[发明专利]一种冬季工况下能量桩换热装置及其换热方法

说明书

本发明属于能量桩换热技术领域，具体涉及一种冬季工况下能量桩换热装置及其换热方法，能量桩换热装置包括制冷装置和循环装置，所述的制冷装置包括推车，推车上放置冷凝器、气体压缩机和氟利昂储蓄罐，氟利昂储蓄罐出口通过第一管道连通气体压缩机进口，气体压缩机出口通过第一管道连通冷凝器进口，所述的循环装置包括保温水箱，保温水箱内设有第二管道，本发明稳定、高效、可持续换热、可用于TPT和TRT试验。

技术领域

本发明属于能量桩换热技术领域，具体涉及一种冬季工况下能量桩换热装置及其换热方法。

背景技术

地源热泵技术是利用浅层土壤或水源中的地热能作为冷(热)源的空调系统，但地源热泵技术的钻孔埋管施工成本高，且占用大量地下空间，从而限制其发展，近年来，工程技术人员将常规建筑桩基础中的基桩和地源热泵换热管结合起来，形成一种新型的基础桩，即能量桩，能量桩既能满足桩基力学性能的要求，又能通过桩体埋管内换热液的循环实现上部建筑与浅层地能的热交换，能量桩在夏季使用时，是通过热泵机组将上部建筑物内的热量转移到浅层土壤或水源中，冬季将浅层土壤热量传递到上部建筑内；现有的冬季工况下是将能量桩中的换热管与水箱连接，水箱中放置冰水混合物，冰水混合物对水箱中换热管内的循环液进行冷却，使流入能量桩内的循环液处于低温状态，从而达到使低温换热液在换热管内循环的目的，但是由于投入水箱中的冰水混合物无法处于稳定的温度，致使换热管内循环液的温度不稳定，不仅消耗大量的人力和物力，而且运行工作效率低，因此现有技术需要进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定、高效、可持续换热、可用于TPT和TRT试验的冬季工况下能量桩换热装置及其换热方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种冬季工况下能量桩换热装置，包括制冷装置和循环装置，所述的制冷装置包括冷凝器、气体压缩机和氟利昂储蓄罐，氟利昂储蓄罐出口通过第一管道连通气体压缩机进口，气体压缩机出口通过第一管道连通冷凝器进口，所述的循环装置包括保温水箱，保温水箱内设有第二管道，第二管道进口上连通节流阀，冷凝器出口通过第一管道连通节流阀进口，节流阀出口连通第二管道进口，第二管道出口通过第一管道连通氟利昂储蓄罐进口；

所述的循环装置还包括换热管，换热管置于能量桩内，保温水箱下方还设有出液口，出液口通过第三管道连通换热管进口，换热管出口通过第四管道连通保温水箱的上方，所述出液口处设有温度探头，温度探头连接温控器，温控器连接接触器，接触器连接气体压缩机电源和冷凝器电源。

进一步的，所述的出液口与第三管道通过第一水管转换头连接，第一水管转换头内设有第一阀门，换热管的进口与第三管道通过第二水管转换头连接，自第一水管转换头至第二水管转换头之间的第三管道上依次设有液体流量计和吸水泵。

进一步的，所述的冷凝器出口与节流阀进口之间的第一管道上设有第二阀门，第二管道出口与氟利昂储蓄罐进口之间的第一管道上设有第二阀门。

进一步的，所述的第一阀门为液体阀门，该液体阀门为球阀，所述的第二阀门为气体阀门，该气体阀门为截止阀，所述的节流阀是毛细管。

进一步的，所述的第二管道的半径大于等于第一管道的半径，所述的第一管道和第二管道为制冷铜管，第三管道为钢丝管。

进一步的，所述的制冷装置还包括推车，冷凝器、气体压缩机和氟利昂储蓄罐放置在推车上。

进一步的，所述的换热液为防冻液。

使用所述的一种冬季工况下能量桩换热装置的方法，由以下步骤组成：

（1）将保温水箱中注入换热液，接通气体压缩机电源和冷凝器电源，氟利昂储蓄罐中的氟利昂通过气体压缩机压缩后，再经冷凝器转化为常温高压氟利昂，该常温高压氟利昂经节流阀后转化为低温氟利昂后进入第二管道，第二管道内低温氟利昂冷却换热液后进入氟利昂储蓄罐；