管桩环壁内埋式的双U型地源热泵地埋管系统技术方案

一种管桩环壁内埋式的双U型地源热泵地埋管系统，包括地埋管换热器、地源热泵和管桩；每个地埋管换热器埋设在一个管桩的环壁中；地埋管换热器的介质入口端和介质出口端分别与地源热泵的介质出口端和介质入口端对应连接；所述地埋管换热器围绕管桩轴线成轴对称的两根U型管；两根U型管的介质出口端和介质入口端分别各自相连。本系统将地源热泵系统的地埋管换热器的埋设与地下工程的管桩结合起来，既可以节省地埋管换热器钻孔埋设的成本，降低造价，还可以解决热泵系统占用地下空间大的问题，而且能够有效保护地埋管换热器，提高其耐久性和可靠性，同时还能充分利用混凝土良好的热传导性和热容，提高传热效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种地源热泵地埋管系统，特别涉及一种埋设在管桩环壁中的地源热泵地埋管系统。
技术介绍
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地温能)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗IkW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。地源热泵比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量，运行费用仅为普通中央空调的50 60%。因此，近十几年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大·及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，我国“十二五”新能源规划中正式纳入了“地热能”这一项，计划在未来5年内，完成地源热泵供暖(制冷)面积3.5亿平方米，总市场规模至少700亿元左右，可以预计我国的地源热泵市场将掀起一轮高潮。地源热泵系统存在如下问题一是其地下换热系统(地埋管系统)的埋设会占用大量土地，给原本就用地紧张的城市地区增加更多困难，不易进行大面积推广；二是地源热泵系统建设的初期投入大，其中地埋管的钻孔施工费用占相当大的比例；三是地埋管的施工质量在目前传统的钻孔埋管中无法得到切实保障。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种占用地下空间小、降低施工费用、传热效果好的埋设在管桩环壁中的地源热泵地埋管系统。为解决现有技术中存在的上述技术问题，本技术提出以下技术方案一种管桩环壁内埋式的双U型地源热泵地埋管系统，包括地埋管换热器、地源热泵和管桩；所述地埋管换热器有一个或多个，管桩的数量与地埋管换热器数量对应；每个地埋管换热器埋设在一个管桩的环壁中；地埋管换热器的介质入口端和介质出口端分别与地源热泵的介质出口端和介质入口端对应连接；所述地埋管换热器围绕管桩轴线成轴对称的两根U型管；两根U型管的介质出口端连接后作为本地埋管换热器的介质出口端，两根U型管的介质入口端相连后作为本地埋管换热器的介质入口端。所述地埋管换热器有多个，管桩的数量与地埋管换热器数量对应；各个地埋管换热器的介质出口端和介质入口端分别并联后，再与地源热泵的介质入口端和介质出口端对应连接。优选的，每根U型管的两根直管埋设在管桩环壁中，两根直管的末端连接段沿着管桩的环壁环向布置；相邻两U型管的连接段沿着管桩的环壁环向布置。所述地埋管换热器的介质入口端和介质出口端露在管桩顶外。所述管桩是钢管桩、预制钢筋混凝土管桩或钢管混凝土管桩。方案I、所述管桩是钢管桩，所述每根U型管的两根直管部分焊接在钢管桩的环壁的内壁上。方案2、所述管桩是预制钢筋混凝土管桩，所述每根U型管的两根直管部分绑扎在预制钢筋混凝土管桩的钢筋笼上。方案3、所述管桩是钢管混凝土管桩，所述每根U型管的两根直管部分焊接在钢管混凝土管桩的钢管壁上，且被混凝土包裹。在工程施工时，所述地埋管换热器顶端的两个端头须露出管桩桩顶外lm，地埋管换热器底端连接段离管桩底部有一定间隙，例如0. 5 2m。作为本技术方案的工程实施，地埋管换热器可选用单U型、W型、并联双U型和螺旋型管状换热器的一种或任何几种形式的组合。本技术将地源热泵系统的地埋管换热器的埋设与地下工程的管桩结合起来，既可以节省地埋管换热器钻孔埋设的成本，降低造价，还可以解决热泵系统占用地下空间大的问题，而且能够有效保护地埋管换热器，提高其耐久性和可靠性，同时还能充分利用混凝土良好的热传导性和热容，提高传热效果。附图说明图I是本技术的轴向截面示意图。图2是图I中单根管桩水平展开后的示意图。图3是图I的俯视示意图。图中，I.管桩，11.混凝土，2.地埋管换热器，21. U型管的两根直管的末端连接段，22.连接总管(各个地埋管换热器的介质入口端和介质出口端分别与之对应连接)，3.地源热泵。具体实施方式一种管桩环壁内埋式的双U型地源热泵地埋管系统，包括地埋管换热器、地源热泵和管桩；所述地埋管换热器有一个或多个，管桩的数量与地埋管换热器数量对应；每个地埋管换热器埋设在一个管桩的环壁中；地埋管换热器的介质入口端和介质出口端分别与地源热泵的介质出口端和介质入口端对应连接；所述地埋管换热器围绕管桩轴线成轴对称的两根U型管；两根U型管的介质出口端连接后作为本地埋管换热器的介质出口端，两根U型管的介质入口端相连后作为本地埋管换热器的介质入口端。所述地埋管换热器有多个，管桩的数量与地埋管换热器数量对应；各个地埋管换热器的介质出口端和介质入口端分别并联后，再与地源热泵的介质入口端和介质出口端对应连接。优选的，每根U型管的两根直管埋设在管桩的环壁中，两根直管的末端连接段沿着管桩的环壁环向布置；相邻两U型管的连接段沿着管桩的环壁环向布置。所述地埋管换热器的介质入口端和介质出口端露在管桩顶外。所述管桩是钢管桩、预制钢筋混凝土管桩或钢管混凝土管桩。方案I、所述管桩是钢管桩，所述每根U型管的两根直管部分焊接在钢管桩的环壁的内壁上。方案2、所述管桩是预制钢筋混凝土管桩，所述每根U型管的两根直管部分绑扎在预制钢筋混凝土管桩的钢筋笼上。方案3、所述管桩是钢管混凝土管桩，所述每根U型管的两根直管部分焊接在钢管混凝土管桩的钢管壁上，且被混凝土包裹。下文将参照附图对本技术埋设在管桩环壁中的地源热泵地埋管系统进行详细描述。管桩系在工厂预制，其制作过程如下制作钢筋笼；钢筋笼与桩头金属连接件连接，安置各种预埋件；钢筋笼装入钢模内，向钢模内浇筑混凝土，完成桩体雏形；上述装有桩体雏形的钢模绕桩轴旋转，混凝土离心挤密、成型；养护脱模。管桩按混凝土等级及壁厚又可分为预应力高强混凝土管桩(代号PHC)、预应力混凝土管桩(代号PC)和预应力混凝土薄壁管桩(代号PTC)。本技术将地源热泵系统的地埋管换热器的埋设与地下工程中的管桩I结合起来，既可以节省钻孔埋设的成本，降低造价，还可以解决地源热泵系统占用地下空间大的问题，而且能够有效保护地埋管换热器2，提高其耐久性和可靠性，同时还能充分利用混凝土良好的热传导性和热容，提高传热效果。所以，将地源热泵系统的地埋管换热器2的埋设与地下工程中的管桩I结合起来，将成为地源热泵系统进一步推广应用的新方向。如图I所示，所述地源热泵地埋管系统包括地埋管换热器2和管桩1，所述地埋管换热器2预埋在所述管桩I的环壁中。所述地埋管换热器2沿着所述管桩I的环壁环向布置。所述地埋管换热器2绑扎在所述管桩I中的钢筋笼上。所述地埋管换热器2内设置传热介质，所述地埋管换热器2的两端头分组并联后连接到所述地源热泵3上。如图I和图3所示，所述管桩I设置多个，每个所述管桩I内设置一组所述地埋管换热器2，每组所述地埋管换热器2的两端头通过连接总管22分别并联起来，连接总管22再连接到所述地源热泵3上。本技术主要针对地源热泵系统中地埋管换热器2的埋设位置和方式进行设计，如图I、图2和图3所示，生产施工步骤如下I.对管桩进行预制加工，首先制作好钢筋笼，将地源热泵系统的地埋管换热器2绑扎在钢筋笼内侧，单根桩中地埋管换热器2顶端的两个端头须露出桩顶外lm，U型管的两根直管的末端连接段21离管桩I的底部有一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管桩环壁内埋式的双U型地源热泵地埋管系统，其特征是包括地埋管换热器、地源热泵和管桩；所述地埋管换热器有一个或多个，管桩的数量与地埋管换热器数量对应；每个地埋管换热器埋设在一个管桩中；地埋管换热器的介质入口端和介质出口端分别与地源热泵的介质出口端和介质入口端对应连接；?所述地埋管换热器围绕管桩轴线成轴对称的两根U型管；两根U型管的介质出口端连接后作为本地埋管换热器的介质出口端，两根U型管的介质入口端相连后作为本地埋管换热器的介质入口端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙斌，高新南，
申请(专利权)人：孙斌，
类型：实用新型
国别省市：