一種能量樁換熱管路結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能量樁換熱管路結構，所述換熱管路呈單U型或并聯雙U型或并聯三U型或螺旋型或W型預埋入鋼筋籠上，換熱管路沿著樁身長度的方向設置，且換熱管路的進口和出口位于樁身直徑方向；換熱管路由兩種不同材料的管道組成。本實用新型熱交換充分且能量損失較小；提高了能量樁的使用效率，不必擔心能量樁中埋管行程不足的問題。
【專利說明】
一種能量樁換熱管路結構
技術領域
[0001 ]本實用新型屬于能量粧技術領域，具體涉及一種能量粧換熱管路結構。
【背景技術】
[0002]能量粧是將粧基礎與地源熱栗相結合，既可以承載建筑物結構，同時利用淺層地下土壤、巖石、地下水或其他介質中存儲的大量低溫熱源為建筑空間提供暖氣、空調和熱水，它克服了豎直鉆孔埋管的地源熱栗系統的缺陷，同時可以降低地源熱栗系統的占地面積和投資，是一種非常值得大力推廣的低成本的綠色建筑技術。
[0003]目前，我國的建筑物基礎以鉆孔灌注粧為主要形式，能量粧一般指在鉆孔灌注粧中預埋塑料管換熱管(一般是PE管)，然后隨鋼筋籠一起下到粧井中，再澆筑混凝土而成。其中，塑料管換熱管主要有五種類型，分別為單U型、串聯雙U型(W型)、并聯雙U型、并聯三U型和單螺旋型。
[0004]在目前國內外為數不多的已有能量粧換熱管的研究應用中，主要沿用塑料管換熱管的U型、W型或螺旋型的布管技術，U型布管方式簡單，管道之間的熱干擾較小，施工方便，為了增加傳熱面積，提高能量粧的使用效率，往往采用W型或并聯U型布管方式，整體上能量粧的換熱效率隨著埋管數量的增加而提高。目前的研究主要涉及不同管道之間的熱干擾、鋼筋籠內不同布管方式以及增加傳熱面積等方面，而對管道本身使用的材料研究較少，一般使用PE管，本實用新型提出在換熱管道的下降段使用鋼管等其他傳熱系數較大的金屬管，增加其傳熱效率，而在上升段的某個位置，管內循環液體的溫度接近粧底的溫度，上升時將和土體進行相反的熱交換，應改為傳熱系數較小的保溫材料管，這個最佳換熱位置和循環液體的流速、土體內溫度的分布情況以及管道與土體的傳熱效率有關，在此位置下方，循環液體從土體中吸收熱源或冷源，而在上方時則釋放能量。而且，在國內由于起步較晚，對于其管路結構構造、換熱機理、對粧自身承載性能的影響及工程設計方法等方面均缺乏相關的研究。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型針對現有技術中能量粧流體單程偏短的問題，提供一種新的換熱管路結構，以提高能量粧的換熱效率。
[0006]—種能量粧換熱管路結構，將換熱管路預埋入預制的鋼筋籠上，所述換熱管路呈單U型或并聯雙U型或并聯三U型或螺旋型或W型預埋入鋼筋籠上，換熱管路沿著粧身長度的方向設置，且換熱管路的進口和出口位于粧身直徑方向；
[0007]所述換熱管路為單U型或并聯雙U型或并聯三U型時，換熱管路由依次連接的三部分組成:進口管段、彎形接頭、出口管段;進口管段從能量粧頂面的邊緣垂直進入，出口管段沿能量粧底面豎直向上引出，進口管段與出口管段在能量粧底面通過彎形接頭連接;進口管段的進口端與出口管段的出口端分別連接至控溫控流速栗;所述進口管段和彎形接頭均為金屬管;所述出口管段由金屬管和保溫管連接形成;所述出口管段的金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處；
[0008]金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處為最佳換熱深度，最佳換熱深度由換熱液體的流速、土體內溫度的分布、土體與管道傳熱系數決定的。
[0009]所述換熱管路為螺旋型時，換熱管路由依次連接的三部分組成:進口管段、螺旋管段和出口管段;進口管段從能量粧頂面的邊緣垂直進入，出口管段沿能量粧底面豎直向上引出，進口管段與出口管段之間連接螺旋管段;所述進口管段為金屬管，螺旋管為銅鋁合金管，銅鋁合金管方便制作成螺旋形;所述出口管段由金屬管和保溫管連接形成;所述出口管段的金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4;
[0010]所述換熱管路為W型時，換熱管路由依次連接的ab段和be段兩部分組成，ab段為金屬管，be段為保溫管;ab段和be段的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處。
[0011 ]進一步地，所述換熱管路為單U型或并聯雙U型或并聯三U型時，彎形接頭與進口管段和出口管段的金屬管一體成型。
[0012]進一步地，所述金屬管為鋼管，所述保溫管為PPR管，保溫管外包裹保溫棉。
[0013]進口管段與出口管段采用不同材料的管道，如前所述，粧基埋管主要有五種類型，單U型、串聯雙U型(W型)、并聯雙U型、并聯三U型和單螺旋型，但無論哪種形式，管道材料都沒有變化，而實際上隨著粧基礎越來越深，因為地下的溫度分布大致是呈正梯形分布，地下越深，冷源、熱源越大，溫差也越大，在傳熱介質(水或者防凍液)進入地下這段管道中，應該使用傳熱系數大的管道(如鋼管)，以便使熱交換充分進行，當介質到達底部時，溫度基本和管外的相同，但上升階段，土壤中冷源、熱源相對較小，將和介質進行相反的熱交換，所以應該使用傳熱系數較小的管道，例如用保溫管(如交聯聚乙烯管PEX、氯化聚氯乙烯管CPVC)，這樣可以提高熱交換的效率。
[0014]本實用新型由于采用以上方案，具有如下優點:
[0015]1.熱交換充分且能量損失較小；
[0016]2.提高能量粧的使用效率，不必擔心能量粧中埋管行程不足的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1顯示了本實用新型換熱管路為單U型的整體結構。
[0018]圖2顯示了本實用新型換熱管路為并聯雙U型的整體結構。
[0019]圖3顯示了本實用新型換熱管路為并聯三U型的整體結構。
[0020]圖4顯示了本實用新型換熱管路為螺旋型的整體結構。
[0021]圖5顯示了本實用新型換熱管路為W型的整體結構。
【具體實施方式】
[0022]如圖所示，本實用新型一種能量粧換熱管路結構，包括鋼筋籠1、循環導熱液體2、控溫控流速栗3、鋼管5、保溫管6、彎形接頭7、鋼管與保溫管的連接部8、W型換熱管路的ab段金屬管和be段保溫管等技術特征。
[0023]—種能量粧換熱管路結構，將換熱管路預埋入預制的鋼筋籠上，所述換熱管路呈單U型或并聯雙U型或并聯三U型或螺旋型或W型預埋入鋼筋籠上，換熱管路沿著粧身長度的方向設置，且換熱管路的進口和出口位于粧身直徑方向；
[0024]如圖1-3，所述換熱管路為單U型或并聯雙U型或并聯三U型時，換熱管路由依次連接的三部分組成:進口管段、彎形接頭、出口管段;進口管段從能量粧頂面的邊緣垂直進入，出口管段沿能量粧底面豎直向上引出，進口管段與出口管段在能量粧底面通過彎形接頭連接;進口管段的進口端與出口管段的出口端分別連接至控溫控流速栗;所述進口管段和彎形接頭均為金屬管;所述出口管段由金屬管和保溫管連接形成;所述出口管段的金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處；
[0025]優選地，彎形接頭與進口管段和出口管段的金屬管部分一體成型。
[0026]如圖4，所述換熱管路為螺旋型時，換熱管路由依次連接的三部分組成:進口管段、螺旋管段和出口管段;進口管段從能量粧頂面的邊緣垂直進入，出口管段沿能量粧底面豎直向上引出，進口管段與出口管段之間連接螺旋管段;所述進口管段為金屬管，螺旋管為銅鋁合金管;所述出口管段由金屬管和保溫管連接形成;所述出口管段的金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4;
[0027]如圖5，所述換熱管路為W型時，換熱管路由依次連接的ab段和be段兩部分組成，ab段為金屬管，be段為保溫管;ab段和be段的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處。
[0028]優選地，所述金屬管為鋼管，所述保溫管為PPR管，無規共聚聚丙烯材質，保溫管外包裹保溫棉。
[0029]首先制作U型埋管的熱交換部分，并使其能夠綁扎在灌注粧的鋼筋籠上，也是熱交換流體下降階段，當熱交換流體到達底部并上升到一定高度的時候，因為足夠長的距離，流體的溫度接近外面土壤的溫度，接著，用氯化聚氯乙烯管(或者其他保溫性能好的材料)在此處與鋼管相接，作為上升管道，采用豎直管，并綁扎在鋼筋籠上，下放鋼筋籠，澆筑混凝土，制成能量粧。
[0030]本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0031]以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種能量粧換熱管路結構，將換熱管路預埋入預制的鋼筋籠上，其特征在于:所述換熱管路呈單U型或并聯雙U型或并聯三U型或螺旋型或W型預埋入鋼筋籠上，換熱管路沿著粧身長度的方向設置，且換熱管路的進口和出口位于粧身直徑方向； 所述換熱管路為單U型或并聯雙U型或并聯三U型時，換熱管路由依次連接的三部分組成:進口管段、彎形接頭、出口管段;進口管段從能量粧頂面的邊緣垂直進入，出口管段沿能量粧底面豎直向上引出，進口管段與出口管段在能量粧底面通過彎形接頭連接;進口管段的進口端與出口管段的出口端分別連接至控溫控流速栗;所述進口管段和彎形接頭均為金屬管;所述出口管段由金屬管和保溫管連接形成;所述出口管段的金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處； 所述換熱管路為螺旋型時，換熱管路由依次連接的三部分組成:進口管段、螺旋管段和出口管段;進口管段從能量粧頂面的邊緣垂直進入，出口管段沿能量粧底面豎直向上引出，進口管段與出口管段之間連接螺旋管段;所述進口管段為金屬管，螺旋管為銅鋁合金管;所述出口管段由金屬管和保溫管連接形成;所述出口管段的金屬管和保溫管的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4; 所述換熱管路為W型時，換熱管路由依次連接的ab段和be段兩部分組成，ab段為金屬管，be段為保溫管;ab段和be段的連接部位于鋼筋籠長度的1/2到3/4處。2.根據權利要求1所述的能量粧換熱管路結構，其特征在于:所述換熱管路為單U型或并聯雙U型或并聯三U型時，彎形接頭與進口管段和出口管段的金屬管部分一體成型。3.根據權利要求1所述的能量粧換熱管路結構，其特征在于:所述金屬管為鋼管，所述保溫管為PPR管，保溫管外包裹保溫棉。
【文檔編號】F25B30/06GK205501992SQ201620156522
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】程曄, 吳官正, 姬學亮
【申請人】南京航空航天大學