專利名稱：水井地源空調(diào)換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬丁地源空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用冬冷夏熱地區(qū)的水 井地源空調(diào)室外用換熱裝置。
背景技術(shù)：
基于特定的地理環(huán)境和人文經(jīng)濟(jì)，夏熱冬冷地區(qū)的生活水平普遍較高，對(duì)居住 舒適和健康的需求也比較高。當(dāng)氣候變化時(shí)，為了保持室內(nèi)環(huán)境始終處于人體感覺(jué) 舒適區(qū)域，需要提供冷、熱量來(lái)抵消得熱或失熱。世界平均建筑能耗約占社會(huì)總能
耗的37%，我國(guó)建筑能耗約占社會(huì)總能耗的25%，夏熱冬冷地區(qū)建筑能耗所占的比 例更高，且由于近年來(lái)住宅建筑迅速增多，建筑能耗也隨之增大我國(guó)的《居住建筑 節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中己明確指出"要重視太陽(yáng)能、地?zé)岬仍偕茉吹睦??！吨袊?guó)生 態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估手冊(cè)》要求保證提供健康、舒適的市內(nèi)環(huán)境的基礎(chǔ)上，應(yīng)采取有效 節(jié)能措施改善建筑的熱工性能，降低建筑全年能耗；應(yīng)積極采用對(duì)環(huán)境污染小的再 生能源，并提高空調(diào)等好惹系統(tǒng)的效率；最大限度地減少建筑對(duì)和對(duì)環(huán)境的影響， 以實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
地源熱泵(GSHP)的概念在1912年的瑞士專利文獻(xiàn)中已有出現(xiàn)，20世紀(jì)50年 代已在北歐一些國(guó)家的供熱中得到實(shí)際應(yīng)用。經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，地源熱泵技術(shù)在 北美和歐洲已非常成熟，已是一種廣泛采用的空調(diào)系統(tǒng)，針對(duì)地源熱泵機(jī)組、地?zé)?br> 換熱器以及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。我國(guó)地源熱泵技術(shù)的研究始于
上世紀(jì)80年代，2005年建設(shè)部將地源熱泵技術(shù)列入建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)，以推動(dòng)地 源熱泵技術(shù)的普及和發(fā)展。地源熱泵(GSHP)是一種利用地下水、土壤、地表水等 地下淺層地?zé)豳Y源(即地能)，實(shí)現(xiàn)制冷、制熱且能提供生活熱水的高效節(jié)能空調(diào)系 統(tǒng)，地能分別作為供熱的熱源和供冷的冷源，系統(tǒng)中運(yùn)行的熱交換介質(zhì)通過(guò)與換熱 氣連接的地埋換熱管與地下水、土壤、地表水發(fā)生熱交換，室內(nèi)制冷時(shí)，將介質(zhì)中 的熱傳給地下，而室內(nèi)制熱時(shí)從地下吸取熱能。目前地源空調(diào)的換熱裝置主要是利 用水作為換熱介質(zhì)，替代了傳統(tǒng)的使用空氣作為換熱介質(zhì)的風(fēng)冷方式，相比而言， 水冷方式具有省電、噪音小、換熱效率高等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有水冷方式換熱中，其換熱介 質(zhì)基本通過(guò)打孔垂直埋設(shè)U形管和挖溝水平埋管與地能進(jìn)行換熱；或者是建造儲(chǔ)能 水池進(jìn)行換熱，儲(chǔ)能水池和地下土壤之間豎直安置換熱管，換熱管的上端安放在儲(chǔ) 能水池中，下端被埋在地下土壤中，而且這些形式的換熱管普遍為直條形結(jié)構(gòu)，鋪 埋的單位長(zhǎng)度內(nèi)換熱面積小，為保證換熱效率，必須有足夠長(zhǎng)度的管道，地埋鋪設(shè) 的工程量大，容易受場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi)的限制，建造成本高，施工周期長(zhǎng)，阻礙了地源空 調(diào)的推廣使用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種能綜合利用太陽(yáng)能和地能，且可利用水井資源直接安 置、具有螺旋換熱盤管結(jié)構(gòu)的水井地源空調(diào)換熱裝置技術(shù)方案，以克服現(xiàn)有技術(shù)中 存在的問(wèn)題。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，包括換熱器，換熱器容納空調(diào)的冷凝器或蒸發(fā) 器，其特征在于換熱器進(jìn)液端與水泵出液端相連，換熱器出液端與設(shè)置于水井中的
換熱盤管的進(jìn)水引管連接，水泵進(jìn)液端與換熱盤管的出水引管連接，水泵與太陽(yáng)能 光伏發(fā)電系統(tǒng)供電連接，所述的換熱盤管的主體構(gòu)件為一細(xì)長(zhǎng)的空心管，該空心管中 間段設(shè)置成螺旋狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成螺旋換熱管，螺旋換熱管上穿接設(shè)置支撐架，螺旋換熱 管兩頭延伸的空心管分別構(gòu)成進(jìn)水引管、出水引管。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于由兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)置于水井中的 換熱盤管連接構(gòu)成，各換熱盤管并聯(lián)連接。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述換熱裝置內(nèi)灌裝純凈水作為換 熱介質(zhì)。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的水泵與常規(guī)電源連接，常規(guī) 電源作為備用電源為水泵供電。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng) 電池組件、逆變控制器構(gòu)成。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的進(jìn)水引管、出水引管分別與 螺旋換熱管的中心軸線平行，且螺旋換熱管下端頭延伸構(gòu)成的出水引管從螺旋換熱 管內(nèi)穿出。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的支撐架由三根均勻設(shè)置通孔 的直桿構(gòu)成。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述螺旋換熱管螺旋距等于空心管 直徑。
所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的空心管為PE塑料管。 所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的空心管直徑為20-30mm，相應(yīng) 的螺旋換熱管的總長(zhǎng)度為50-100m。
上述的水井地源空調(diào)換熱裝置設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理，采用螺旋換熱盤管結(jié)構(gòu)， 使換熱介質(zhì)與井水有更充分的接觸面，能按水井溫度層有梯度地逐漸換熱，提高換 熱效率；以太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)水泵，既優(yōu)先利用太陽(yáng)能，明顯節(jié)約電能 和降低能耗，又避免了利用蓄電池產(chǎn)生的二次污染；裝置的換熱盤管直接固定在水 井中，并且由于季節(jié)的改變正好與井水溫度改變吻合，使得換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì) 的流向始終如一，結(jié)構(gòu)固定不變，安裝施工方便，可減少工程量、縮短施工周期， 降低建造成本，有利于地源空調(diào)的推廣使用。


圖1為本實(shí)用新型連接結(jié)構(gòu)示意圖2為所述換熱盤管結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2俯視結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型應(yīng)用于空調(diào)制熱時(shí)的連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實(shí)用新型應(yīng)用于空調(diào)制冷時(shí)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1—換熱盤管、11—支撐架、12 —進(jìn)水引管、12a—出水引管、13 —螺旋 換熱管、2 —換熱器、3_水泵、4一太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、5 —常規(guī)電源、6 —水井。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明
水井換熱的地源空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)用于制冷時(shí)，起制冷作用的蒸發(fā)器設(shè)在室內(nèi)，排 放熱量的冷凝器設(shè)在室外；當(dāng)空調(diào)用于制熱時(shí)，起制熱作用的冷凝器設(shè)在室內(nèi)，排
放熱量的蒸發(fā)器設(shè)在室外。工況互換時(shí)，在蒸發(fā)器和冷凝器之間通過(guò)設(shè)置四通閥切
換控制制冷劑的運(yùn)行，從而達(dá)到蒸發(fā)器和冷凝器功能互換。
如圖1、圖2、圖3所示，水井地源空調(diào)換熱裝置的換熱器2容納空調(diào)的冷凝器 或蒸發(fā)器，換熱器2內(nèi)灌裝換熱介質(zhì)，換熱器2進(jìn)液端與水泵3出液端相連，換熱 器2出液端與設(shè)置于水井6中的換熱盤管1的進(jìn)水引管12連接，水泵3進(jìn)液端與換 熱盤管l的出水引管12a連接。換熱裝置內(nèi)灌裝純凈水作為換熱介質(zhì)，由水泵3驅(qū) 動(dòng)，作為換熱介質(zhì)的純凈水在換熱盤管l、水泵3、換熱器2之間循環(huán)流動(dòng)，在換熱 器2、水井6內(nèi)分別進(jìn)行熱量交換。水泵3與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)4正常供電連接， 并與常規(guī)電源5備用連接，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)4由太陽(yáng)電池組件、逆變控制器構(gòu) 成，當(dāng)太陽(yáng)充足時(shí)，由太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)4直接驅(qū)動(dòng)水泵3工作，當(dāng)太陽(yáng)不充足 時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為常規(guī)電源5為水泵3供電。所述換熱盤管1的主體構(gòu)件為一細(xì)長(zhǎng)的空 心管，采用PE塑料管等，該空心管中間段設(shè)置成螺旋狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成螺旋換熱管13, 螺旋換熱管13螺旋距等于空心管直徑，空心管的直徑和螺旋部分的長(zhǎng)度根據(jù)換熱量 的需要設(shè)定， 一般空心管的直徑為20-30mm，相應(yīng)的螺旋換熱管13的總長(zhǎng)度為 50-100m。螺旋換熱管13上穿接設(shè)置支撐架11，支撐架11由三根均勻設(shè)置通孔的 直桿構(gòu)成，通過(guò)支撐架11可將換熱盤管1安裝固定在水井6內(nèi)。螺旋換熱管13兩 頭延伸的空心管分別構(gòu)成進(jìn)水引管12、出水引管12a，進(jìn)水引管12、出水引管12a 分別與螺旋換熱管3的中心軸線平行，且螺旋換熱管13下端頭延伸構(gòu)成的出水引管 12a從螺旋換熱管13內(nèi)穿出。作為換熱介質(zhì)的純凈水從換熱盤管高處的進(jìn)水引管12 進(jìn)入螺旋換熱管13，在螺旋換熱管13內(nèi)螺旋向下流動(dòng)，與井水有更充分的接觸面， 而且自上而下有梯度地與井水換熱，可以充分提高換熱效率。
上述實(shí)施例中，根據(jù)空調(diào)整體換熱量的需要，與換熱器2、水泵3相連的換熱
管可以由兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)置于水井6中的換熱盤管1連接構(gòu)成，各換熱盤管1并
聯(lián)連接，進(jìn)水引管12分別與換熱器2出液端連接，出水引管12a分別與水泵3進(jìn)液 端連接。
上述實(shí)施例中，換熱盤管1采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13663《給水用聚乙烯(PE) 管材》要求的PE塑料管等，換熱裝置內(nèi)灌裝純凈水作為換熱介質(zhì)，將換熱盤管1 直接安裝在水井6內(nèi)不會(huì)對(duì)進(jìn)水產(chǎn)生污染，水井6可以保持正常的取水等使用。
當(dāng)本裝置應(yīng)用的水井地源空調(diào)用于制冷時(shí)，換熱器2容納空調(diào)的冷凝器，連接 結(jié)構(gòu)如圖5所示；而當(dāng)空調(diào)用于制熱時(shí)，換熱器2容納空調(diào)的蒸發(fā)器，連接結(jié)構(gòu)如 圖4所示。
權(quán)利要求1.水井地源空調(diào)換熱裝置，包括換熱器(2)，換熱器(2)容納空調(diào)的冷凝器或蒸發(fā)器，其特征在于換熱器(2)進(jìn)液端與水泵(3)出液端相連，換熱器(2)出液端與設(shè)置于水井(6)中的換熱盤管(1)的進(jìn)水引管(12)連接，水泵(3)進(jìn)液端與換熱盤管(1)的出水引管(12a)連接，水泵(3)與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)(4)供電連接，所述的換熱盤管(1)的主體構(gòu)件為一細(xì)長(zhǎng)的空心管，該空心管中間段設(shè)置成螺旋狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成螺旋換熱管(13)，螺旋換熱管(13)上穿接設(shè)置支撐架(11)，螺旋換熱管(13)兩頭延伸的空心管分別構(gòu)成進(jìn)水引管(12)、出水引管(12a)。
2. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于由兩個(gè)或兩個(gè)以上 設(shè)置于水井(6)中的換熱盤管(1)連接構(gòu)成，各換熱盤管(1)并聯(lián)連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述換熱裝置內(nèi)灌 裝純凈水作為換熱介質(zhì)。
4. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的水泵(3)與 常規(guī)電源(5)連接，常規(guī)電源(5)作為備用電源為水泵(3)供電。
5. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的太陽(yáng)能光伏 發(fā)電系統(tǒng)(4)由太陽(yáng)電池組件、逆變控制器構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的進(jìn)水引管 (12)、出水引管(12a)分別與螺旋換熱管(3)的中心軸線平行，且螺旋換熱管(13)下端頭延伸構(gòu)成的出水引管(12a)從螺旋換熱管(13)內(nèi)穿出。
7. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的支撐架(11) 由三根均勻設(shè)置通孔的直桿構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述螺旋換熱管(13)螺旋距等于空心管直徑。
9. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的空心管為PE 塑料管。
10. 如權(quán)利要求1所述的水井地源空調(diào)換熱裝置，其特征在于所述的空心管直徑 為20-30mm，相應(yīng)的螺旋換熱管(13)的總長(zhǎng)度為50-100m。
專利摘要水井地源空調(diào)換熱裝置，屬于地源空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。包括換熱器，換熱器容納空調(diào)的冷凝器或蒸發(fā)器，其特征在于換熱器進(jìn)液端與水泵出液端相連，換熱器出液端與設(shè)置于水井中的換熱盤管的進(jìn)水引管連接，水泵進(jìn)液端與換熱盤管的出水引管連接，水泵與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電連接，換熱盤管的主體構(gòu)件為一細(xì)長(zhǎng)的空心管，該空心管中間段設(shè)置成螺旋狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成螺旋換熱管，螺旋換熱管上穿接設(shè)置支撐架，螺旋換熱管兩頭延伸的空心管分別構(gòu)成進(jìn)水引管、出水引管。本裝置換熱效率高，明顯節(jié)約電能和降低能耗，并避免利用蓄電池產(chǎn)生的二次污染，而且安裝施工方便，可降低建造成本，有利于地源空調(diào)的推廣使用。
文檔編號(hào)F28D7/02GK201196535SQ200820085189
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者周鑫發(fā), 巍 林 申請(qǐng)人:浙江省能源研究所