採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁的製作方法
2023-05-10 00:53:06
採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，所述的混凝土管樁(1)中設有換熱管(4)，所述的換熱管(4)設在鋼筋骨架上。採用上述技術方案，利用高強度混凝土管樁的結構和空間設置換熱管，最大限度地利用可再生能源——地熱資源，減少化石燃料的消耗，減少資源的消耗和對環境的影響；施工工藝成熟、機械化程度高；經濟實惠、性價比高、質量穩定、檢測方便，在降低地源熱泵系統造價的同時，提高熱泵系統質量的穩定性；因此，本實用新型的技術方案是未來地熱利用技術的發展趨勢，將作為未來以衝積地質地貌為特徵地區的主要空調採暖系統形式。
【專利說明】採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管粧
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於建築基礎結構的【技術領域】，涉及建築結構的節能技術。具體地說，本實用新型涉及一種採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁。
【背景技術】
[0002]隨著國家再生能源戰略的實施，利用可再生能源替代常規能源成為一種趨勢。大力發展可再生能源是落實國家提出的「建設節約型社會，發展循環經濟」方針的主要手段之一，也是節能減排的重要手段。
[0003]地源熱泵技術是利用可再生的淺層地質溫度場、通過熱泵機組實現對建築物的供暖與空調，並能提供生活熱水。主要應用於公共建築、住宅、學校、醫院等建築物。
[0004]但是，現有技術中的地源熱泵技術受造價、施工質量、地理條件和交叉施工的限制，對推廣應用有一定的局限性。
[0005]近幾年，國內有部分學者提出的建築樁埋管的地源熱泵技術，並在實踐中獲得成功。但是，由於我國地域遼闊，地質構造類型較多，因而需要解決以衝積地質地貌為特徵地區的建築結構樁埋管的問題。
【發明內容】
[0006]本實用新型提供一種採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，其目的是通過混凝土管樁承載建築物負荷，同時通過混凝土管柱採集地熱，實現可再生能源的充分利用。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型採取的技術方案為:
[0008]本實用新型的採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，所述的混凝土管樁設有鋼筋骨架，所述的鋼筋骨架包括縱向結構鋼筋、螺旋箍筋，所述的混凝土管樁中設有換熱管，所述的換熱管設在鋼筋骨架上。
[0009]所述的換熱管包括供水管和回水管，所述的換熱管呈螺旋狀，卷繞在鋼筋骨架外圈上，並隨鋼筋骨架一道，通過混凝土離心澆注固定成形；所述的回水管在鋼筋骨架內縱向穿過。
[0010]所述的換熱管的材料為PE聚乙烯。
[0011]所述的回水管的外表面設有保溫管，所述的保溫管的材料為PUV塑料管。
[0012]所述的換熱管的兩端為換熱管引出端，所述的換熱管引出端設在所述的混凝土管樁頂部的樁頂柱帽上。
[0013]本實用新型採用上述技術方案，與現有技術相比，具有以下優點:
[0014]利用高強度混凝土管樁的結構和空間設置換熱管，以較小的投資成本，最大限度地利用可再生能源——地熱資源，減少化石燃料的消耗，減少資源的消耗和對環境的影響；本實用新型的施工工藝成熟、機械化程度高、可以大面積施工、進行工業化生產，產量高；經濟實惠、性價比高、能利用現有的施工質量保證體系進行生產過程監督，質量穩定、檢測方便，在降低地源熱泵系統造價的同時，提高熱泵系統質量的穩定性；因此，本實用新型的技術方案是未來地熱利用技術的發展趨勢，將作為未來以衝積地質地貌為特徵地區的主要空調米暖系統形式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明:
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1所示結構的俯視圖。
[0018]圖中標記為:
[0019]1、混凝土管樁，2、縱向結構鋼筋，3、螺旋箍筋，4、換熱管，5、供水管，6、回水管，7、樁頂柱帽，8、換熱管引出端。
【具體實施方式】
[0020]如圖1、圖2所示，本實用新型的結構是採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁。所述的混凝土管樁I設有鋼筋骨架，所述的鋼筋骨架包括縱向結構鋼筋2、螺旋箍筋3。
[0021]本實用新型的混凝土管樁是以充分承受建築物重量負荷為目的的高強度的承載樁(也稱作為能量樁)。
[0022]為了解決現有技術存在的問題並克服其缺陷，實現通過混凝土管柱承載建築物負荷，同時通過混凝土管柱採集地熱，實現可再生能源的充分利用的發明目的，本實用新型採取的技術方案為:
[0023]如圖1所示，本實用新型的採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁I中設有換熱管4，所述的換熱管4設在鋼筋骨架上。
[0024]利用高強度混凝土管樁的結構和空間設置換熱管，形成高強度結構的換熱管樁，以較小的投資成本，最大限度地利用可再生能源——地熱資源，減少化石燃料的消耗。
[0025]本實用新型的混凝土預應力能量樁具有施工工藝成熟、機械化程度高、可以大面積施工、經濟實惠、性價比高、能利用現有的施工質量保證體系監督等特點，因此，上述技術方案是未來空調系統能源利用和能量轉化的新型系統形式。
[0026]如圖2所示，本實用新型中的換熱管4包括供水管5和回水管6，所述的換熱管4呈螺旋狀，卷繞在鋼筋骨架外圈上，並隨鋼筋骨架一道，通過混凝土離心澆注固定成形；所述的回水管6在鋼筋骨架內縱向穿過。
[0027]具體的結構尺寸為:
[0028]混凝土管樁I的總長度為15m ;換熱管總長150m,在管樁的圈數為78圈；圈間距為190mmo
[0029]所述的換熱管4的材料為PE聚乙烯。
[0030]把聚乙烯(PE)管螺旋盤繞在混凝土預應力管樁的鋼筋骨架上，隨其一起離心成型，按照凝土預應力樁的生產工藝，加工成混凝土預應力能量樁
[0031]上述結構的工作原理是:
[0032]供水管5中的溫度較低的流體向下流動，在流動過程中，通過螺旋狀的較長的路徑，充分吸收地下的熱量，溫度不斷上升，到達混凝土管樁I最底部後，與供水管5構成一個整體管路的回水管6，直線向上，從混凝土管樁I的頂部引出，高溫流體將熱量傳送至用戶端。
[0033]換熱管4的規格為De20 ;承壓標準為Pgl.2MPa。
[0034]為了減少熱量的散失，所述的回水管6的外表面設有保溫管，所述的保溫管的材料為PUV塑料管。保溫管的規格為De32。
[0035]所述的換熱管4的兩端為換熱管引出端8，所述的換熱管引出端8設在所述的混凝土管樁I頂部的樁頂柱帽7上。
[0036]混凝土預應力能量樁可以進行工業化製作，用生產線每道工序流水化操作、質量穩定、檢測方便，產量高，在降低地源熱泵系統造價的同時，提高熱泵系統質量的穩定性。為減少化石燃料的消耗提供了有效方法，形成混凝土預應力樁內埋管的地源熱泵技術體系，將作為未來以衝積地質地貌為特徵地區的主要空調採暖系統形式。
[0037]在建築的施工現場，按照結構體系要求和建築負荷需求，將本實用新型的混凝土管樁I按照結構專業技術要求，用成熟的施工方法和機械，壓入地下吃力層的深度，換熱管樁按照專業技術要求同時施工，形成建築物的結構承載力體系和地下溫度場換熱場，樁體之間通過幹管管道連接，送至空調主機房內，與地源側分水器、集水器以及地源側循環泵、用戶(空調)側循環泵與熱泵主機連接，形成完整的空調熱泵系統。用水(或液體混合物)為載體把地下溫度場可利用的溫差能量，通過熱泵主機轉換成用於建築物供暖、空調和供熱的能量。
[0038]以上結合附圖對本實用新型進行了示例性描述。顯然，本實用新型具體實現並不受上述方式的限制。只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案所進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，所述的混凝土管樁(I)設有鋼筋骨架，所述的鋼筋骨架包括縱向結構鋼筋(2)、螺旋箍筋(3)，其特徵在於:所述的混凝土管樁(I)中設有換熱管(4)，所述的換熱管(4)設在鋼筋骨架上。
2.根據權利要求1所述的採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，其特徵在於:所述的換熱管(4)包括供水管(5)和回水管(6)，所述的換熱管(4)呈螺旋狀，卷繞在鋼筋骨架外圈上，並隨鋼筋骨架一道，通過混凝土離心澆注固定成形；所述的回水管(6)在鋼筋骨架內縱向穿過。
3.根據權利要求1所述的採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，其特徵在於:所述的換熱管⑷的材料為PE聚乙烯。
4.根據權利要求2所述的採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，其特徵在於:所述的回水管(6)的外表面設有保溫管，所述的保溫管的材料為PUV塑料管。
5.根據權利要求2所述的採用地源熱泵技術的預應力混凝土承載管樁，其特徵在於:所述的換熱管(4)的兩端為換熱管引出端(8)，所述的換熱管引出端(8)設在所述的混凝土管樁(I)頂部的樁頂柱 帽(7)上。
【文檔編號】E02D5/58GK203782698SQ201420178393
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月5日 優先權日:2014年4月5日
【發明者】陳壯武, 吳國慶, 龍君 申請人:陳壯武, 吳國慶, 龍君