地埋管連接件、地埋管換熱器及換熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及蓄能換熱技術(shù)，尤其涉及一種地埋管連接件、地埋管換熱器及換熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地埋管換熱器是利用地下土壤具有溫度較為穩(wěn)定的特性，通過深埋于建筑物周圍土壤中的管路系統(tǒng)與土壤之間進行熱交換的裝置。土壤中的管路系統(tǒng)與建筑物內(nèi)的管路系統(tǒng)內(nèi)分別通有循環(huán)流體，在冬天，土壤作為熱源，循環(huán)流體吸收土壤中的熱量，通過熱泵機組提供給建筑物進行供暖；在夏天，土壤作為冷源，循環(huán)流體吸收建筑物內(nèi)的熱量，通過熱泵機組向土壤排放。與傳統(tǒng)的燃煤、燃氣供暖方式和空調(diào)制冷方式相比，地埋管換熱器僅需要消耗少量的電能，即可達到相同的供暖或制冷效果，運行費用低，且不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，節(jié)能環(huán)保。
[0003]目前，地埋管換熱器主要包括至少兩根地埋管，地埋管是豎直向下插入土壤中，兩根地埋管的底部通過U形端頭連接形成U形結(jié)構(gòu)。為了避免兩根地埋管交叉擰在一起，形成熱短路，在兩根地埋管之間還設(shè)置有管卡，以保證地埋管之間的水平間距。沿著地埋管的深度方向上，每隔2m至4m設(shè)置一個管卡，用于將兩根地埋管分隔開并使其相對位置固定。在地埋管和管卡安裝完畢，回填土壤的過程中，由于管卡的橫向阻隔，極容易導致其下面出現(xiàn)空氣穴，增加了回填土壤的熱阻，導致傳熱效果惡化。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供一種地埋管連接件、地埋管換熱器及換熱系統(tǒng)，用于提高地埋管換熱孔內(nèi)的蓄熱能力及地埋管換熱器的換熱效率。
[0005]本實用新型實施例提供一種地埋管連接件，包括:內(nèi)部填充相變蓄能材料的本體，所述本體的外表面設(shè)有至少兩個用于固定地埋管的卡接部。
[0006]如上所述的地埋管連接件，所述卡接部在所述本體中心線方向上的長度與所述本體的長度相等。
[0007]如上所述的地埋管連接件，所述卡接部在垂直于所述本體中心線的平面上的投影為弧。
[0008]如上所述的地埋管連接件，所述弧為優(yōu)弧。
[0009]如上所述的地埋管連接件，所述卡接部的數(shù)量為兩個。
[0010]如上所述的地埋管連接件，所述卡接部的數(shù)量為四個。
[0011]如上所述的地埋管連接件，所述卡接部為T形槽，所述T形槽的長度方向與所述本體的中心線平行。
[0012]如上所述的地埋管連接件，所述卡接部為燕尾槽，所述燕尾槽的長度方向與所述本體的中心線平行。
[0013]本實用新型實施例還提供一種地埋管換熱器，包括:至少兩根地埋管、連接兩根地埋管底部的U形端頭、以及用于固定至少兩根地埋管的如上任一項所述的連接件。
[0014]本實用新型實施例還提供一種換熱系統(tǒng)，包括:建筑物內(nèi)部換熱器、熱泵以及如上所述的地埋管換熱器，所述地埋管換熱器設(shè)置在建筑物附近的土壤內(nèi)；所述地埋管換熱器中地埋管的頂端經(jīng)進液管和出液管與熱泵的一端相連，所述熱泵的另一端與所述建筑物內(nèi)部換熱器相連。
[0015]本實用新型實施例提供的技術(shù)方案通過在連接件的本體上設(shè)置至少兩個用于固定地埋管的卡接部，能夠固定至少兩根地埋管，避免地埋管在下管的過程中發(fā)生相互纏繞，且在豎直方向上僅需要一個連接件，因此，在土壤回填的過程中，地埋管周圍的土壤都可以被壓實，提高了回填材料的密實程度，避免了空氣穴的產(chǎn)生，降低了回填材料的熱阻，提高了傳熱效率。且在本體內(nèi)部設(shè)置相變蓄能材料，能夠進一步增加地埋管換熱孔的蓄能性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例提供的地埋管連接件的俯視剖面圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例提供的地埋管連接件的主視剖面圖；
[0018]圖3為圖1所示的連接件與兩根地埋管相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實用新型實施例提供的地埋管換熱器的主視圖；
[0020]圖5為本實用新型實施例提供的又一種地埋管連接件的俯視剖面圖；
[0021]圖6為圖5所示的連接件與四根地埋管相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為圖5所示的連接件與地埋管相連的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8為圖5所示的連接件與地埋管相連的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖9為圖5所示的連接件與地埋管相連的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖10為本實用新型實施例提供的又一種地埋管連接件的俯視剖面圖；
[0026]圖11為本實用新型實施例提供的地埋管的俯視剖面圖；
[0027]圖12為本實用新型實施例提供的地埋管的主視剖面圖；
[0028]圖13為圖10所示的連接件與地埋管相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖14為本實用新型實施例提供的另一種地埋管連接件的俯視剖面圖；
[0030]圖15為本實用新型實施例提供的又一種地埋管的俯視剖面圖；
[0031]圖16為圖14所示的連接件與地埋管相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖17為本實用新型實施例提供的地埋管換熱器的傳熱計算模型示意圖。
【具體實施方式】
[0033]圖1為本實用新型實施例提供的地埋管連接件的俯視剖面圖，圖2為本實用新型實施例提供的地埋管連接件的主視剖面圖，圖3為圖1所示的連接件與兩根地埋管相連的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本實用新型實施例提供的地埋管換熱器的主視圖。如圖1至圖4所示，本實施例提供的地埋管連接件包括:內(nèi)部填充相變蓄能材料11的本體1，本體I的外表面設(shè)有至少兩個用于固定地埋管3的卡接部2。
[0034]本體I的外表面設(shè)有至少兩個卡接部2，用于固定至少兩個地埋管3。本體I內(nèi)部填充的相變蓄能材料是利用相變過程可以釋放或吸收相變潛熱的原理，能夠增加地埋管換熱孔的蓄能性。圖3中示出的連接件具有兩個卡接部2，能夠固定兩根地埋管3。
[0035]在地埋管3和連接件安裝的過程中，首先在土壤中鉆出用于埋設(shè)地埋管3和連接件的地埋管換熱孔(簡稱:地埋孔)4。將至少兩根地埋管3插接在連接件的卡接部2中，使得地埋管3與連接件固定在一起，且連接件與地埋管3平行。連接件保持了各地埋管3之間相對固定，避免地埋管3發(fā)生相互纏繞彎曲或扭曲。任意兩根地埋管3的底部通過U形端頭5連接。然后將地埋管3和連接件豎直插入地埋孔4中，兩根地埋管3的頂部分別與進液管6和出液管7連接，形成地埋管換熱器。進液管6和出液管7分別與熱泵的一端連接，形成循環(huán)回路，循環(huán)回路中通有循環(huán)流體，循環(huán)流體可以為水或其它液體。循環(huán)流體流過地埋管換熱器，吸收土壤的熱量。熱泵的另一端與建筑物內(nèi)設(shè)置的換熱器相連，將從土壤中吸收的熱量傳遞到建筑物中。
[0036]上述本體I的長度可以根據(jù)地埋管3的長度來設(shè)定，可以與地埋管3的長度相等，也可以略大于或略小于地埋管3的長度。本體I可以為管狀結(jié)構(gòu)，也可以為其它形狀，本體I是沿著一個中心線呈軸對稱或中心對稱的結(jié)構(gòu)，該中心線也可以稱為軸線。在本體I的中心線方向上，卡接部2的長度可以等于本體I的長度。
[0037]本實施例提供的技術(shù)方案通過在連接件的本體上設(shè)置至少兩個用于固定地埋管的卡接部，能夠固定至少兩根地埋管，避免地埋管在下管的過程中發(fā)生纏繞、彎曲和變形，且在豎直方向上僅需要一個連接件，因此，在土壤回填的過程中，地埋管周圍的土壤都可以被壓實，提高了回填材料的密實程度，避免了空氣穴的產(chǎn)生，降低了回填材料的熱阻，提高了傳熱效率。且在本體內(nèi)部設(shè)置相變蓄能材料，能夠進一步增加地埋孔的蓄能性。
[0038]并且，與現(xiàn)有技術(shù)需采用多個管卡的方式而言，本實施例提供的技術(shù)方案能夠降低施工難度。
[0039]上述卡接部2可以與本體I為一體成形，也可以為獨立的部件與本體I固定連接。
[0040]該卡接部2在本體I中心線方向上的長度與本體I的長度相等，增大卡接面積，進一步提高了固定地埋管3的牢固程度。
[0041]上述連接件的實現(xiàn)方式可以有很多種，圖1和圖2中示出的連接件的本體I在垂直于本體中心線方向上的橫截面為圓環(huán)。為了適應(yīng)圓管狀的地埋管，卡接部2在垂直于本體I中心線的平面上的投影為弧，則可以保證地埋管之間的水平間距。若將上述卡接部2在垂直于本體I中心線的平面上的投影設(shè)置為優(yōu)弧，則能夠進一步卡緊地埋管3。圖1至圖3中示出的本體I上設(shè)置有兩個卡接部2，兩個卡接部2沿著本體I軸對稱。
[0042]本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以在本體I上設(shè)置三個或大于三個卡接部2。圖5為本實用新型實施例提供的又一種地埋管連接件的俯視剖面圖，圖6為圖5所示的連接件與四根地埋管相連的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5和圖6所示，本體I上設(shè)置有四個卡接部2，用于固定四個地埋管3，形成十字形結(jié)構(gòu)。另外，圖6中，任意兩根地埋管3的底部通過U形端頭5連接，形成雙U形換熱器，其中，通過U形端頭5連接的兩根地埋管3作為一組，兩組之間各自與進液管6和出液管7相連，相當于兩組之間并聯(lián)。
[0043]采用圖1和圖5所示的兩種地埋管連接件相結(jié)合，又可以組合得到其它形式的地埋管換熱器。
[0044]圖7為圖5所示的連接件與地埋管相連的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，采用三個連接件，通過三個連接件上的卡接部2能夠固定十根地埋管3，任意兩根地埋管3的底部通過U形端頭5連接。其中，通過U形端頭5連接的兩根地埋管3作為一組回路，圖7中共有五組回路，五組回路之間各自與進液管6和出液管7相連，相當于五組回路之間并聯(lián)。
[0045]圖8為圖5所示的連