[实用新型]高效换热器式地源热泵

说明书

本实用新型涉及一种高效换热器式地源热泵。由地源井热交换部件和热能传递末端部件组成，两部件之间由制冷剂连接管路连接，构成制冷剂的闭合回路系统。地源井热交换部件主要由下列部件构成：潜水泵、换热器排水网孔、换热器外壳、套管外管、套管内管。热能传递末端部件：其结构由压缩机节流组件及制冷剂与末端循环水的热交换器组成。本实用新型大幅度地减少了地埋管地源热泵系统竖直井的数量、占地面积及造价，跨季节的热能储存和利用，起到了夏热冬用，冬冷夏用的作用。

技术领域

本实用新型属于地源热泵技术领域，特别涉及到竖直井中设置高效换热器式地源热泵，这种地源热泵提取地表水及土壤中的热（冷）能，用于冬季采暖和夏季空调制冷。

背景技术

在目前现有的地源热泵系统中，竖直井地埋管材质一般使用聚乙烯（PE）管，管中的循环介质是载冷剂，由于聚乙烯管的换热系数低，加之载冷剂与井水的换热温差小，造成了聚乙烯管换热面积大，竖直井的数量多，使得目前这种地源热泵占地面积大、造价高，即使在地表层土壤含水量丰富的地区也无法大面积地应用。

实用新型内容

为了解决现有地源热泵系统中存在的技术缺陷，本实用新型提供了一种高效换热器式地源热泵，单口井的换热量是竖直井地埋管（PE管）的10倍以上，在地表层土壤含水量丰富的地区，可以达到30-40倍，大幅度地减少了竖直井地埋管地源热泵系统竖直井的数量、占地面积和造价。

本实用新型所采用的技术方案：

高效换热器式地源热泵，由地源井热交换部件和热能传递末端部件构成。地源井热交换部件是把地表浅层水中的热能传递给循环介质——制冷剂；热能传递末端部件是把循环介质——制冷剂的热能传递到末端循环水中。两个部件之间由制冷剂连接管路连接，构成制冷剂的闭合回路系统。

地源井热交换部件（制冷剂与井水的换热器）：

地源井热交换部件设置在地源井下部的水中，主要由潜水泵、制冷剂连接管路、换热器外壳、套管外管、套管内管、换热器排水网孔构成。套管外管与套管内管之间循环介质是制冷剂。

冬季采暖时，潜水泵把井水向下排放至换热器外壳中，井水流经套管外管的外侧和套管内管的内侧，与套管内、外管间的制冷剂进行热交换，使井水温度下降，然后由换热器排水网孔排出，由于冷水的比重大，从排水网孔排出的井水会自动下沉到地表水层的更深处；套管内、外管间的制冷剂吸收井水的热能后，通过制冷剂连接管路把制冷剂中的热能交换给热能传递末端部件。

夏季制冷时，潜水泵把井水向下排放至换热器外壳中，井水流经套管外管的外侧和套管内管的内侧，与套管内、外管间的制冷剂进行热交换，使井水温度上升，然后由换热器排水网孔排出，由于热水的比重小，从排水网孔排出的井水会自动上浮到地表水层的上面；套管内、外管间的制冷剂把热能释放给井水后，通过制冷剂连接管路把制冷剂中的“冷量”交换给热能传递末端部件。

热能传递末端部件：

其结构由压缩机节流组件（包括压缩机、四通阀、膨胀阀、储液罐、气液分离器）及制冷剂与末端循环水的热交换器组成。

优选的，地源井热交换部件既可以作为热泵的冷凝器使用，也可以作为热泵的蒸发器使用，夏季空调制冷时，地源井热交换部件就相当于机组的冷凝器；冬季采暖时，地源井热交换部件就相当于机组的蒸发器。

优选的，由压缩机节流组件、制冷剂与末端循环水的热交换器、套管内、外管之间，通过制冷剂连接管路将三者连通形成的制冷剂闭合回路系统，此制冷剂的闭合回路系统包括多个系统，多个系统之间相互独立。

本实用新型的有益效果：