一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置，四通阀(5)的四个接口分别与室内换热器(1)、压缩机(3)、地埋管(4)和油分离器(7)连接；干燥过滤器(6)共有两个，两个干燥过滤器(6)之间设有节流装置(2)；每个干燥过滤器(6)的端部均串联有四个截止阀，地埋管(4)与一个干燥过滤器(6)连接。本实用新型专利技术降低了工程造价，有利于清洁能源在山区农村地区的推广，也有助于推动山区取暖方式的改进。改进。改进。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置


[0001]本技术涉及一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置,该装置涉及用于固定地基的人工挖孔扩底灌注桩技术，特别适合于山区农村地区，冬季取暖或取暖清洁路线改造。

技术介绍

[0002]当前，全球变暖和能源资源枯竭问题日益严重，因此，全球所有领域都需要节能和有效利用能源。土壤源热泵系统通过埋管换热器实现建筑物内部与土壤层热量交换，从而实现室内温度调节的要求。消耗少量的电能即可实现从低品位能源向高品位能源转换，缓解热岛效应的同时还能减少污染物的排放，节能减排，清洁环保，但因为其需要的空间较大，且钻孔费较高，限制了这一技术的发展。
[0003]在地基因土壤性质而脆弱的地区建造房屋或建筑物时，必须打地桩以支撑建筑物。在这种情况下，如果将地源热泵的地下换热器插入基桩中，地下的热量很容易地通过基桩释放和提取。最后与常规方法相比，可以降低钻孔的初始成本。目前，人工挖孔桩施工工艺简单，不需要大型机械设备。可多桩同时进行，施工速度相对较快，节省设备投资，降低工程造价。传统的中央空调寿命一般在12 年左右，而土壤源热泵的地下换热系统由于采用高强度的材料，埋地寿命可达 50年。
[0004]目前，山区建筑为防止滑坡在打地基时深度在20
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30米左右，满足所选择的直膨式地源热泵系统所需的地下热源选择的深度要求。将人工挖孔扩底灌注桩和直膨式地源热泵系统结合可以很大程度地减少工程成本。此外，山区农村地区楼房数量较少，房屋较为稀疏，可以解决地源热泵占地面积大的问题。

技术实现思路

[0005]本技术涉及一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置。冬季，山区居民迫切需要相关的供暖措施。本技术主旨便是基于人工挖孔扩底灌注桩技术和直膨式土壤源热泵在山区的结合为北京山区居民提供清洁的取暖技术路线。该技术的优势在于：直膨式土壤源热泵无论与间接式土壤源热泵还是传统的空气源热泵相比都有着明显的优势。人工挖孔桩施工工艺简单，不需要大型机械设备。可多桩同时进行，施工速度相对较快，节省设备投资，降低工程造价。传统的中央空调寿命一般在12年左右，而土壤源热泵的地下换热系统由于采用高强度的材料，埋地寿命可达50年。将山区建房所需的打桩与直膨式土壤源热泵结合，可以很大程度地节约工程成本。
[0006]为实现上述目的，本技术采取如下两种技术方案：
[0007]一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置，该装置包括室内换热器 1、节流装置2、压缩机3、地埋管4、四通阀5、干燥过滤器6和油分离器7。
[0008]四通阀5的四个接口分别与室内换热器1、压缩机3、地埋管4和油分离器 7连接；干燥过滤器6共有两个，两个干燥过滤器6之间设有节流装置2；每个干燥过滤器6的端部均串
联有四个截止阀，地埋管4与一个干燥过滤器6连接。
[0009]进一步地，在本技术制作中因需要较多的制冷剂，为了保证压缩机3 正常工作，减少制冷剂蒸汽带走的润滑油，需要在压缩机3的出口设置一个油分离器7，以便于收集被过热制冷剂蒸气带走的润滑油。其中油分离器7加在压缩机3的出口处。
[0010]进一步地，第一个干燥过滤器6的端部串联有截止阀b、截止阀c、截止阀 d和截止阀a；第二个干燥过滤器6的端部串联有截止阀f、截止阀g、截止阀h 和截止阀e。截止阀a和截止阀b分别设置在第一个干燥过滤器6的两端；截止阀e和截止阀f分别设置在第二个干燥过滤器6的两端。截止阀b与截止阀c之间与节流装置2的一端连接，截止阀h和截止阀e之间与节流装置2的另一端连接。本技术制作中为过滤系统中的有害物质，从而保护如节流装置和压缩机等重要部件，使用液管式干燥过滤器并通过四个单向阀分别对制冷、制热系统中的干燥过滤器进行调控。干燥过滤器加在冷凝器和节流装置之间，由图1中在夏季循环中来自地埋管的制冷剂液体流经干燥过滤器，通过打开截止阀a、截止阀 b、截止阀g、截止阀h，关闭截止阀c、截止阀d、截止阀e、截止阀f、制冷剂通过第一个干燥过滤器6过滤掉多余的杂质，再经过节流装置变成低温低压的液体，然后进入房屋中的蒸发器；由图1中，在冬季循环中来自室内换热器的制冷剂液体流经干燥过滤器，打开截止阀c、截止阀d、截止阀e、截止阀f，关闭截止阀a、截止阀b、截止阀g、截止阀h，再通过第二个干燥过滤器6过滤掉多余的杂质后进入节流装置。
[0011]本技术制作中，第一种技术方案针对于实心的扩底灌注桩，地埋管的固定部分包括混凝土12、用于固定的钢筋笼9、弯头、尼龙绳等部件。其中尼龙绳将地埋管绑在钢筋笼9的内侧，并用混凝土12浇灌。在钻孔内叉排放置三个U 型地埋管13，并将三个U型地埋管13并联。本方案中的地埋管4包括混凝土 12、用于固定的钢筋笼9、弯头、尼龙绳和U形PE管10。
[0012]本技术制作中第二种技术方案针对空心的扩底灌注桩，空心灌注桩采用空心碳钢管19作为支撑结构，然后将传热管16放入空心碳钢管19中。为了提升传热管16的换热效果，在空心碳钢管的空心部分注入水，传热管16为U形铜管。U形传热管16的换热侧采用三管并联，另一侧用保温层15包裹，以防止热量的丢失。本方案中提到的地埋管4包括扩地灌注桩的空心碳钢管19、水17、传热管16(U型铜管)、保温层15。
[0013]本技术制作中，第一种技术方案针对于实心的扩底灌注桩，PE管10与钢筋笼9捆绑在一起，形成的换热方式是管内的制冷剂与混凝土12进行换热，混凝土12再与周围的土壤11换热。因为灌注桩的孔径较大，可以同时放置多组 U型PE管10，并在桩身内部并联聚拢后引出桩基外侧，本技术采用尼龙绳将PE管10绑在钢筋笼9的内侧。通过这种方式，可以充分利用混凝土12巨大的换热面积及其良好的导热性能，使PE管10换热能力得到提升。但是，要注意的是，浇筑混凝土12时需要对PE管10进行保护，因此用尼龙扎带固定PE 管10的点设置在钢筋笼9焊接点处，防止灌注时PE管10滑动。
[0014]本技术制作采用桩基埋管式地源热泵系统，与普通的地埋管地源热泵系统不同，这种方式不需要额外打孔，无需要额外的占地面积，将地埋管4与建筑桩基结合，将PE管固定在桩基钢筋笼9上无需额外占地面积。
[0015]本技术制作中第二种技术方案针对空心的扩底灌注桩，空心灌注桩采用空心碳钢管19，空心部分注入水17，同时将传热管16放入空心碳钢管19的水 17中。
附图说明
[0016]图1是直膨式土壤源热泵系统图。
[0017]图2.1是第一种技术方案地埋管构造图(正面)。
[0018]图2.2是第一种技术方案地埋管构造图(俯视)。
[0019]图3.1是第二种技术方案地埋管构造图(正面)。
[0020]图3.2是第二种技术方案地埋管构造图(俯视)。
具体实施方式
[0021]以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
[0022]实施例一
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置，其特征在于：四通阀(5)的四个接口分别与室内换热器(1)、压缩机(3)、地埋管(4)和油分离器(7)连接；干燥过滤器(6)共有两个，两个干燥过滤器(6)之间设有节流装置(2)；每个干燥过滤器(6)的端部均串联有四个截止阀，地埋管(4)与一个干燥过滤器(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置，其特征在于：油分离器(7)加在压缩机(3)的出口处。3.根据权利要求1所述的一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置，其特征在于：地埋管(4)采用聚乙烯塑料管或铜管。4.根据权利要求1所述的一种基于人工扩底灌注桩的直膨式土壤源热泵装置，其特征在于：第一个干燥过滤器(6)的端部串联有截止阀b、截止阀c、截止阀d和截止阀a；第二个干燥过滤器(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠宝，刘霞，张家璇，杨荞慧，邱政，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：