高效土壤換熱傳輸裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于熱傳導設備技術領域，尤其是涉及一種高效土壤換熱傳輸裝置。
【背景技術】
[0002]地源熱栗是一種利用淺層地熱資源既能制冷又能制熱的高效節能環保的空調系統。地源熱栗利用少量高品位能源，冬季將熱能從土壤中取出，轉移到室內需求側，夏季將室內的熱量轉移到地下土壤，保持室內的低溫環境。但是地源熱栗系統，地埋管埋管數量大換熱傳輸能力低，主要的輸導方式是用水當作輸熱介質，由栗循環將能量由地下導往建筑內機房系統中。常用垂直重力熱管熱量傳輸能力大，但不能在下端冷上端熱工況下運行。納米溶液/氣固兩相流體可提高傳輸能力，但存在納米粒子沉降聚集而堵管使分散性破壞的問題，除此之外，現有的重力熱管換熱時還存在著:穩定性差，熱傳導效率低，熱傳導效果差等問題。
[0003]為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種重力熱管強化傳熱結構[申請號:201310353861.3]，包括設置于重力熱管內腔的導流筒，導流筒內部形成汽態工質的上升通道，導流筒外側壁與重力熱管內側管壁之間形成液態工質的下降通道，導流筒的上部設有將上升通道與下降通道導通的通汽口，導流筒的下部設有將下降通道與上升通道導通的回流口。
[0004]上述方案在一定程度上解決了現有重力熱管熱傳導效果差的問題，但是該方案依然存在著:穩定性差，熱傳導效率低，納米粒子沉降聚集而堵管使分散性破壞的問題。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種結構簡單合理，熱傳導效率高的高效土壤換熱傳輸裝置。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案:本高效土壤換熱傳輸裝置，其特征在于，本高效土壤換熱傳輸裝置包括兩端封閉的導熱外管，所述的導熱外管內設有能將導熱外管外的導熱工質自其上端流入并從其下端流出從而使導熱工質進入導熱外管內的內置管體，所述的導熱工質為納米顆粒超導介質，所述的內置管體沿著導熱外管軸向延伸，所述的內置管體的上端位于導熱外管的上端，且在所述的導熱外管的上端設有能使導熱外管內的導熱工質流出的導熱工質出口，所述的內置管體下端部與導熱外管下端底部之間具有間距，所述的間距處設有能對導熱工質進行攪拌從而防止納米顆粒超導介質中的納米顆粒沉積的攪拌機構。這里的導熱外管可以隨鉆機一次性埋入土壤，在流體驅動裝置的工作下，含納米粒子的導熱工質能高效地將地源冷/熱能量攜帶輸送地源熱栗裝置，當系統處于非工作狀態甚至較長時間段的停機時，導熱工質中的部分納米粒子有集聚沉降時，甚至沉積于管道底部時，通過攪拌機構的運動，將納米粒子重新均勻，這里的導熱工質可以是單一成分流體，也可以是多相復合的流體，流體可以是液體也可以是氣體，流體傳熱的形式可以是流動傳輸脈動傳輸以及振動傳輸，導熱工質其主要成分為水、R123、R134a、納米碳、納米T02，其灌注空間比為30-100%，納米材料質量百分比1-100%，且攪拌機構能防止納米顆粒超導介質中的納米顆粒沉積發生堵管使分散性破壞的問題。
[0007]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的攪拌機構包括通過轉動安裝結構設置在內置管體端部下方且能周向轉動的攪拌轉子，且所述的攪拌轉子朝向內置管體下端。即攪拌轉子正對著內置管體下端，從內置管體出來的導熱工質能促進攪拌轉子轉動從而提高防沉積作用。
[0008]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的攪拌轉子能在導熱工質的熱流作用下直接被帶動旋轉;或者所述的攪拌轉子上還連接有能驅動攪拌轉子旋轉的動力機構。即攪拌轉子主動或被動轉動，可以隨導熱工質運動而轉動，也可以通過動力機構而轉動。
[0009]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的攪拌轉子包括安裝座，所述的安裝座周向外側設有若干均勻分布且位于間距內的攪拌葉輪。攪拌葉輪優選采用斜流葉片形式，這樣能提高攪拌效果，防止納米顆粒超導介質中的納米顆粒沉積。
[0010]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的轉動安裝結構包括固定設置在導熱外管內的支架，所述的支架內穿設有能周向轉動的驅動軸，所述的安裝座固定設置在驅動軸上，且所述的驅動軸端部延伸至內置管體內，所述的驅動軸周向外側與內置管體周向內側之間設有軸承。攪拌轉子材料為塑料，這里的軸承可以采用無油磁懸浮軸承，這樣使得軸承不易堵塞內置管體端部。
[0011]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的導熱外管底部設有能防止導熱工質沉積在導熱外管底部的防沉積結構。
[0012]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的防沉積結構包括設置在導熱外管底部且位于攪拌轉子下方的轉動刷體，且所述的轉動刷體與驅動軸固定相連。當攪拌轉子帶動驅動軸轉動時，由于轉動刷體與驅動軸相連，這樣使得轉動刷體能周向轉動從而防止納米顆粒超導介質中的納米顆粒沉積于導熱外管的底部。
[0013]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的間距的距離大小與內置管體外徑大小之間的比值為1-3:1。優選地，這里的比值為1-2:1。
[0014]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的導熱工質為固液兩相流體或氣固兩相流體。
[0015]在上述的高效土壤換熱傳輸裝置中，所述的導熱外管與內置管體分別呈直管狀或彎曲狀;所述的導熱外管與內置管體分別為光管、波紋管與螺紋管中的任意一種，且所述的導熱外管與內置管體分別為鋼管、銅管、塑料金屬復合管和塑料管中的任意一種。導熱外管與內置管體均具有氣密性，耐壓能力為1.2Mpa以上，外管導熱系數2 0.lkj/m.K。
[0016]與現有的技術相比，本高效土壤換熱傳輸裝置的優點在于:1、采用流體作為熱傳輸工質，尤其是采用固液兩相或者氣固兩相流體工質時，熱傳輸效率高。2、可以有效地防止流體中的懸浮固體物沉積于管子最底端。3、可以方便地選用流體流動力被動驅動或外部電力/磁力的主動驅動。4、使用簡單安全，無需日常維護，在暖通空調能源行業具有應用前景。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型提供的結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型提供的A-A處的剖視圖。
[0019]圖中，導熱外管1、導熱工質出口11、內置管體2、間距3、攪拌機構4、攪拌轉子41、動力機構42、安裝座43、攪拌葉輪44、支架45、驅動軸46、軸承47、防沉積結構5、轉動刷體51。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0021]如圖1-2所示，本高效土壤換熱傳輸裝置，包括兩端封閉的導熱外管I，導熱外管I內設有能將導熱外管I外的導熱工質自其上端流入并從其下端流出從而使導熱工質進入導熱外管I內的內置管體2，導熱工質為納米顆粒超導介質，可以為固液兩相流體或氣固兩相流體，內置管體2沿著導熱外管I軸向延伸，內置管體2的上端位于導熱外管I的上端，且在導熱外管I的上端設有能使導熱外管I內的導熱工質流出的導熱工質出口 11，內置管體2下端部與導熱外管I下端底部之間具有間距3，間距3的距離大小與內置管體2外徑大小之間的比值為1-3:1，其中，比值為1-2:1最為合適，間距3處設有能對導熱工質進行攪拌從而防止納米顆粒超導介質中的納米顆粒沉積的攪拌機構4，這里的導熱外管I可以隨鉆機一次性埋入土壤，在流體驅動裝置的工作下，含納米粒子的導熱工質能高效地將地源冷/熱能量攜帶輸送地源熱栗裝置，當系統處于非工作狀態甚至較長時間段的停機時，導熱工質中的部分納米粒子有集聚沉降時，甚至沉積于導熱外管I時，通過攪拌機構4的運動，將納米粒子重新均勻，這里的導熱工質可以是單一成分流體