专利名称：一种地源热泵空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及空调设备技术领域，特别涉及一种地源热泵空调系统。
背景技术：
热泵是一种从低温热源吸热送往高温热源的循环设备，能够以消耗一部分低品位能源(机械能、电能或高温热能)为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。地源热泵空调是相对于空气源热泵空调而言的，空气源热泵空调的室外机的作用是与空气发生热交换。空气源热泵空调的工作原理为制冷时，空气源热泵空调的室外机向空气中释放热量；制热时，空源热泵空调的室外机从空气中吸收热量。根据物理定律，热传递的效率与温差的平方成正比，即当室外机工作时，室外机的散(吸)热效率与室外机工作温度和室外机周围环境的空气温度的温差成正比，并且室外机的散(吸)热效率直接决定空调系统机组的能耗。一般情况下，空气源热泵空调的制冷作业多在夏季发生，室外机向空气中放热，室外机与周围环境的空气温差较小，导致室外机的散热效率非常低；相反的，在冬季室内需要制热，而当环境温度低于5°C时，室外机与环境温度相差越来越小，制热效率越来越低。由于空气源热泵空调的工作原理无法进一步降低其能耗，现有技术中的空气源热泵空调的费效比一般为1 2. 2左右。而地源热泵空调的室外机组是与地表的土壤和地表水发生热交换，不与空气发生热交换。经调查研究，在地表2米以下的土壤温度往往是比较稳定的(如20°C)，基本不受外界气候的影响。因此在采用地源热泵空调时，地源热泵空调的室外机与周围土壤之间的温差能够维持于一种较大并且较为稳定的状态，经实验证明在采用地源热泵空调进行温度调节时，地源热泵空调的费效比为1 4. 5左右，因此地源热泵空调相对于空气源热泵空调能够节省50%左右的能量。现有技术中地源热泵空调的室外机组是通过将换热管埋入地下，实现与土壤和地表水发生热交换。然而，换热管都会形成一定的“热阻”。现有技术中所使用的换热管为普通PE管，该管的导热系数通常为0. 4w/m · k左右，而土壤的导热系数为0. 8w/m · k左右，这就是“热阻”形成的原因。由于换热管的导热系数与土壤的导热系数相差较大，导致换热管的热传递效率较低，而使得地源热泵空调的制热(冷)效率还有待提高。综上所述，如何提高地源热泵空调的制热(冷)效率，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供了一种地源热泵空调系统，该地源热泵空调系统的换热管能够实现提高地源热泵空调的制热(冷)效率的目的。为解决上述技术问题，本发明提供了一种热泵空调换热管，用于实现地热与室内热量的交换，包括室内机和换热管，所述换热管与所述室内机相连通，并设置于地表以下的土壤中，
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所述换热管的管壁为褶皱状管壁。优选地，所述换热管的管壁具有内侧表面，所述管壁的内侧表面与所述热泵空调系统的换热介质相接触，所述管壁的内侧表面为褶皱状内侧表面。优选地，所述换热管的管壁具有外侧表面，所述管壁的外侧表面与土壤相接触，所述管壁的外侧表面为褶皱状外侧表面。优选地，所述换热管的管壁具有外侧表面和内侧表面，所述管壁的外侧表面和所述管壁的内侧表面均为褶皱状的表面。优选地，所述换热管为PE管。优选地，所述换热管为石墨粉添加剂PE管。本发明提供的热泵空调系统，是一种用于实现地热与室内热量的交换的地源热泵空调系统，包括室内机和换热管。换热管用于换热介质(一般情况下为水或者含有添加剂的水)的流通，换热管与室内机相连通并设置于地表以下的土壤中。当室内制热(冷)时， 换热管从地下吸(散)热。为了提高热泵空调系统的制热(冷)效率，本发明对换热管的结构做出了如下改进将换热管的管壁设计为褶皱状管壁。褶皱状的管壁增加了换热管的管壁与换热介质或者是与土壤之间的接触面积，从而大大提高换热介质的吸热或者放热效率，实现提高地源热泵空调的制热(冷)效率的目的。
图1为本发明一种实施例中地源热泵空调系统的结构示意图；图2为本发明一种实施例中换热管的剖视图；图1和图2中部件名称与附图标记的对应关系为室内机1;换热管2 ；内侧表面加；外侧表面2b。
具体实施例方式本发明的核心为提供一种地源热泵空调换热管，能够实现提高地源热泵空调的制热(冷)效率的目的。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图1和图2，其中，图1为本发明一种实施例中地源热泵空调系统的结构示意图；图2为本发明一种实施例中换热管的剖视图。本发明提供的地源热泵空调系统，是一种用于实现地热与室内热量的交换的地源热泵空调系统，包括室内机1和换热管2。换热管2用于换热介质(一般情况下为水或者含有添加剂的水)的流通，换热管2与室内机1相连通并设置于地表以下的土壤中。当室内制热(冷)时，换热管从地下吸(散)热。为了提高热泵空调系统的制热(冷)效率，本发明对换热管的结构做出了如下改进将换热管2的管壁设计为褶皱状管壁。褶皱状的管壁增加了换热管2的管壁与换热介质或者是与土壤之间的接触面积，从而提高换热介质的吸热或者放热效率，实现提高地源热泵空调的制热(冷)效率的目的。如图2所示，换热管2的管壁包括内侧表面加和外侧表面2b，基于上述实施例，换热管2的褶皱状管壁可以通过管壁的表面形成。具体地，在第一种实施例中，管壁的内侧表面加为褶皱状内侧表面；在第二种实施例中，管壁的外侧表面2b为褶皱状外侧表面；在第三种实施例中，管壁的外侧表面2b和管壁的内侧表面加均为褶皱状的表面。当换热管2的内侧表面加为褶皱状内侧表面时， 能够增加换热介质与管壁的接触面积，作为一种常识，尤其是流体类介质在进行换热的过程中，如果与热交换对象的接触面积越大，则换热介质吸热或者放热的速度越快，也就是换热效率就越高。换热管2的内侧表面加为褶皱状内侧表面，并且在较长的管路内换热介质与换热管2之间的接触面积大大增加，因此采用该结构设计能够提高换热介质的吸热或者散热效率；当换热管2的外侧表面2b为褶皱状外侧表面时，能够增加土壤或者地下水与管壁的接触面积，从而提高土壤或者地下水的吸热或者放热效率，在上述两种实施例中都能够提高地源热泵空调的制热(冷)效率。第三种实施例通过采用外侧表面2b和管壁的内侧表面加均为褶皱状的表面的结构形式，能够使得地源热泵空调的制热(冷)效果更佳。 尤其是应用于中央空调系统中，由于换热管2需要连接到多个室内机上，换热管2的延伸长度较长增加了与土壤之间的接触面积，使得换热效果较高。具体地，本发明采用石墨改性PE管作为换热管。PE的中文名为聚乙烯。PE材料具有强度高、耐高(低)温、抗腐蚀、无毒等特点，因此是传统的钢铁管材、聚氯乙烯饮用水管的换代产品。在PE管的制造过程中往往会根据不同的工作需求加入添加剂，本发明要解决的问题是提高热泵空调系统的制热(冷)效率，因此本发明在PE管生产过程中加入2%左右的石墨粉添加剂。石墨的导热系数非常高。这种加入了石墨粉添加剂的PE管的导热系数可达0. 55w/m · k以上，这样较大程度地降低了换热管2的热阻，从而达到提高热泵空调系统的制热(冷)效率的目的。以上对本发明所提供的一种热泵空调系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种地源热泵空调系统，用于实现地热与室内热量的交换，包括室内机(1)和换热管0)，所述换热管O)与所述室内机(1)相连通，并设置于地表以下的土壤中，其特征在于，所述换热管O)的管壁为褶皱状管壁。
2.根据权利要求1所述地源热泵空调系统，其特征在于，所述换热管(2)的管壁具有内侧表面(加)，所述管壁的内侧表面Oa)与所述热泵空调系统的换热介质相接触，所述管壁的内侧表面Oa)为褶皱状内侧表面。
3.根据权利要求1所述地源热泵空调系统，其特征在于，所述换热管(2)的管壁具有外侧表面(2b)，所述管壁的外侧表面Qb)与土壤相接触，所述管壁的外侧表面Ob)为褶皱状外侧表面。
4.根据权利要求1所述地源热泵空调系统，其特征在于，所述换热管(2)的管壁具有外侧表面Ob)和内侧表面(加)，所述管壁的外侧表面Ob)和所述管壁的内侧表面Oa)均为褶皱状的表面。
5.根据权利要求1至4任一项所述地源热泵空调系统，其特征在于，所述换热管(2)为 PE管。
6.根据权利要求1至4任一项所述地源热泵空调系统，其特征在于，所述换热管(2)为石墨粉添加剂PE管。
全文摘要
本发明公开了一种地源热泵空调系统，包括室内机和换热管。换热管用于换热介质的流通。换热管与室内机相连通并设置于地表以下的土壤中。该结构设计能够实现室内空气与土壤和地表水发生热交换，从而实现室内的温度调节。为了提高地源热泵空调系统的制热(冷)效率，本发明对换热管的结构做出了如下改进将换热管的管壁设计为褶皱状管壁。褶皱状的管壁大大增加了换热管的管壁与换热介质或者是与土壤之间的接触面积，从而提高了换热介质的吸热或者散热效率，实现提高地源热泵空调系统的制热(冷)效率的目的。
文档编号F28F21/06GK102519101SQ20111044456
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者戴毅明 申请人:湖南路路通塑业股份有限公司