【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地源热泵，具体涉及相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器及其安设方法。
技术介绍
1、地源热泵是一种利用地下浅层地热资源，既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵技术能够有效的利用浅层地热能，在国内外得到了长足发展。但地源热泵技术由于钻孔成本较高、占地面积较大两大缺陷，制约了地源热泵技术的推广普及。与传统钻孔地源热泵技术相比，地下连续墙内埋管技术利用了支护结构中混凝土较好的热传导性能，省去了钻孔费用，且具有不占用额外地下空间等优点，成为地源热泵技术一个新的研究方向，并在其他国家得到了广泛的使用。
2、现有的地下连续墙埋管存在以下缺点：1、由于地下连续墙长度有限导致埋管换热器换热量受限。2、地下连续墙温度改变产生热应力而影响支护结构安全。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器及其安设方法，该换热器和安设方法能增加埋管长度，增加热交换面积，提高换热量；有效减小温升幅度，保证支护结构安全。
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，置于连续墙内，其包括多个依次设置的连续墙槽段，每个槽段内设有换热单元；所有槽段的换热单元并联连接；
4、所述换热单元包括导墙、底座、浇筑导管、注浆导管、换热管、相变混凝土；
5、所述导墙有两个，分别置于槽段的两侧；
6、所述底座置于槽段的底部；
7、所述浇筑导管、注浆
8、所述换热管有多个，置于导墙中间，且沿导墙长度方向并列设置；所述换热管为双螺旋换热管；
9、所述相变混凝土置于相邻换热管之间、换热管与导墙之间、换热管与底座之间。
10、优选的，所述相变混凝土的相变温度范围在18～35℃。相变混凝土相变时潜热值大，发生相变时不会影响结构承载性能，且体积收缩膨胀变化小，可反复使用；相变混凝土导热性能良好，化学性能稳定，无腐蚀、无毒无害。
11、优选的，所述相变混凝土采用pcm相变材料、膨胀珍珠岩多孔骨料、干砂、碎石、硅酸盐水泥、铁粉及水制备而成。增加pcm能够有效减小混凝土温升幅度，保证支护结构安全的同时增大了传热温差，从而提高换热量，在支护结构有限的空间内使得换热进行的更加充分。
12、优选的，相邻换热管之间设有绝热板，有效减少换热管之间的热交换，阻止管道之间的热短路，提高其换热性能。
13、优选的，所述换热管绑扎在地下连续墙钢筋笼上，且绝热板绑扎在地下连续墙钢筋笼上。
14、优选的，换热管包括双螺旋管、入口段、出口段；入口段、出口段分别置于双螺旋管的两端；
15、入口段及出口段为直管，双螺旋管绑扎在地下连续墙钢筋笼两侧，入口段和出口段顶部从地下连续墙顶部两侧预留孔洞穿出，且入口段设置在连续墙墙体挡土面，出口段设置在连续墙墙体开挖面。
16、优选的，换热管选用hdpe换热管，管径为25mm，螺旋管管厚为30mm～40mm，螺旋管螺距为300mm。
17、优选的，导墙由强度等级不低于c20的混凝土浇筑钢筋而成，导墙高度1000mm～2000mm，厚度大于200mm，顶部高出所在地面100mm以上，底部高出地下水位500mm以上并进入原状土层。
18、单元槽段长度为6000mm，宽度为1000mm，高度根据边坡地址条件及周围建筑稳定条件确定。
19、浇筑导管及注浆导管选用钢管。浇筑导管用于浇筑相变混凝土，水平布置间距3000mm，每个单元槽布置2根浇筑导管。注浆导管用于墙底注浆，单元槽段内布置2根。浇筑前将双螺旋型换热管及绝热板事先安装在地下连续墙钢筋笼上，施工时，放置地下连续墙钢筋笼、换热管后通过注浆导管注浆浇筑底座，浇筑底座后通过浇筑导管浇筑相变混凝土。
20、本专利技术还提供一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热系统，该系统包括上述相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器、控制系统、冷/热水用户系统；相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器的进出口分别通过过滤球阀与控制系统连接，控制系统与冷/热水用户系统的进出口连接，形成循环回路，循环回路中设置循环水泵；循环回路内为导热流体；
21、控制系统包括温度传感器、流量调节阀门及控制器；温度传感器设置在相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器的换热管的进出口处，流量调节阀门有两个，分别置于相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器的换热管的进出口处；温度传感器测定换热管流体温度，并将该温度传递给控制器，当换热管流体进出口温差过小时，控制器控制相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器的换热管的进口处的流量调节阀门，增大进口处的流量调节阀门的开度。
22、冷/热水用户系统需要的冷却(冻)水通过双螺旋型导热管与墙身及周围土壤进行一次换热，换热过程中相变混凝土温度变化及相变潜热小，改善了传统地连墙蓄能传热特征，同时削弱地连墙在换热过程中的变形。
23、本专利技术提供一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器安设方法，该方法采用上述相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器；其包括如下步骤：
24、1)测量放线，开挖地下连续墙槽段，采用挖掘机按照先两边后中间的顺序挖槽；
25、2)进行导墙施工，导墙由强度等级不低于c20的混凝土浇筑钢筋而成，高度为1000mm～2000mm，厚度大于200mm，顶部高出所在地面100mm以上，底部高出地下水位500mm以上并进入原状土层；
26、3)制作地下连续墙钢筋笼及进行换热管的绑扎；绑扎前进行换热管的水压试验，试验压力为1.6mpa，稳压20min，若压力降不大于3％，则认为试验合格；换热管均用绑扎钢筋固定在钢筋笼纵筋上；
27、4)制备相变混凝土：在普通混凝土制备的过程中加入pcm相变材料，以膨胀珍珠岩为载体，通过真空吸附法制备成相变骨料，加入干砂、碎石、硅酸盐水泥、水进行混合，制备相变混凝土；
28、5)将步骤3)中的绑扎了换热管的地下连续墙钢筋笼进行起吊、下孔、槽段接头处理；浇筑相变混凝土，浇筑时对换热管的入口段、出口段进行加压，加压持续至混凝土养护结束以抵消混凝土固化压力，加压压力维持在1.6mpa，直至完成相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器的安设。
29、本专利技术的有益效果在于：
30、采用了并联双螺旋型埋管，大大增加了埋管长度，增加热交换面积，在地下连续墙结构有限的空间内使得换热进行的更加充分；由于双螺旋管形式管件连接件少，运行更可靠，使用更安全；解决了由于地下连续墙长度有限导致地下连续墙埋管换热器换热量受限；
31、双螺旋管并联缠绕在钢筋笼上，使整个结构稳定可靠；
32、流体经过迎土面双螺旋管后再经过开挖面双螺旋管，提高了换热量；
33、将换热管放置于支护结构中，省去了钻孔费用，且具有不占用额外地下空间等优点；
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1.一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，置于连续墙内，其特征在于：包括多个依次设置的连续墙槽段，每个槽段内设有换热单元；所有槽段的换热单元并联连接；
2.根据权利要求1所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：所述相变混凝土的相变温度范围在18～35℃。
3.根据权利要求1或2所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：所述相变混凝土采用PCM相变材料、膨胀珍珠岩多孔骨料、干砂、碎石、硅酸盐水泥、铁粉及水制备而成。
4.根据权利要求1所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：相邻换热管之间设有绝热板。
5.根据权利要求4所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：所述换热管绑扎在地下连续墙钢筋笼上，且绝热板绑扎在地下连续墙钢筋笼上。
6.根据权利要求1或4所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：换热管包括双螺旋管、入口段、出口段；入口段、出口段分别置于双螺旋管的两端；
7.根据权利要求6所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征
8.根据权利要求1所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：导墙由强度等级不低于C20的混凝土浇筑钢筋而成，导墙高度1000mm～2000mm，厚度大于200mm，顶部高出所在地面100mm以上，底部高出地下水位500mm以上并进入原状土层。
9.一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热系统，其特征在于：所述系统包括权利要求1-8中任一所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器、控制系统、冷/热水用户系统；相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器的进出口分别通过过滤球阀与控制系统连接，控制系统与冷/热水用户系统的进出口连接，形成循环回路，循环回路中设置循环水泵；
10.一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器安设方法，其特征在于：所述方法采用权利要求1-8中任一所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器；
...【技术特征摘要】
1.一种相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，置于连续墙内，其特征在于：包括多个依次设置的连续墙槽段，每个槽段内设有换热单元；所有槽段的换热单元并联连接；
2.根据权利要求1所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：所述相变混凝土的相变温度范围在18～35℃。
3.根据权利要求1或2所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：所述相变混凝土采用pcm相变材料、膨胀珍珠岩多孔骨料、干砂、碎石、硅酸盐水泥、铁粉及水制备而成。
4.根据权利要求1所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：相邻换热管之间设有绝热板。
5.根据权利要求4所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：所述换热管绑扎在地下连续墙钢筋笼上，且绝热板绑扎在地下连续墙钢筋笼上。
6.根据权利要求1或4所述的相变混凝土地下连续墙双螺旋埋管换热器，其特征在于：换热管包括双螺旋管、入口段、出口段；入口段、出口段分别置于双螺旋管的两端；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，李然，秦晓睿，
申请(专利权)人：中冶南方城市建设工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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