利用热管提供冷、热源的热泵系统
阅读：494发布：2021-06-13
专利汇可以提供利用热管提供冷、热源的热泵系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种利用 热管 提供冷、热源的 热 泵 系统，提供一种减少埋管长度，既能夏季为 空调 提供冷源，又能在冬季为热泵系统提供热源的利用热管提供冷、热源的热泵系统。包括热管和热管换热器，热管的内壁设置有吸液芯；热管位于 水 平方向，一端插入到热管换热器中，与热管换热器中的 流体 介质进行换热。本实用新型利用热管本身良好的导热性达到与 土壤 换热的目的，减少了埋管长度和占地面积，节省材料，埋管管路沿程阻 力 小，流体泵系统的耗能相对较低。在热管的埋地形式上可以呈放射形、平行形或是其他不利于热交换 短路 的形式，避免了热量传递短路现象的发生。有利于热管换热器的换热方式灵活多样，适用范围广。，下面是利用热管提供冷、热源的热泵系统专利的具体信息内容。
技术领域
本实用新型涉及一种由热管提供的冷、热源热泵系统，更具体的说，是 利用热管传热在供冷时提供低品位冷源，在供暖时提供低品位热源的空调系 统。
背景技术
热泵就是通过制冷循环使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装 置，利用土壤、自然水源在夏季为空调提供冷源，冬季为热泵系统提供热源， 分为地源热泵和水源热泵。
土壤源热泵利用的能量是地表浅层蓄存的太阳辐射能，是一种可再生能 源。夏季热泵将室内多余的热量释放给地下岩层或土壤蓄存起来，冬季再将 其从地下抽取出来利用热泵系统送到室内。因此，热泵充分利用了地下土壤 作为蓄热体，进行能量循环利用，是一种利用可再生能源的新装置。
土壤源热泵的地热换热器分为水平埋管和竖直埋管。水平埋管的地热换 热器有水平单管、水平双管、水平四管和水平六管等形式。最近又开发了两 种新形式：即水平螺旋状和扁平曲线状。这种换热器通常将普通塑料管或水 管盘圈埋在1-2m深的地下，内部的介质与土壤之间进行热交换。这种结构 使得塑料管或水管在折弯处容易产生热短路。同时，由于热泵系统需要的低 品位冷、热源负荷较大，普通塑料管或水管的热传导能力低，造成地下埋管 长度较长，增加了循环流体的沿程阻力，流体泵系统的耗能相对较高。而且， 由于管与管之间的距离大，占地面积大。
专利公开号为CN1693823A，发明名称为《热管式埋地换热装置》的专利 文献公开了一种利用热管技术的新型埋管换热装置。该专利利用垂直的热管 和水平埋管相结合，由热管向水平埋管提供低品位的土壤热源，达到节省运 行费用、减少传统地源热泵埋管占地面积大的问题。但由于垂直热管的工作 原理受限，只能由下部吸收热量向上部散热，即热管内液体只能在热管下部 蒸发，在热管上部冷凝，利用液体本身重力完成循环。而夏季热泵工作(空 调工况)时向土壤排放的热能温度远远高于土壤温度，由此，该装置只能运 用于热泵的冬季供暖，不适于夏季向土壤散热。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种减少埋管长 度，既能夏季为空调提供冷源，又能在冬季为热泵系统提供热源的利用热管 提供冷、热源的热泵系统。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种利用热管提供冷、热源的热泵系统，其特征在于，包括热管和热管 换热器，所述热管的内壁设置有吸液芯；所述热管位于水平方向，所述热管 的一端插入到热管换热器中，与热管换热器中的流体介质进行换热。
所述热管内部流体介质为氟利昂、碳氢化合物、有机氧化物、无机化合 物、有机化合物中的至少一种。
热管换热器的热泵换热介质是在热泵系统本身运转的工质或是与热泵 系统本身运转的工质换热而用泵驱动的载冷剂。
所述热管的冷凝段、绝热段、蒸发段长度比例为1∶1～2∶1。
水平热管远端距离一般为1.5m～6m。
本实用新型具有下述技术效果：
1.本实用新型利用热管本身良好的导热性达到与土壤或水源换热的目 的，减少了埋管长度和占地面积，节省材料，埋管管路沿程阻力小，流体泵 系统的耗能相对较低。
2.在热管的埋地形式上可以呈放射形、平行形或是其他不利于热交换 短路的形式，避免了热量传递短路现象的发生。
3.有利于热管换热器的换热方式灵活多样，可以使用流体泵实现冷、 热源的传输，也可由热泵系统内部运行工质直接与热管进行热交换，适用范 围广。最节能的方式是使用热泵系统本身运转工质与热管中的流体直接进行 换热，能量利用率高。
附图说明
图1为利用热管提供冷、热源的热泵系统的结构示意图。
图中：1-热管 2-热管换热器。
土壤源热泵利用的能量是地表浅层蓄存的太阳辐射能，是一种可再生能 源。夏季热泵将室内多余的热量释放给地下岩层或土壤蓄存起来，冬季再将 其从地下抽取出来利用热泵系统送到室内。因此，热泵充分利用了地下土壤 作为蓄热体，进行能量循环利用，是一种利用可再生能源的新装置。
土壤源热泵的地热换热器分为水平埋管和竖直埋管。水平埋管的地热换 热器有水平单管、水平双管、水平四管和水平六管等形式。最近又开发了两 种新形式：即水平螺旋状和扁平曲线状。这种换热器通常将普通塑料管或水 管盘圈埋在1-2m深的地下，内部的介质与土壤之间进行热交换。这种结构 使得塑料管或水管在折弯处容易产生热短路。同时，由于热泵系统需要的低 品位冷、热源负荷较大，普通塑料管或水管的热传导能力低，造成地下埋管 长度较长，增加了循环流体的沿程阻力，流体泵系统的耗能相对较高。而且， 由于管与管之间的距离大，占地面积大。
专利公开号为CN1693823A，发明名称为《热管式埋地换热装置》的专利 文献公开了一种利用热管技术的新型埋管换热装置。该专利利用垂直的热管 和水平埋管相结合，由热管向水平埋管提供低品位的土壤热源，达到节省运 行费用、减少传统地源热泵埋管占地面积大的问题。但由于垂直热管的工作 原理受限，只能由下部吸收热量向上部散热，即热管内液体只能在热管下部 蒸发，在热管上部冷凝，利用液体本身重力完成循环。而夏季热泵工作(空 调工况)时向土壤排放的热能温度远远高于土壤温度，由此，该装置只能运 用于热泵的冬季供暖，不适于夏季向土壤散热。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种减少埋管长 度，既能夏季为空调提供冷源，又能在冬季为热泵系统提供热源的利用热管 提供冷、热源的热泵系统。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种利用热管提供冷、热源的热泵系统，其特征在于，包括热管和热管 换热器，所述热管的内壁设置有吸液芯；所述热管位于水平方向，所述热管 的一端插入到热管换热器中，与热管换热器中的流体介质进行换热。
所述热管内部流体介质为氟利昂、碳氢化合物、有机氧化物、无机化合 物、有机化合物中的至少一种。
热管换热器的热泵换热介质是在热泵系统本身运转的工质或是与热泵 系统本身运转的工质换热而用泵驱动的载冷剂。
所述热管的冷凝段、绝热段、蒸发段长度比例为1∶1～2∶1。
水平热管远端距离一般为1.5m～6m。
本实用新型具有下述技术效果：
1.本实用新型利用热管本身良好的导热性达到与土壤或水源换热的目 的，减少了埋管长度和占地面积，节省材料，埋管管路沿程阻力小，流体泵 系统的耗能相对较低。
2.在热管的埋地形式上可以呈放射形、平行形或是其他不利于热交换 短路的形式，避免了热量传递短路现象的发生。
3.有利于热管换热器的换热方式灵活多样，可以使用流体泵实现冷、 热源的传输，也可由热泵系统内部运行工质直接与热管进行热交换，适用范 围广。最节能的方式是使用热泵系统本身运转工质与热管中的流体直接进行 换热，能量利用率高。
附图说明
图1为利用热管提供冷、热源的热泵系统的结构示意图。
图中：1-热管 2-热管换热器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型详细说明。
本实用新型的利用热管提供冷、热源的热泵系统的结构示意图参见图1， 包括热管1和热管换热器2，其中热管的内壁装有吸液芯。热管1位于水平 方向，一端插入到热管换热器2中，与热管换热器中的流体介质进行换热， 另一端埋在土壤中，与土壤进行换热。热管插入热管换热器的深度视热泵机 组制热、制冷量大小而定，对于热泵机组制热、制冷量大的系统热管直径较 大，热管也比较长，插入的较多；反之较短、较少。一般情况下，热管的冷 凝段、绝热段、蒸发段长度比例为1∶1～2∶1。为保证热管与土壤具有良好的 换热状态，水平热管远端距离一般为1.5m～6m。夏季热泵系统工作时(制冷 工况)，热泵系统通过热管换热器2向热管1一端散热，热管1中的液体吸 热后蒸发为蒸汽，蒸汽在微小压力的作用下流向热管1的另一端向土壤散热 并冷凝成为液体，液体沿着热管1中的吸液芯依靠毛细力作用返回到热管1 与热管换热器2连接的一端，完成向土壤散热的循环，此时与热管换热器2 连接的热管1的一端为蒸发段，与土壤换热的热管1的一端为冷凝段。冬季 热泵工作(供热工况)时，热泵系统通过热管换热器2从热管1一端吸热， 热管1中的蒸汽散热后冷凝为液体，液体沿着热管1中的吸液芯依靠毛细力 作用流向热管另一端从土壤吸热并蒸发为蒸汽，蒸汽在微小压力的作用下返 回到热管与热管换热器2连接的一端，此时与热管换热器2连接的热管1的 一端为冷凝段，与土壤换热的热管1的一端为蒸发段。
该热管装置同样适用于水源热泵和其它形式的吸收低品位热源的热泵 系统。
本实用新型的热管可以采用常用的热管，一般由三部分组成：蒸发段、 绝热段和冷凝段，在水平热管的内壁装有吸液芯。热管1的结构形式不受限 制，可以是单管式，或是分离式热管，或是其它形式的热管。热管1内部流 体介质不受限制，可以是氟利昂、碳氢化合物、有机氧化物、无机化合物、 有机化合物，或是它们的组合。
热管换热器2为一换热器，热泵系统的工作介质通过热管换热器2与其 内部的热管1一端进行换热。夏季向热管1散热；冬季从热管1中吸热。热 管换热器2的热泵换热介质可以是在热泵系统本身运转的工质或是与热泵系 统本身运转的工质换热而用泵驱动的载冷剂。热管换热器2的结构形式不受 限制，可以是板式换热器、也可以是螺旋管式换热器、套管换热器、表面换 热器，或者是其它形式的换热器。
本实用新型中采用热管代替传统的普通塑料管或水管，由于热管的热传 导能力强，可以减少埋管长度和占地面积。而且，热管是水平放置，土壤端 既可以是冷凝段也可以是蒸发段，因此，既可在夏季为空调提供冷源，又能 在冬季为热泵系统提供热源。同时，热管的埋地形式上可以呈放射形、平行 形或是其他不利于热交换短路的形式，以减少短路的发生。
尽管参照实施例对所公开的涉及利用热管提供冷、热源的热泵系统进行 了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本实 用新型的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本实用新型的范围之 内，例如水源热泵系统等等。
本实用新型的利用热管提供冷、热源的热泵系统的结构示意图参见图1， 包括热管1和热管换热器2，其中热管的内壁装有吸液芯。热管1位于水平 方向，一端插入到热管换热器2中，与热管换热器中的流体介质进行换热， 另一端埋在土壤中，与土壤进行换热。热管插入热管换热器的深度视热泵机 组制热、制冷量大小而定，对于热泵机组制热、制冷量大的系统热管直径较 大，热管也比较长，插入的较多；反之较短、较少。一般情况下，热管的冷 凝段、绝热段、蒸发段长度比例为1∶1～2∶1。为保证热管与土壤具有良好的 换热状态，水平热管远端距离一般为1.5m～6m。夏季热泵系统工作时(制冷 工况)，热泵系统通过热管换热器2向热管1一端散热，热管1中的液体吸 热后蒸发为蒸汽，蒸汽在微小压力的作用下流向热管1的另一端向土壤散热 并冷凝成为液体，液体沿着热管1中的吸液芯依靠毛细力作用返回到热管1 与热管换热器2连接的一端，完成向土壤散热的循环，此时与热管换热器2 连接的热管1的一端为蒸发段，与土壤换热的热管1的一端为冷凝段。冬季 热泵工作(供热工况)时，热泵系统通过热管换热器2从热管1一端吸热， 热管1中的蒸汽散热后冷凝为液体，液体沿着热管1中的吸液芯依靠毛细力 作用流向热管另一端从土壤吸热并蒸发为蒸汽，蒸汽在微小压力的作用下返 回到热管与热管换热器2连接的一端，此时与热管换热器2连接的热管1的 一端为冷凝段，与土壤换热的热管1的一端为蒸发段。
该热管装置同样适用于水源热泵和其它形式的吸收低品位热源的热泵 系统。
本实用新型的热管可以采用常用的热管，一般由三部分组成：蒸发段、 绝热段和冷凝段，在水平热管的内壁装有吸液芯。热管1的结构形式不受限 制，可以是单管式，或是分离式热管，或是其它形式的热管。热管1内部流 体介质不受限制，可以是氟利昂、碳氢化合物、有机氧化物、无机化合物、 有机化合物，或是它们的组合。
热管换热器2为一换热器，热泵系统的工作介质通过热管换热器2与其 内部的热管1一端进行换热。夏季向热管1散热；冬季从热管1中吸热。热 管换热器2的热泵换热介质可以是在热泵系统本身运转的工质或是与热泵系 统本身运转的工质换热而用泵驱动的载冷剂。热管换热器2的结构形式不受 限制，可以是板式换热器、也可以是螺旋管式换热器、套管换热器、表面换 热器，或者是其它形式的换热器。
本实用新型中采用热管代替传统的普通塑料管或水管，由于热管的热传 导能力强，可以减少埋管长度和占地面积。而且，热管是水平放置，土壤端 既可以是冷凝段也可以是蒸发段，因此，既可在夏季为空调提供冷源，又能 在冬季为热泵系统提供热源。同时，热管的埋地形式上可以呈放射形、平行 形或是其他不利于热交换短路的形式，以减少短路的发生。
尽管参照实施例对所公开的涉及利用热管提供冷、热源的热泵系统进行 了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本实 用新型的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本实用新型的范围之 内，例如水源热泵系统等等。
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