一种中深层地热真空热管换热器及其使用方法与流程

本发明属于热管换热设备技术领域，尤其涉及一种中深层地热真空热管换热器及其使用方法。

背景技术：

地热真空热管换热器热管内蒸发段工质受热后将沸腾或蒸发，吸收外部热源热量，产生汽化潜热，由液体变为蒸汽，产生的蒸汽在管内一定压差的作用下，流到冷凝段，蒸汽遇冷壁面及外部冷源，凝结成液体，同时放出汽化潜热，并通过管壁传给外部冷源，冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸发段再次蒸发。如此往复，实现对外部冷热两种介质的热量传递与交换。但是现有的中深层地热真空热管换热器传热率低，且结构复杂，不能有效地进行强化传热。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的中深层地热真空热管换热器传热效率低，安装单体换热器成本高，结构复杂，水阻力大。

(2)现有的中深层地热真空热管换热器使用寿命短，运行成本高。

(3)现有的中深层地热真空热管换热器供暖时，不能灵活调节，分配水量及热量，造成能耗大量损失浪费。

解决上述技术问题的难度：

(1)需要提高热管内充液率及精度，提高紫铜管与管之间焊接间隙。

(2)需要实现高紫铜管内真空度，实现管质兼容性。

(3)需要提高渗透率及减小流体阻力。

解决上述技术问题的意义：

本发明能节省耗电90％，节约了占地面积；同时本发明由于减少了单体体积，节省了机体空间；并且水流速度均匀，流道畅通无死角，使用寿命长，阻力损失小，互不渗漏，维修简单，降低了安装成本及运行能耗及费用。

本发明解决了集中供暖时入住率低(能源浪费问题)；本发明方便灵活，能够充分利用地热能供暖做到用多少取多少(不浪费资源)。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种中深层地热真空热管换热器。本发明通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与冷凝来传递热量，具有极高的导热性，良好的等温性，由热管组成的热管换热器装置具有传热效率高，结构紧凑，流体阻损小等特点。

本发明是这样实现的，一种中深层地热真空热管换热器设置有：

全封闭真空管壳；

全封闭真空管壳内部封闭安装有紫铜管，紫铜管抽真空填充有工质；

全封闭真空管壳左侧设置有冷水进口和热水进口，全封闭真空管壳上端设置有第二出口，全封闭真空管壳下端设置有第一出口。通过在全封闭真空管壳内部设置有紫铜管，由于紫铜管内热阻很小，热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可传递几个数量级的热量，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，可以有效地进行强化传热，将一次热源的热量以热管单向导热的方式传递给二次用户系统(供暖、生活热水、烘干等)。

进一步，所述全封闭真空管壳内部焊接有隔板，全封闭真空管壳分为冷水腔和热水腔。通过在全封闭真空管壳内部焊接有隔板，将全封闭真空管壳分为冷水腔和热水腔，可以实现中深层地热与外部系统的热交换。

进一步，所述全封闭真空管壳焊接有若干挡板，挡板上开有通孔，挡板通孔内部插装有紫铜管。通过全封闭真空管壳焊接有若干挡板，可以改变水流流向和流通时间，使中深层地热充分的与工质进行热交换，提高热传递的效率。

本发明的另一目的在于提供一种中深层地热真空热管换热器使用方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将真空热管热换热器内密闭的紫铜管内先抽成真空；在真空状态下，充入适量工质，在热管的下端加热；

步骤二，通过冷水进口通入外系统的冷水，在热水进口通入地热水；工质吸收紫铜管外热水的热量后，管内的工质汽化为蒸汽；

步骤三，在很小的压力下，上升到热管上端，并向紫铜管外壁放出热量，在紫铜管内壁凝结为液体在重力的作用下，沿热管内壁返回到下端加热段，并再次加热汽化；

步骤四，全封闭真空管壳的冷水腔变热的水从第二出口流出，传递给二次用户系统；封闭真空管壳的热水腔中温度变低的水从第一出口流出；如此循环往复，连续不断的将热量由加热段传向放热段。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与冷凝来传递热量，具有极高的导热性，良好的等温性；热管组成的热管换热器装置具有传热效率高，结构紧凑，流体阻损小等特点。目前，广泛应用于地热和废热回收利用工艺中热能的节能装置取得了显著的经济效益。

本发明具体的优点及效果，见下表：

附图说明

图1是本发明实施例提供的中深层地热真空热管换热器结构示意图。

图2是本发明实施例提供的中深层地热真空热管换热器工作原理示意图。

图3是本发明实施例提供的中深层地热真空热管换热器使用方法流程图。

图中：1、冷水进口；2、热水进口；3、挡板；4、第一出口；5、紫铜管；6、工质；7、隔板；8、全封闭真空管壳；9、第二出口。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

本发明通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与冷凝来传递热量，具有极高的导热性，良好的等温性，由热管组成的热管换热器装置具有传热效率高，结构紧凑，流体阻损小等特点。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，该中深层地热真空热管换热器设置有全封闭真空管壳8；全封闭真空管壳8内部封闭安装有紫铜管5，紫铜管5抽真空填充有工质6。

全封闭真空管壳8左侧设置有冷水进口1和热水进口2，全封闭真空管壳8上端设置有第二出口9，全封闭真空管壳8下端设置有第一出口4。

全封闭真空管壳8内部焊接有隔板7，全封闭真空管壳8分为冷水腔和热水腔。

全封闭真空管壳8焊接有若干挡板3，挡板3上开有通孔，挡板3通孔内部插装有紫铜管5。

如图3所示，本发明实施例提供的中深层地热真空热管换热器使用方法，具体包括以下步骤：

s101：将真空热管热换热器内密闭的紫铜管内先抽成真空；在真空状态下，充入适量工质，在热管的下端加热；

s102：通过冷水进口通入外系统的冷水，在热水进口通入地热水；工质吸收紫铜管外热水的热量后，管内的工质汽化为蒸汽；

s103：在很小的压力下，上升到热管上端，并向紫铜管外壁放出热量，在紫铜管内壁凝结为液体在重力的作用下，沿热管内壁返回到下端加热段，并再次加热汽化；

s104：全封闭真空管壳的冷水腔变热的水从第二出口流出，传递给二次用户系统；封闭真空管壳的热水腔中温度变低的水从第一出口流出；如此循环往复，连续不断的将热量由加热段传向放热段。

本发明的工作原理为：

真空热管热换热器内密闭的紫铜管5内先抽成真空，在此状态下，充入适量工质6，在热管的下端加热。通过冷水进口1通入外系统的冷水，在热水进口2通入地热水。工质6吸收紫铜管5外热水的热量后，管内的工质6汽化为蒸汽。在很小的压力下，上升到热管上端，并向紫铜管5外壁放出热量，在紫铜管5内壁凝结为液体在重力的作用下，沿热管内壁返回到下端加热段，并再次加热汽化。全封闭真空管壳8的冷水腔变热的水从第二出口9流出，传递给二次用户系统(供暖、生活热水、烘干等)；封闭真空管壳8的热水腔中温度变低的水从第一出口4流出。如此循环往复，连续不断的将热量由加热段传向放热段。由于是相变传热，因此紫铜管5内热阻很小，热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可传递几个数量级的热量，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以有效地进行强化传热，将一次热源的热量以热管单向导热的方式传递给二次用户系统(供暖、生活热水、烘干等)。

本发明通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与冷凝来传递热量，具有极高的导热性，良好的等温性，由热管组成的热管换热器装置具有传热效率高，结构紧凑，流体阻损小等特点。目前，广泛应用于地热和废热回收利用工艺中热能的节能装置取得了显著的经济效益。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。