[发明专利]一种用于地源热泵的换热管道

说明书

本发明涉及一种用于地源热泵的换热管道，包括进水主管、地埋竖管和紊流发生器，其主要技术特点是：所述紊流发生器为板式螺旋紊流发生器，该板式螺旋紊流发生器包括一个紊流发生器外壳和两个扰流板，每个扰流板均通过棘轮机构安装在紊流发生器外壳内表面并使得扰流板相对于紊流发生器外壳转动。本发明设计合理，其在进水主管的前端安装板式螺旋紊流发生器，通过两组交叉设置的扰流板及其扰流板上相互平行并相对流道轴线成一角度设置的翘板，可以使管内流动的介质很快达到紊流状态，有效地提高了传热量；同时采用方形或长方形断面结构的翘板，能自发产生有效的横向混合，能够有效地增强紊流。

技术领域

本发明属于换热管道技术领域，尤其是一种用于地源热泵的换热管道。

背景技术

地源热泵技术是一种可再生能源地热能利用技术，利用土壤浅层一年四季温度稳定的特点，冬季将土壤中热能作为热泵供暖的热源，夏季可将土壤中的冷能作为空调的冷源。即冬季从土壤中采集热量，提高温度后供给室内采暖夏季从土壤中采集冷量，把室内多余热量取出释放到地能中去。

换热管道地源热泵的核心部件，对地源热泵的换热效率有很大影响。目前所用的换热管道主要是U型管或螺旋管，U型管与土壤的接触面较少，而螺旋管线在回填过程中由于结构的原因在夯土作业中难以对螺旋管线中部区域施加足够的力道，螺旋管的部分区域接触的回填材料处于松动状态，这样松散的接触将导致螺旋管无法有效地吸收地层能源。因此，有必要对换热管路结构进行改良，以便提高地源热泵换热装置的换热效果。

换热器内增强换热介质紊流强度能够有效增大换热效率，目前的螺旋紊流发生器通常利用具有圆形断面的金属丝或细杆制造紊流，还有利用异形导流片或导流孔制造紊流。根据流体力学可知，圆形断面不能提高传热性能所需要的强烈混合作用，圆形断面的介入物仅能产生很低的横向流动，并且即使流体粘性很低，这种混合横向流动也几乎会完全消失，造成主流动区域热传导效果很差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种设计合理且能够有效提高传导效果的用于地源热泵的换热管道。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于地源热泵的换热管道，包括进水主管、地埋竖管和紊流发生器，所述进水主管前端与紊流发生器安装在一起，所述进水主管后端与一组串联的地埋竖管相连接，所述紊流发生器为板式螺旋紊流发生器，该板式螺旋紊流发生器包括一个紊流发生器外壳和两个扰流板，每个扰流板均通过棘轮机构安装在紊流发生器外壳内表面并使得扰流板相对于紊流发生器外壳转动；

所述两个扰流板相对交叉设置并可根据所需紊流强度调整交叉角度；

所述扰流板内安装多个翅板，各个翅板相互平行且相对流道轴线成一定角度。

所述两个扰流板采用相对交叉设置方式安装在紊流发生器外壳内表面。

所述翅板为方形或长方形断面结构。

所述翅板中心之间的距离大于翅板宽度的两倍。

所述扰流板的厚度与翅板的宽度的比值为1到3。

所述地埋竖管之间通过U型管首尾相连。

所述地埋竖管外壁上均匀安装有四根换热肋条，相邻两根地埋竖管之间的换热肋条连为一体。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计合理，其在进水主管的前端安装板式螺旋紊流发生器，通过两组交叉设置的扰流板及其扰流板上相互平行并相对流道轴线成一角度设置的翅板，可以使管内流动的介质很快达到紊流状态，有效地提高了传热量。

2、本发明在地埋竖管上增加传热肋条，增大换热管道与土壤的接触面积，提高了换热效率，也不会出现回填材料无法夯实的现象。