中深层套管式地埋管换热器的制作方法

本实用新型属于地埋管换热器技术领域，具体涉及一种中深层套管式地埋管换热器。

背景技术：

目前，中深层地埋管换热器的钻孔深度一般在1000～3000米之间，此时使用套管式地埋管换热器实现中深层地热能的开采更加合适。这种套管式地埋管换热器由外管和内管组成，外管一般采用钢管，内管一般采用塑料管。另一种是从内外管之间的环形流道中流入，然后从内管中流出。随着能源消耗与日俱增以及节能技术的进步和应用，对于换热器的性能、换热和结构等方面的要求也越来越高，现有的中深层地埋管套管式换热器在换热和结构方面技术需要进一步提高，套管式地埋管换热器环形流道中水的流速收到(受到)限制，导致换热能力受到一定的限制。在中深层地层中，套管式地埋管换热器外管受到土壤的挤压，容易弯曲变形。

因此，针对上述技术问题，有必要提供中深层套管式地埋管换热器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供中深层套管式地埋管换热器，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种中深层套管式地埋管换热器，所述地埋管换热器包括外管及位于外管内的内管，所述外管和内管之间形成有第一腔体，所述第一腔体内安装有若干进水管，所述外管上设有于进水管相连通的入水口，所述内管的上端为出水口，所述外管的上端与内管之间安装有第一封盖，所述外管的下端安装有第一封底，所述进水管的上端与内管和外管之间安装有第二封盖，所述进水管的下端与内管和外管之间安装有第二封底，所述第二封底与第一封底之间具有间隙，所述地埋管换热器的流通路径为自入水口经过进水管和内管至出水口。

一实施例中，所述第一腔体内的第二封盖和第二封底之间形成有第二腔体，所述第二腔体内填充有填充剂。

一实施例中，所述出水口设于外管上部。

一实施例中，所述出水口的水平高度高于进水管上端的水平高度。

一实施例中，所述内管上端的水平高度高于外管上端的水平高度。

一实施例中，所述内管下端的水平高度与进水管下端的水平高度相同。

一实施例中，所述进水管的外径小于或等于外管内壁与内管外壁之间的距离。

一实施例中，所述内管与外管同轴设置。

一实施例中，所述进水管沿轴向均匀分布于第一腔体内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型减少了进水管总的流通截面积，在相同流量的情况下，增加了进水管中的流速，同时第一腔体中增加了一定数量的进水管，经计算与现有技术相比增加了总换热面积，加强换热效果；

另外，结构上采用了木贼属植物马尾茎的横截面的多孔双环结构，其茎具有出色的机械性能，以及在夹芯复合材料中常采用的双t型结构或蜂窝状夹芯结构，增强了抗弯强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中一种中深层套管式地埋管换热器的主视剖面图；

图2为本实用新型一实施例中一种中深层套管式地埋管换热器的俯视剖面图。

图中：1.内管、2.外管、3.进水管、4.第一封盖、5.第一封底、6.第二封盖、7.第二封底、8.入水口、9.出水口、10.填充剂。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型一实施例中公开的中深层套管式地埋管换热器，参图1～图2所示，地埋管换热器包括外管2及位于外管2内的内管1，外管2和内管1之间形成有第一腔体，第一腔体内安装有若干进水管3，优选的，内管1为pe-rt材质，外管2和进水管3均为钢制材料。

具体地，参图1所示，内管1上端的水平高度高于外管2上端的水平高度，内管1下端的水平高度与进水管3下端的水平高度相同。

参图2所示，进水管3的外径小于或等于外管2内壁与内管1外壁之间的距离，最优的，进水管3的外径等于外管2内壁与内管1外壁之间的距离，内管1与外管2同轴设置，进水管3沿轴向均匀分布于第一腔体内。

参图1所示，外管2上设有于进水管3相连通的入水口8，内管1的上端为出水口9，出水口9设于外管2上部，出水口9的水平高度高于进水管3上端的水平高度。

外管2的上端与内管1之间安装有第一封盖4，外管的下端安装有第一封底5，进水管3的上端与内管1和外管2之间安装有第二封盖6，进水管3的下端与内管1和外管2之间安装有第二封底7。

参图2所示，第一腔体内的第二封盖6和第二封底7之间形成有第二腔体，第二腔体内填充有填充剂10，具体地，本实施例中的填充剂10可以为氧化镁粉填充剂，在其他实施例中也可以采用其他材料的填充剂。

参图1所示，第二封底7与第一封底5之间具有间隙，其间隙可保证液体的流通，地埋管换热器的流通路径为自入水口8经过进水管3和内管1至出水口9，其路通路径可参考图1中的箭头指示方向，充分吸收热量的水从pe-rt材料制成的内管1下部经过出水口9输出地面被利用，从而实现本实用新型的目的和效果。

具体地，本实施例中外管2外径为0.2米，内径为0.188米，壁厚为0.006米；内管1外径为0.14米，内径为0.124米，壁厚为0.008米；进水管3外径为0.024米，内径为0.016米，壁厚为0.004米。本实施例中第一腔体内布置有20根进水管3，在其他实施例中，外管和内管的尺寸、及进水管的数量可以根据需要进行设计，此处不再一一进行赘述。

基于上述规格参数，与现有中深层套管式地埋管换热器相比，本实用新型入水时水与管壁的接触面积增加70.2％，进水流通截面积减少67.5％，在相同循环水流量的条件下，进水管3中流速增加207.5％，进水管3内水处于紊流状态，雷诺数re增加2.51％，努赛尔数nu增加2.00％，对流换热系数增加为现有中深层套管式地埋管换热器的3.06倍，在相同换热条件的情况下，本实用新型的对流换热量增加4.208倍。

与现有中深层套管式地埋管换热器相比，本实用新型地埋管换热器的抗压强度能至少提高20％。

由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型减少了进水管总的流通截面积，在相同流量的情况下，增加了进水管中的流速，同时第一腔体中增加了一定数量的进水管，经计算与现有技术相比增加了总换热面积，加强换热效果；

另外，结构上采用了木贼属植物马尾茎的横截面的多孔双环结构，其茎具有出色的机械性能，以及在夹芯复合材料中常采用的双t型结构或蜂窝状夹芯结构，增强了抗弯强度。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。