一种预制能量桩应用结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种预制能量桩应用结构，包含连接于基础下的中空桩，设置于中空桩内部的交换液，连接于中空桩桩顶的封闭装置，连接于室内的热交换器、封闭装置和交换液之间的热交换管，以及连接于封闭装置和交换液之间辅助管；中空桩包含中空状的桩身和连接于桩身底端的桩尖。本实用新型专利技术通过在中空桩内设置交换液，使其避免了热交换管与桩身间产生裂缝和热量损失；通过设置封闭装置，一方面与基础纵筋连接或设置褥垫层，增强了安装结构的一体性，另一方面通过设置交换管孔和连接孔，便于热交换管和辅助管的安装；且密封层、密封圈以及隔热层的设置，均利于地热能量的储存。

【技术实现步骤摘要】
一种预制能量桩应用结构
本技术属于地下桩体技术施工领域，特别涉及一种预制能量桩应用结构。
技术介绍
地源热泵（Groundsourceheatpump）是以地源能为供能主体，提供夏季制冷、冬季供暖的能源。由于地源热泵利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，而地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在；这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式、环境效益显著；且可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖制冷。在20世纪80年代，工程界曾把换热管置于钢筋混凝土桩基内，被称之为桩基埋管地热换热器，也被称之为能源桩。目前常用的能源桩基桩为钢筋混凝土桩，因埋管与钢筋混凝土桩直接接触，混凝土在长时间温差和外部环境作用下，其化学和力学稳定性较差，并且与换热管的热膨胀系数不同，易产生伸缩缝和局部变形，不易长期使用；有的能源桩为中空设计，埋管与桩体间存在空气层；由于空气薄膜的存在，使得能源桩导热的效率大幅度下降，而且混凝土的热容低，宜导致温度不稳定。还有的为现场浇筑桩体，存在现场污染大，泥浆难以处理等不足；或有的能量桩体不易操作且承载力低。
技术实现思路
本技术提供了一种预制能量桩应用结构，用以解决能量桩在长时间使用时易产生裂缝和变形、利用效率低、以及承载小等技术问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种预制能量桩应用结构，包含连接于基础下的中空桩，设置于中空桩内部的交换液，连接于中空桩桩顶的封闭装置，连接于室内的热交换器、封闭装置和交换液之间的热交换管，以及连接于封闭装置和交换液之间的辅助管；所述封闭装置包含连接于中空桩桩顶的封堵件、连接于封堵件内部的封堵件纵筋和封堵件箍筋、以及设置在封堵件上的交换管孔和连接孔；所述连接孔对应辅助管设置且至少设置有一个，辅助管包含监测管和/或抽注管以及监测抽注一体管。进一步的，所述热交换管为不透水导热材料制成，热交换管自封闭装置上交换管孔穿进，从另一交换管孔穿出，热交换管端部位于交换液中。进一步的，所述热交换管中注入水，水在热交换管和室内的热交换器间循环；所述热交换管置入交换液中的面积和长度适应热交换管中注入水温度变化循环所需经历的面积和长度。进一步的，所述热交换管在交换液中呈U形、多级U形、W形或螺旋形布置；所述交换液为水，交换液的液面标高为地下土层稳定温度为0℃及以上深度处。进一步的，所述中空桩包含中空状的桩身和连接于桩身底端的桩尖。进一步的，所述桩身涂刷有防水涂料或桩身与交换液间设置有防渗层；所述防渗层包含防渗套筒、防渗膜或防渗薄膜。进一步的，所述桩身为混凝土管桩、钢管桩、钢筋混凝土管桩或预应力钢筋混凝土管桩；所述桩尖与桩身一体预制、焊接或现场浇筑；或桩身由多段拼装组成，拼装处通过端头钢板焊接或者栓焊结合，并在连接处设置防水和/或防腐层。进一步的，所述封堵件尺寸适应中空桩尺寸，封堵件通过混凝土浇筑预制而成；所述封堵件与中空桩连接面处设置有密封涂层、连接顶部设置有密封圈，封堵件底部设置有隔热层；或封堵件通过混凝土现场浇筑而成。进一步的，所述封堵件纵筋和封堵件箍筋均间隔布置，所述封堵件纵筋锚入基础内部；或所述封堵件纵筋顶部与封堵件顶部齐平，封堵件与基础间设置有褥垫层。进一步的，所述中空桩在室内的基础范围内间隔布置，中空桩包含承力和非承力两组，承力的中空桩的实际承载强度大于或等于设计承载强度。本技术的有益效果体现在：1）本技术通过在中空桩内设置交换液，使得热交换管不与桩身直接接触，避免了热交换管与桩身间产生裂缝；且交换液由水组成，水的比热容大易于储存地热能量，避免热量损失；2）本技术通过设置封闭装置，一方面与基础纵筋连接或设置褥垫层，增强了安装结构的一体性，另一方面通过设置交换管孔和连接孔，便于热交换管和辅助管的安装；且封闭装置密封层、密封圈以及隔热层的设置，均利于地热能量的储存；3）本技术通过辅助管的设置，利于在使用中对中空桩内的交换液液面进行监测、以及在长时间使用后对交换液进行更换或补充；本技术，通过中空桩中注入交换液的设计，有效提升热交换率，避免长期形成的空气层，导致导热性大幅度下降，可保证能量的储存，减少施工成本；且本体系易于安装，施工便捷且利于节能环保；本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解；本技术的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。附图说明图1是预制能量桩应用结构施工示意图；图2是中空桩桩身横向剖面示意图；图3是中空桩桩尖结构示意图a；图4是中空桩桩尖结构示意图b；图5是封闭装置连接结构示意图a；图6是封闭装置连接结构示意图b；图7是封闭装置横向剖面示意图。附图标记：1-室内、2-基础、3-中空桩、31-桩身、311-混凝土、312-桩箍筋、313-桩纵筋、32-桩尖、4-交换液、5-热交换管、6-辅助管、7-封闭装置、71-封堵件、72-封堵件纵筋、73-封堵件箍筋、74-交换管孔、75-连接孔、8-褥垫层、9-防渗层。具体实施方式如图1所示，一种预制能量桩应用结构，包含连接于基础2下的中空桩3、设置于中空桩3内部的交换液4，连接于中空桩3桩顶的封闭装置7，连接于室内1的热交换器、封闭装置7和交换液4之间的热交换管5，以及连接于封闭装置7和交换液4之间辅助管6；中空桩3包含中空状的桩身31和连接于桩身31底端的桩尖32，桩身31与交换液4间设置有防渗层9；防渗层9包含防渗涂料层、防渗膜或防渗薄膜。如图2所示，中空桩3为钢筋混凝土管桩、桩身31通过桩箍筋312和桩纵筋313绑扎成钢筋笼并浇筑混凝土311而成；此外，中空桩3还可为钢管桩。如图3和图4所示，桩尖32为钢制或混凝土311一体预制。中空桩3在室内1的基础2范围内间隔布置，中空桩3包含承力和非承力两组，承力的中空桩3的实际承载强度大于或等于设计承载强度。在地热设计安装较深之处，单段中空桩3不能满足深度需求，将桩身31由多段预应力钢筋混凝土管桩组成，预应力钢筋混凝土管桩之间采用端头钢板焊接或者栓焊结合，其中，钢板采用不锈钢或耐候钢；并设置防水和防腐层，防止液体渗漏和腐蚀破坏。本实施例中，热交换管5为不透水导热的金属材料制成，热交换管5在交换液4中呈U形布置、此外还可为多级U形、W形或螺旋形布置。热交换管5自封闭装置7上交换管孔74穿进，从另一交换管孔74穿出，热交换管5端部位于交换液4中。应用时，在热交换管5中注入水，水在热交换管5和室内1的热交换器间循环，热交换管5中的水在室内1时释放热量或吸收室内1热量，并与地下土体的热量进行交换，由于地下土体的温度稳定，利于室内1的制冷或保温。对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制能量桩应用结构，其特征在于，包含连接于基础（2）下的中空桩（3），设置于中空桩（3）内部的交换液（4），连接于中空桩（3）桩顶的封闭装置（7），连接于室内（1）的热交换器、封闭装置（7）和交换液（4）之间的热交换管（5），以及连接于封闭装置（7）和交换液（4）之间的辅助管（6）；/n所述中空桩（3）包含中空状的桩身（31）和连接于桩身（31）底端的桩尖（32）；/n所述封闭装置（7）包含连接于中空桩（3）桩顶的封堵件（71）、连接于封堵件（71）内部的封堵件纵筋（72）和封堵件箍筋（73）、以及设置在封堵件（71）上的交换管孔（74）和连接孔（75）；所述连接孔（75）对应辅助管（6）设置且至少设置有一个，辅助管（6）包含监测管和/或抽注管以及监测抽注一体管。/n

【技术特征摘要】
1.一种预制能量桩应用结构，其特征在于，包含连接于基础（2）下的中空桩（3），设置于中空桩（3）内部的交换液（4），连接于中空桩（3）桩顶的封闭装置（7），连接于室内（1）的热交换器、封闭装置（7）和交换液（4）之间的热交换管（5），以及连接于封闭装置（7）和交换液（4）之间的辅助管（6）；
所述中空桩（3）包含中空状的桩身（31）和连接于桩身（31）底端的桩尖（32）；
所述封闭装置（7）包含连接于中空桩（3）桩顶的封堵件（71）、连接于封堵件（71）内部的封堵件纵筋（72）和封堵件箍筋（73）、以及设置在封堵件（71）上的交换管孔（74）和连接孔（75）；所述连接孔（75）对应辅助管（6）设置且至少设置有一个，辅助管（6）包含监测管和/或抽注管以及监测抽注一体管。


2.如权利要求1所述的一种预制能量桩应用结构，其特征在于，所述热交换管（5）为不透水导热材料制成，热交换管（5）自封闭装置（7）上交换管孔（74）穿进，从另一交换管孔（74）穿出，热交换管（5）端部位于交换液（4）中。


3.如权利要求2所述的一种预制能量桩应用结构，其特征在于，所述热交换管（5）中注入水，水在热交换管（5）和室内（1）的热交换器间循环；所述热交换管（5）置入交换液（4）中的面积和长度适应热交换管（5）中注入水温度变化循环所需经历的面积和长度。


4.如权利要求3所述的一种预制能量桩应用结构，其特征在于，所述热交换管（5）在交换液（4）中呈U形、多级U形、W形或螺旋形布置；所述交换液（4）为水，交换液（4）的液面标高为地下土层稳定温度为0℃及以上深度处。


5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚攀峰，
申请(专利权)人：北京峰筑工程技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11