一种埋设于预制管桩桩内的传热管及其埋设方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑粧基础和地源热栗技术领域，尤其涉及一种埋设于预制管粧粧内的传热管及其埋设方法。
【背景技术】
[0002]地源热栗技术，是一种高效节能利用浅层地热资源的技术形式。作为地源热栗重要组成部分，传热管的埋设成功与否对传热效率会产生重要影响。将粧基础作为地下埋管的载体，实现承受上部荷载和传热两项功能相结合的能量粧技术，近年来逐渐得到科研人员的广泛关注。根据粧基施工工艺的不同，粧埋管地源热栗技术主要可分为灌注粧内埋设和预制管粧中埋设两种。
[0003]发明专利“一种PCC能量粧及制作方法”（专利号：ZL201210298385. 5)公开了一种在现浇大直径管粧内部空腔内注满导热液体，然后插入开口式或者封闭式传热管的埋管形式；该技术方法可以提高换热效率，不过开挖PCC粧粧芯土工作量相对较大。
[0004]发明专利“一种六边形预制能量粧及其制作方法”（【申请号】201310442139. 7)公开了一种在预制粧预制过程中粧体埋设传热管的制作方法；该技术方案提高了现场施工效率，不过也增加了预制的难度。
[0005]发明专利“一种热交换空心粧及其施工方法”（【申请号】201510057071. X)公开一种开口空心粧粧芯土中埋设地源热栗传热管的施工方法；该技术方案有效解决了传热管埋管深度控制问题、以及粧芯土回填过程不易控制粧芯土的回填密实度从而影响传热效率的问题，但是传热管在埋设过程中可能被拉断，或者为保证传热管不被拉断需要增加传热管强度从而造成造价增高；且该方法没有解决粧顶位置竖向传热管与上部水平传热管的连接处理问题。
[0006]预制管粧粧内埋设传热管通常存在如下两个技术难题：⑴预制粧体内有泥浆、土体甚至杂物等，传热管无法有效布置到设计深度及达到设计的粧埋管形式；（2)预制管粧与上部承台或筏板连接时，传热管容易损坏；即通过在粧芯部分注入一定深度混凝土，并通过插入钢筋与上部结构锚固连接，会造成在预制粧体顶部的竖向传热管与水平传热的连接困难。
[0007]目前预制管粧内埋设传热管的传统施工工艺都面临上述两个技术难题；同时粧芯土回填过程不易控制粧芯土的回填密实度从而影响传热效率。因此，开发一种技术合理、经济高效的预制管粧内埋设地源热栗传热管的技术显得尤为必要。
【发明内容】
[0008]发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种技术合理、经济高效的预制管粧内埋设地源热栗传热管技术。
[0009]技术方案：本发明所述的一种埋设于预制管粧粧内的传热管，包括若干并排放置的预制管粧、传热管组件和栗机组；预制管粧的底部封底密封，预制管粧顶部两侧开设有斜向孔，管粧内壁上设有销钉，销钉上放置有钢板，钢板上绑扎有钢筋结构；所述传热管组件包括水平传热管和竖向传热管，水平传热管的一端与竖向传热管相连通，水平传热管的另一端连接于栗机组，且竖向传热管的另一端也连接于栗机组，同时，水平传热管通过钢筋结构埋设固定，竖向传热管的埋管部分穿过斜向孔后通过钢筋支架固定于预制管粧的粧内；各个预制管粧内部的传热管组件的连接方式包括串联与并联。
[0010]进一步的，所述预制管粧的粧底与钢筋混凝土预制在一起；预制管粧为预应力混凝土管粧，预制管粧粧身外径为600?800mm，内径为300?400mm，预制管粧粧身的长度为7 ?12m0
[0011]进一步的，所述斜向孔为圆形孔，孔径为25?40mm，每个斜向孔呈内低外高设置且倾斜角度为0?60°，斜向孔在管粧粧内壁的七点距离粧顶400?800mm，两个斜向孔呈
V型对称设置。
[0012]进一步的，所述水平传热管与竖向传热管均为聚乙烯制管；当各个预制管粧水平内部的传热管组件串联时，水平传热管与竖向传热管相同，外径均为20?40mm，壁厚为5?8mm ;当各个预制管粧水平内部的传热管组件并联时，水平传热管外径为30?50mm，竖向传热管外径为20?40mm，二者的壁厚均为5?8mm ;竖向传热管的埋管部分的形状包括单U型、双U型、W型以及螺旋型。
[0013]进一步的，所述销钉由方形钢材制成，宽度和厚度均为20?30mm，长度为100?150mm，并且其销固在预制管粧中的长度为50?100mm，距离粧顶距离为200?300mm。
[0014]进一步的，所述钢板呈圆形，直径为300?400mm，厚度为5?10mm，与预制管粧内壁相切。
[0015]进一步的，所述钢筋支架包括四根竖向钢筋和四根径向钢筋；竖向钢筋的直径为10?20mm，两两等距离对称分布且两两之间的间距为200?300mm ;径向钢筋也两两等距离对称成“井”字分布，直径为10?20mm，长度与管粧内壁相切，长度为300?400mm，且等间距200?300mm沿竖向钢筋布置；竖向钢筋与径向钢筋连接节点处绑扎连接或焊接连接。
[0016]本发明还公开了一种埋设于预制管粧粧内的传热管的埋设方法：包括以下步骤：
[0017](1)预制管粧的预制过程：将钢筋混凝土底端与管粧底部预制在一起，并在管粧的粧顶侧向开斜向孔，斜向孔设置为内低外高；离管粧粧头200?300mm位置在粧内壁设置销钉；其它粧体预制过程与传统预制管粧一致；
[0018](2)钢筋支架绑扎及固定竖向传热管埋管形式：将四根竖向钢筋两两等距离对称设置，然后再将四根径向钢筋呈“井”字排布并分别在与竖向钢筋接触节点处绑扎或焊接；接着通过竖向传热管与竖向钢筋以及径向钢筋的绑扎，将竖向传热管的主体埋管部分（固定在钢筋支架上，其中，竖向传热管的主体埋管部分形状包括单U型、双U型、W型以及螺旋型；
[0019](3)沉粧：利用静压或振动方法，依次将各根预制管粧沉入土体并做好各管节之间的接粧工作；
[0020](4)埋设竖向传热管：完成所有预制管粧粧节施工后，挖开粧顶部分的粧周土，将粧顶管粧斜向孔清理干净；下放已绑扎竖向传热管的钢筋支架至设计深度处，并将竖向传热管从管粧的斜向孔穿出，在竖向传热管与管粧斜向孔进出接触处的竖向传热管外侧用海绵绑扎保护以防磨损；同时将竖向传热管暴露在管粧及上部结构外部分裹一层保温材料；
[0021](5)重复施工步骤（3)和（4)，完成多个预制管粧粧节及安放竖向传热管的施工，对竖向传热管进行通水调试，检验所埋设的竖向传热管的密封性；然后，在预制管粧内部灌入水或油作为传热管与预制管粧之间的传热介质；
[0022](6)进行上部结构及与预制管粧处连接处锚固施工：在预制粧顶部销钉上放置与管粧内壁等直径钢板，然后再绑扎锚固钢筋及上部结构钢筋，利用上述钢筋结构绑扎埋设水平传热管；然后，将竖向传热管穿进上部结构与水平传热管相接，其中，所述上部结构包括承台、筏和板；
[0023](7)上部结构施工：现浇混凝土填满销钉上部的管粧粧芯以及上部结构；
[0024](8)设置外部与水平传热管相连的集水器及栗机，将整个传热管系统进行通水调试，检验传热管的通水完整性；完成整体预制管粧内埋设传热管及其与水平传热管连接的施工。
[0025]进一步的，所述步骤（4)中的保温材料为多孔状或纤维状的保温材质，包括矿渣棉和聚苯乙稀泡沫塑料，其裹层厚度为5?10mm。
[0026]有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0027](1)本发明中的管粧粧底封底设置可以克服预制粧体内有泥浆导致竖向传热管无法有效布置到设计深度；