一种基于桩基埋管的地下强化换热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于桩基埋管的地下强化换热系统，解决的技术问题是传统地埋管换热系统钻井费用昂贵和占地面积大，桩基埋管因埋置浅，供热量受限。本实用新型专利技术包括能源桩和设置在相邻能源桩之间的若干个毛细管网，所述的能源桩包括能源桩换热管、钢筋笼和混凝土，能源桩换热管固定在钢筋笼内，能源桩换热管与钢筋笼之间的间隙内填充有混凝土。本实用新型专利技术大幅度降低了埋管的占地面积，且省去了钻井工艺，降低了投资成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于桩基埋管的地下强化换热系统
本技术涉及暖通空调
的地源热泵地下换热系统，具体涉及一种可强化换热，增加换热量的基于桩基埋管的地下换热系统。
技术介绍
地源热泵作为一种清洁无污染、高效节能、可再生能源利用技术，可减少人类对化石燃料的依赖，被视为替代传统能源的新能源。许多国家将其与空调、采暖及生活用水的能源利用技术相结合，被美国环境保护署（EPA）称为最节能和环保的空调技术。但地下换热系统占地面积大及高昂的初投资是土壤源热泵发展的主要障碍。桩基埋管式土壤源热泵是利用建筑本身的桩基代替了传统的钻井工序，大幅度降低了土壤源热泵的初投资。因桩基内设置的换热管周围采用混泥土填筑，提高了回填料的传热性能，有利于系统的高效换热。但因受桩基埋设深度的影响，换热量受限，不足以成为地下换热系统的主要应用形式。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是传统地埋管换热系统钻井费用昂贵和占地面积大，桩基埋管因埋置浅，供热量受限，提供一种可增加换热面积，提高埋管换热量及换热效率的基于桩基埋管的地下强化换热系统。为解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案：一种基于桩基埋管的地下强化换热系统，包括能源桩和设置在相邻能源桩之间的若干个毛细管网，所述的能源桩包括能源桩换热管、钢筋笼和混凝土，能源桩换热管固定在钢筋笼内，能源桩换热管与钢筋笼之间的间隙内填充有混凝土。所述的毛细管网包括毛细管供水管和毛细管回水管，毛细管供水管和毛细管回水管之间设有毛细管管排，毛细管管排包括若干根毛细管，毛细管的两端分别与毛细管供水管和毛细管回水管连通。所述的能源桩换热管包括换热管进水管、换热管出水管和设置在换热管进水管和换热管出水管之间的螺旋形换热管。所述的螺旋形换热管与毛细管管网为并联连接。所述的若干个毛细管网的毛细管回水管之间串联后与换热管进水管、换热管出水管并联连接。所述的能源桩换热管为聚乙烯（HDPE）换热管，所述的毛细管管排为聚丙烯（PP）管。所述的毛细管网为单层敷设的水平毛细管网。所述的毛细管网为多层敷设或水平敷设，相邻层毛细管网层之间回填有混凝土I。所述的毛细管网为垂直敷设的毛细管网。本技术是一种提高地热能利用率及增加换热量的土壤源热泵高效地下换热系统，其有益效果是：以基于桩基埋管换热系统的能源桩为建筑的桩基，毛细管网敷设于建筑底板下，大幅度降低了埋管的占地面积，且省去了钻井工艺，降低了投资成本；基于传统的桩基埋管换热系统存在桩基浅，换热量受限的问题，通过水平或垂直敷设不同数量的毛细管网增加换热量，满足建筑所需负荷；毛细管网因管径小、换热面积大，提高换热效率，且毛细管网的垂直热作用半径小，可进行多层间隔叠放敷设。附图说明图1是本技术毛细管网水平多层敷设结构示意图；图2是本技术毛细管网竖直敷设结构示意图；图3是本技术毛细管网结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1至图3所示，本技术包括能源桩1和设置在相邻能源桩1之间的若干个毛细管网2，所述的能源桩1包括能源桩换热管3、钢筋笼4和混凝土5，能源桩换热管3固定在钢筋笼4内，能源桩换热管3与钢筋笼4之间的间隙内填充有混凝土5。毛细管网具有管径小、换热能力强、热作用半径小及造价低等优点，且毛细管网栅高性能、寿命长、运行安全、无污染，适合作为土壤源热泵前端地下换热装置。所述的毛细管网2包括毛细管供水管8和毛细管回水管9，毛细管供水管8和毛细管回水管9之间设有毛细管管排10，毛细管管排10包括若干根毛细管，毛细管的两端分别与毛细管供水管8和毛细管回水管9连通。所述的能源桩换热管3包括换热管进水管6、换热管出水管7和设置在换热管进水管6和换热管出水管7之间的螺旋形换热管31。所述的螺旋形换热管31与毛细管管网2为并联连接。所述的若干个毛细管网2的毛细管回水管9之间串联后与换热管进水管6、换热管出水管7并联连接。所述的能源桩换热管3为聚乙烯（HDPE）换热管，所述的毛细管管排10为聚丙烯（PP）管。本技术所毛细管供水管8和毛细管回水管9采用（PE、PVC、PPR）材料制作所述的毛细管网2为单层敷设的水平毛细管网。所述的毛细管网2为多层敷设或水平敷设的，相邻层毛细管网2层之间回填有混凝土I。在建筑底板下部一定深度基坑内，对地面进行整平，采用混凝土浆液垫层后敷设毛细管网2。毛细管网采用多层叠放间隔敷设时，层与层之间采用混凝土I填筑，且各层毛细管网以并联方式连接，毛细管供水管8和毛细管回水管9分别与能源桩换热管进水管6和换热管出水管7以并联方式连接。毛细管网水平或垂直敷设的层数及面积应根据建筑设计负荷及能量桩提供的换热量进行计算确定。其具体实施例与上述多层相同。所述的毛细管网2为垂直敷设的毛细管网。根据建筑所需负荷敷设毛细管网2，毛细管网可根据具体条件按如图1水平敷设或如图2所示垂直敷设。本技术具体实施步骤如下：利用钻机，按施工设计及规范钻孔，并采用泥浆护壁方式钻至桩基孔壁成型；在地面上制作钢筋笼4，并将螺旋形换热管31固定于钢筋笼4内，对换热管进水管6和换热管出水管7管口采用端帽密封保护，严禁杂物进入换热管内，换热管3为聚乙烯（HDPE）管；桩基内的螺旋形换热管仅作为本技术的最佳实施例，而非对其限制，即也可选W型、单U型、双U型并联、3U并联及不同数量U型串联的换热管形式。将钢筋笼4放于桩基井孔内，灌注混凝土5回填至灌注桩桩顶，放置一定时间，待凝固成型。根据建筑设计负荷及能量桩1所提供的换热量，确定毛细管网2的敷设面积。在建筑底板下部一定深度基坑内，对地面进行整平，采样混凝土浆液垫层后敷设毛细管网2，将毛细管供水管8和毛细管回水管9分别与能源桩换热管进水管6和换热管出水管7以并联方式连接。最后，采用相应的回填材料进行回填并夯实。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于桩基埋管的地下强化换热系统，其特征在于：包括能源桩（1）和设置在相邻能源桩（1）之间的若干个毛细管网（2），所述的能源桩（1）包括能源桩换热管（3）、钢筋笼（4）和混凝土（5），能源桩换热管（3）固定在钢筋笼（4）内，能源桩换热管（3）与钢筋笼（4）之间的间隙内填充有混凝土（5）。

【技术特征摘要】
1.一种基于桩基埋管的地下强化换热系统，其特征在于：包括能源桩（1）和设置在相邻能源桩（1）之间的若干个毛细管网（2），所述的能源桩（1）包括能源桩换热管（3）、钢筋笼（4）和混凝土（5），能源桩换热管（3）固定在钢筋笼（4）内，能源桩换热管（3）与钢筋笼（4）之间的间隙内填充有混凝土（5）。2.根据权利要求1所述的基于桩基埋管的地下强化换热系统，其特征在于：所述的毛细管网（2）包括毛细管供水管（8）和毛细管回水管（9），毛细管供水管（8）和毛细管回水管（9）之间设有毛细管管排（10），毛细管管排（10）包括若干根毛细管，毛细管的两端分别与毛细管供水管（8）和毛细管回水管（9）连通。3.根据权利要求2所述的基于桩基埋管的地下强化换热系统，其特征在于：所述的能源桩换热管（3）包括换热管进水管（6）、换热管出水管（7）和设置在换热管进水管（6）和换热管出水管（7）之间的螺旋形换热管（31）。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘寅，徐森森，曹力锋，秦志刚，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：新型
国别省市：河南,41