專利名稱：利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種由熱管提供的冷、熱源熱泵系統(tǒng)，更具體的說，是利用熱管傳熱在供冷時提供低品位冷源，在供暖時提供低品位熱源的空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱泵就是通過制冷循環(huán)使熱量從溫度低的介質(zhì)流向溫度高的介質(zhì)的裝置，利用土壤、自然水源在夏季為空調(diào)提供冷源，冬季為熱泵系統(tǒng)提供熱源，分為地源熱泵和水源熱泵。
土壤源熱泵利用的能量是地表淺層蓄存的太陽輻射能，是一種可再生能源。夏季熱泵將室內(nèi)多余的熱量釋放給地下巖層或土壤蓄存起來，冬季再將其從地下抽取出來利用熱泵系統(tǒng)送到室內(nèi)。因此，熱泵充分利用了地下土壤作為蓄熱體，進(jìn)行能量循環(huán)利用，是一種利用可再生能源的新裝置。
土壤源熱泵的地?zé)釗Q熱器分為水平埋管和豎直埋管。水平埋管的地?zé)釗Q熱器有水平單管、水平雙管、水平四管和水平六管等形式。最近又開發(fā)了兩種新形式即水平螺旋狀和扁平曲線狀。這種換熱器通常將普通塑料管或水管盤圈埋在1-2m深的地下，內(nèi)部的介質(zhì)與土壤之間進(jìn)行熱交換。這種結(jié)構(gòu)使得塑料管或水管在折彎處容易產(chǎn)生熱短路。同時，由于熱泵系統(tǒng)需要的低品位冷、熱源負(fù)荷較大，普通塑料管或水管的熱傳導(dǎo)能力低，造成地下埋管長度較長，增加了循環(huán)流體的沿程阻力，流體泵系統(tǒng)的耗能相對較高。而且，由于管與管之間的距離大，占地面積大。
專利公開號為CN1693823A，發(fā)明名稱為《熱管式埋地?fù)Q熱裝置》的專利文獻(xiàn)公開了一種利用熱管技術(shù)的新型埋管換熱裝置。該專利利用垂直的熱管和水平埋管相結(jié)合，由熱管向水平埋管提供低品位的土壤熱源，達(dá)到節(jié)省運行費用、減少傳統(tǒng)地源熱泵埋管占地面積大的問題。但由于垂直熱管的工作原理受限，只能由下部吸收熱量向上部散熱，即熱管內(nèi)液體只能在熱管下部蒸發(fā)，在熱管上部冷凝，利用液體本身重力完成循環(huán)。而夏季熱泵工作(空調(diào)工況)時向土壤排放的熱能溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于土壤溫度，由此，該裝置只能運用于熱泵的冬季供暖，不適于夏季向土壤散熱。
實用新型內(nèi)容本實用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種減少埋管長度，既能夏季為空調(diào)提供冷源，又能在冬季為熱泵系統(tǒng)提供熱源的利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)。
本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括熱管和熱管換熱器，所述熱管的內(nèi)壁設(shè)置有吸液芯；所述熱管位于水平方向，所述熱管的一端插入到熱管換熱器中，與熱管換熱器中的流體介質(zhì)進(jìn)行換熱。
所述熱管內(nèi)部流體介質(zhì)為氟利昂、碳?xì)浠衔?、有機氧化物、無機化合物、有機化合物中的至少一種。
熱管換熱器的熱泵換熱介質(zhì)是在熱泵系統(tǒng)本身運轉(zhuǎn)的工質(zhì)或是與熱泵系統(tǒng)本身運轉(zhuǎn)的工質(zhì)換熱而用泵驅(qū)動的載冷劑。
所述熱管的冷凝段、絕熱段、蒸發(fā)段長度比例為1∶1～2∶1。
水平熱管遠(yuǎn)端距離一般為1.5m～6m。
本實用新型具有下述技術(shù)效果1.本實用新型利用熱管本身良好的導(dǎo)熱性達(dá)到與土壤或水源換熱的目的，減少了埋管長度和占地面積，節(jié)省材料，埋管管路沿程阻力小，流體泵系統(tǒng)的耗能相對較低。
2.在熱管的埋地形式上可以呈放射形、平行形或是其他不利于熱交換短路的形式，避免了熱量傳遞短路現(xiàn)象的發(fā)生。
3.有利于熱管換熱器的換熱方式靈活多樣，可以使用流體泵實現(xiàn)冷、熱源的傳輸，也可由熱泵系統(tǒng)內(nèi)部運行工質(zhì)直接與熱管進(jìn)行熱交換，適用范圍廣。最節(jié)能的方式是使用熱泵系統(tǒng)本身運轉(zhuǎn)工質(zhì)與熱管中的流體直接進(jìn)行換熱，能量利用率高。


圖1為利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-熱管 2-熱管換熱器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型詳細(xì)說明。
本實用新型的利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖參見圖1，包括熱管1和熱管換熱器2，其中熱管的內(nèi)壁裝有吸液芯。熱管1位于水平方向，一端插入到熱管換熱器2中，與熱管換熱器中的流體介質(zhì)進(jìn)行換熱，另一端埋在土壤中，與土壤進(jìn)行換熱。熱管插入熱管換熱器的深度視熱泵機組制熱、制冷量大小而定，對于熱泵機組制熱、制冷量大的系統(tǒng)熱管直徑較大，熱管也比較長，插入的較多；反之較短、較少。一般情況下，熱管的冷凝段、絕熱段、蒸發(fā)段長度比例為1∶1～2∶1。為保證熱管與土壤具有良好的換熱狀態(tài)，水平熱管遠(yuǎn)端距離一般為1.5m～6m。夏季熱泵系統(tǒng)工作時(制冷工況)，熱泵系統(tǒng)通過熱管換熱器2向熱管1一端散熱，熱管1中的液體吸熱后蒸發(fā)為蒸汽，蒸汽在微小壓力的作用下流向熱管1的另一端向土壤散熱并冷凝成為液體，液體沿著熱管1中的吸液芯依靠毛細(xì)力作用返回到熱管1與熱管換熱器2連接的一端，完成向土壤散熱的循環(huán)，此時與熱管換熱器2連接的熱管1的一端為蒸發(fā)段，與土壤換熱的熱管1的一端為冷凝段。冬季熱泵工作(供熱工況)時，熱泵系統(tǒng)通過熱管換熱器2從熱管1一端吸熱，熱管1中的蒸汽散熱后冷凝為液體，液體沿著熱管1中的吸液芯依靠毛細(xì)力作用流向熱管另一端從土壤吸熱并蒸發(fā)為蒸汽，蒸汽在微小壓力的作用下返回到熱管與熱管換熱器2連接的一端，此時與熱管換熱器2連接的熱管1的一端為冷凝段，與土壤換熱的熱管1的一端為蒸發(fā)段。
該熱管裝置同樣適用于水源熱泵和其它形式的吸收低品位熱源的熱泵系統(tǒng)。
本實用新型的熱管可以采用常用的熱管，一般由三部分組成蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，在水平熱管的內(nèi)壁裝有吸液芯。熱管1的結(jié)構(gòu)形式不受限制，可以是單管式，或是分離式熱管，或是其它形式的熱管。熱管1內(nèi)部流體介質(zhì)不受限制，可以是氟利昂、碳?xì)浠衔?、有機氧化物、無機化合物、有機化合物，或是它們的組合。
熱管換熱器2為一換熱器，熱泵系統(tǒng)的工作介質(zhì)通過熱管換熱器2與其內(nèi)部的熱管1一端進(jìn)行換熱。夏季向熱管1散熱；冬季從熱管1中吸熱。熱管換熱器2的熱泵換熱介質(zhì)可以是在熱泵系統(tǒng)本身運轉(zhuǎn)的工質(zhì)或是與熱泵系統(tǒng)本身運轉(zhuǎn)的工質(zhì)換熱而用泵驅(qū)動的載冷劑。熱管換熱器2的結(jié)構(gòu)形式不受限制，可以是板式換熱器、也可以是螺旋管式換熱器、套管換熱器、表面換熱器，或者是其它形式的換熱器。
本實用新型中采用熱管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的普通塑料管或水管，由于熱管的熱傳導(dǎo)能力強，可以減少埋管長度和占地面積。而且，熱管是水平放置，土壤端既可以是冷凝段也可以是蒸發(fā)段，因此，既可在夏季為空調(diào)提供冷源，又能在冬季為熱泵系統(tǒng)提供熱源。同時，熱管的埋地形式上可以呈放射形、平行形或是其他不利于熱交換短路的形式，以減少短路的發(fā)生。
盡管參照實施例對所公開的涉及利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了特別描述，以上描述的實施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，所有的變化和修改都在本實用新型的范圍之內(nèi)，例如水源熱泵系統(tǒng)等等。
權(quán)利要求1.一種利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括熱管和熱管換熱器，所述熱管的內(nèi)壁設(shè)置有吸液芯；所述熱管位于水平方向，所述熱管的一端插入到熱管換熱器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱管的冷凝段、絕熱段、蒸發(fā)段長度比例為1∶1～2∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述水平熱管遠(yuǎn)端距離為1.5m～6m。
專利摘要本實用新型公開了一種利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)，提供一種減少埋管長度，既能夏季為空調(diào)提供冷源，又能在冬季為熱泵系統(tǒng)提供熱源的利用熱管提供冷、熱源的熱泵系統(tǒng)。包括熱管和熱管換熱器，熱管的內(nèi)壁設(shè)置有吸液芯；熱管位于水平方向，一端插入到熱管換熱器中，與熱管換熱器中的流體介質(zhì)進(jìn)行換熱。本實用新型利用熱管本身良好的導(dǎo)熱性達(dá)到與土壤換熱的目的，減少了埋管長度和占地面積，節(jié)省材料，埋管管路沿程阻力小，流體泵系統(tǒng)的耗能相對較低。在熱管的埋地形式上可以呈放射形、平行形或是其他不利于熱交換短路的形式，避免了熱量傳遞短路現(xiàn)象的發(fā)生。有利于熱管換熱器的換熱方式靈活多樣，適用范圍廣。
文檔編號F28D15/02GK2896144SQ20062002573
公開日2007年5月2日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者楊永安, 李季, 楊震 申請人:天津商學(xué)院