一种地热交换装置，其特征在于，所述水池周围设置有渗水墙体，所述水池的底部设置有渗水地面。4.根据权利要求3所述的一种地热交换装置，其特征在于，所述水池设置有用于调节特定温度层水高度的水位控制装置。5.根据权利要求4所述的一种地热交换装置，其特征在于，所述用于调节特定温度层水高度的水位控制装置由进水口、出水口以及水位控制板组成，所述进水口和出水口的横截面积远小于所述水池的横截面积，所述水位控制板位于所述出水口 。6.根据权利要求5所述的一种地热交换装置，其特征在于，在所述出水口前面设置有阻挡特定温度层的水纵向流动的阻挡装置。7.根据权利要求6所述的一种地热交换装置，其特征在于，所述的阻挡装置由横向阻挡板和水位控制板组成，在所述横向阻挡板上、下方分别设有流水通道。8.一种根据权利要求7所述的地热交换装置在采暖制冷中的使用方法，其特征在于，将大地作为热泵的冷热源，冬季，将所述地热交换装置的换热管束与热泵的蒸发器串联形成闭合回路，并将所述水位控制板调成低于所述横向阻挡板的状态，以便所述地热交换装置的换热管束经水池的上层高温水从大地吸收热量，用于采暖；夏季，将所述地热交换装置的换热管束与热泵的冷凝器串联形成闭合回路，并将所述水位控制板调成高于所述横向阻挡板的状态，以便所述地热交换装置的换热管束经水池下层的低温水向大地释放热量，用于制冷。

技术总结
本发明公开了一种地热交换装置及在采暖制冷中的使用方法，旨在提供一种热交换效率高的地热交换装置及在采暖制冷中的使用方法。它包括换热管，大地，水池，所述水池设置在地下，所述换热管通过支架设置在所述水池内特定温度层的水中。将大地作为热泵的冷热源，冬季，将换热管束与热泵的蒸发器串联形成闭合回路，并将水位控制板调成低于横向阻挡板的状态，以便换热管束经水池的上层高温水从大地吸收热量，用于采暖；夏季，将换热管束与热泵的冷凝器串联形成闭合回路，并将水位控制板调成高于横向阻挡板的状态，以便换热管束经水池下层的低温水向大地释放热量，用于制冷。用于制冷。用于制冷。


技术研发人员：宋惠军 宋强 宋劲松 宋扬 宋欢
受保护的技术使用者：武汉市无穷大能源科技有限公司
技术研发日：2021.06.04
技术公布日：2022/12/5