采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，所述的混凝土管桩(1)中设有换热管(4)，所述的换热管(4)设在钢筋骨架上。采用上述技术方案，利用高强度混凝土管桩的结构和空间设置换热管，最大限度地利用可再生能源——地热资源，减少化石燃料的消耗，减少资源的消耗和对环境的影响；施工工艺成熟、机械化程度高；经济实惠、性价比高、质量稳定、检测方便，在降低地源热泵系统造价的同时，提高热泵系统质量的稳定性；因此，本实用新型的技术方案是未来地热利用技术的发展趋势，将作为未来以冲积地质地貌为特征地区的主要空调采暖系统形式。
【专利说明】采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管粧
【技术领域】
[0001]本实用新型属于建筑基础结构的【技术领域】，涉及建筑结构的节能技术。具体地说，本实用新型涉及一种采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩。
【背景技术】
[0002]随着国家再生能源战略的实施，利用可再生能源替代常规能源成为一种趋势。大力发展可再生能源是落实国家提出的“建设节约型社会，发展循环经济”方针的主要手段之一，也是节能减排的重要手段。
[0003]地源热泵技术是利用可再生的浅层地质温度场、通过热泵机组实现对建筑物的供暖与空调，并能提供生活热水。主要应用于公共建筑、住宅、学校、医院等建筑物。
[0004]但是，现有技术中的地源热泵技术受造价、施工质量、地理条件和交叉施工的限制，对推广应用有一定的局限性。
[0005]近几年，国内有部分学者提出的建筑桩埋管的地源热泵技术，并在实践中获得成功。但是，由于我国地域辽阔，地质构造类型较多，因而需要解决以冲积地质地貌为特征地区的建筑结构桩埋管的问题。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供一种采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，其目的是通过混凝土管桩承载建筑物负荷，同时通过混凝土管柱采集地热，实现可再生能源的充分利用。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0008]本实用新型的采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，所述的混凝土管桩设有钢筋骨架，所述的钢筋骨架包括纵向结构钢筋、螺旋箍筋，所述的混凝土管桩中设有换热管，所述的换热管设在钢筋骨架上。
[0009]所述的换热管包括供水管和回水管，所述的换热管呈螺旋状，卷绕在钢筋骨架外圈上，并随钢筋骨架一道，通过混凝土离心浇注固定成形；所述的回水管在钢筋骨架内纵向穿过。
[0010]所述的换热管的材料为PE聚乙烯。
[0011]所述的回水管的外表面设有保温管，所述的保温管的材料为PUV塑料管。
[0012]所述的换热管的两端为换热管引出端，所述的换热管引出端设在所述的混凝土管桩顶部的桩顶柱帽上。
[0013]本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点:
[0014]利用高强度混凝土管桩的结构和空间设置换热管，以较小的投资成本，最大限度地利用可再生能源——地热资源，减少化石燃料的消耗，减少资源的消耗和对环境的影响；本实用新型的施工工艺成熟、机械化程度高、可以大面积施工、进行工业化生产，产量高；经济实惠、性价比高、能利用现有的施工质量保证体系进行生产过程监督，质量稳定、检测方便，在降低地源热泵系统造价的同时，提高热泵系统质量的稳定性；因此，本实用新型的技术方案是未来地热利用技术的发展趋势，将作为未来以冲积地质地貌为特征地区的主要空调米暖系统形式。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明:
[0016]图1为本实用新型的结构示意图；
[0017]图2为图1所示结构的俯视图。
[0018]图中标记为:
[0019]1、混凝土管桩，2、纵向结构钢筋，3、螺旋箍筋，4、换热管，5、供水管，6、回水管，7、桩顶柱帽，8、换热管引出端。
【具体实施方式】
[0020]如图1、图2所示，本实用新型的结构是采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩。所述的混凝土管桩I设有钢筋骨架，所述的钢筋骨架包括纵向结构钢筋2、螺旋箍筋3。
[0021]本实用新型的混凝土管桩是以充分承受建筑物重量负荷为目的的高强度的承载桩(也称作为能量桩)。
[0022]为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现通过混凝土管柱承载建筑物负荷，同时通过混凝土管柱采集地热，实现可再生能源的充分利用的发明目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0023]如图1所示，本实用新型的采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩I中设有换热管4，所述的换热管4设在钢筋骨架上。
[0024]利用高强度混凝土管桩的结构和空间设置换热管，形成高强度结构的换热管桩，以较小的投资成本，最大限度地利用可再生能源——地热资源，减少化石燃料的消耗。
[0025]本实用新型的混凝土预应力能量桩具有施工工艺成熟、机械化程度高、可以大面积施工、经济实惠、性价比高、能利用现有的施工质量保证体系监督等特点，因此，上述技术方案是未来空调系统能源利用和能量转化的新型系统形式。
[0026]如图2所示，本实用新型中的换热管4包括供水管5和回水管6，所述的换热管4呈螺旋状，卷绕在钢筋骨架外圈上，并随钢筋骨架一道，通过混凝土离心浇注固定成形；所述的回水管6在钢筋骨架内纵向穿过。
[0027]具体的结构尺寸为:
[0028]混凝土管桩I的总长度为15m ;换热管总长150m,在管桩的圈数为78圈；圈间距为190mmo
[0029]所述的换热管4的材料为PE聚乙烯。
[0030]把聚乙烯(PE)管螺旋盘绕在混凝土预应力管桩的钢筋骨架上，随其一起离心成型，按照凝土预应力桩的生产工艺，加工成混凝土预应力能量桩
[0031]上述结构的工作原理是:
[0032]供水管5中的温度较低的流体向下流动，在流动过程中，通过螺旋状的较长的路径，充分吸收地下的热量，温度不断上升，到达混凝土管桩I最底部后，与供水管5构成一个整体管路的回水管6，直线向上，从混凝土管桩I的顶部引出，高温流体将热量传送至用户端。
[0033]换热管4的规格为De20 ;承压标准为Pgl.2MPa。
[0034]为了减少热量的散失，所述的回水管6的外表面设有保温管，所述的保温管的材料为PUV塑料管。保温管的规格为De32。
[0035]所述的换热管4的两端为换热管引出端8，所述的换热管引出端8设在所述的混凝土管桩I顶部的桩顶柱帽7上。
[0036]混凝土预应力能量桩可以进行工业化制作，用生产线每道工序流水化操作、质量稳定、检测方便，产量高，在降低地源热泵系统造价的同时，提高热泵系统质量的稳定性。为减少化石燃料的消耗提供了有效方法，形成混凝土预应力桩内埋管的地源热泵技术体系，将作为未来以冲积地质地貌为特征地区的主要空调采暖系统形式。
[0037]在建筑的施工现场，按照结构体系要求和建筑负荷需求，将本实用新型的混凝土管桩I按照结构专业技术要求，用成熟的施工方法和机械，压入地下吃力层的深度，换热管桩按照专业技术要求同时施工，形成建筑物的结构承载力体系和地下温度场换热场，桩体之间通过干管管道连接，送至空调主机房内，与地源侧分水器、集水器以及地源侧循环泵、用户(空调)侧循环泵与热泵主机连接，形成完整的空调热泵系统。用水(或液体混合物)为载体把地下温度场可利用的温差能量，通过热泵主机转换成用于建筑物供暖、空调和供热的能量。
[0038]以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案所进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，所述的混凝土管桩(I)设有钢筋骨架，所述的钢筋骨架包括纵向结构钢筋(2)、螺旋箍筋(3)，其特征在于:所述的混凝土管桩(I)中设有换热管(4)，所述的换热管(4)设在钢筋骨架上。
2.根据权利要求1所述的采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，其特征在于:所述的换热管(4)包括供水管(5)和回水管(6)，所述的换热管(4)呈螺旋状，卷绕在钢筋骨架外圈上，并随钢筋骨架一道，通过混凝土离心浇注固定成形；所述的回水管(6)在钢筋骨架内纵向穿过。
3.根据权利要求1所述的采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，其特征在于:所述的换热管⑷的材料为PE聚乙烯。
4.根据权利要求2所述的采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，其特征在于:所述的回水管(6)的外表面设有保温管，所述的保温管的材料为PUV塑料管。
5.根据权利要求2所述的采用地源热泵技术的预应力混凝土承载管桩，其特征在于:所述的换热管(4)的两端为换热管引出端(8)，所述的换热管引出端(8)设在所述的混凝土管桩(I)顶部的桩顶柱 帽(7)上。
【文档编号】E02D5/58GK203782698SQ201420178393
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月5日 优先权日:2014年4月5日
【发明者】陈壮武, 吴国庆, 龙君 申请人:陈壮武, 吴国庆, 龙君