[發明專利]一種能源樁

在審

• 申請號: 202011045710.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112030951A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉干斌;湯煬;司壹恒;周曄;高游;熊勇林
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: E02D5/22
• 分類號: E02D5/22;E02D27/12;F24T10/13;C04B28/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 鄭萌萌

本發明公開一種能源樁，涉及地源熱泵技術領域。包括：鋼筋籠、換熱管和相變混凝土，鋼筋籠為中空結構，包括支撐桿和呈螺旋結構的螺旋桿，支撐桿的數量為多個，各個支撐桿均沿螺旋桿的軸向延伸，且與螺旋桿連接，多個支撐桿沿螺旋桿的周向排布，換熱管設有進液口和出液口，換熱管設置于螺旋桿內，且與螺旋桿和/或支撐桿連接，換熱管、鋼筋籠均包裹于相變混凝土內，且換熱管和鋼筋籠之間的間隙也填充有相變混凝土。能源樁結構簡單，成本低廉，適于大規模批量生產加工，且螺旋桿作為一體結構與支撐桿連接，使得鋼筋籠整體剛性更好，相變混凝土可以有效地延緩相變混凝土內部升溫和降溫，降低最高絕溫溫升，減少能源樁中混凝土結構溫度應力。

技術領域

本發明涉及地源熱泵技術領域，特別是涉及一種能源樁及其使用方法。

背景技術

在建筑領域中，能源樁是將垂直埋管地源熱泵與樁基礎結合起來，使其既能夠承受上部結構荷載，也能夠達到與周圍土體熱交換的結構。能源樁與傳統的地球集熱系統或地下換熱鉆孔系統的本質區別是，作為與地球相連接的熱交換器具備了結構功能而且不必單獨建造?，F有技術中的能源樁結構復雜，造價較高，并且能源樁進行熱交換過程中存在著內熱泵系統引發的土體熱堆積效應，從而導致能源樁產生溫差效應，使得樁體開裂。因此，提供一種結構簡單、成本低廉且能夠減少熱堆積效應的能源樁是本領域技術人員所亟需解決的技術問題。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供一種結構簡單、成本低廉的能源樁，以解決現有技術中的能源樁結構復雜，造價較高的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種能源樁，包括：鋼筋籠、換熱管和相變混凝土，所述鋼筋籠為中空結構，包括支撐桿和呈螺旋結構的螺旋桿，所述支撐桿的數量為多個，各個所述支撐桿均沿所述螺旋桿的軸向延伸，且與所述螺旋桿連接，多個所述支撐桿沿所述螺旋桿的周向排布，所述換熱管設有進液口和出液口，所述換熱管設置于所述螺旋桿內，且與所述螺旋桿和/或所述支撐桿連接，所述換熱管、所述鋼筋籠均包裹于所述相變混凝土內，且所述換熱管和所述鋼筋籠之間的間隙也填充有所述相變混凝土。

進一步地，各個所述支撐桿均為實心結構，或者，各個所述支撐桿均為空心結構。

進一步地，所述螺旋桿為實心結構，或者，所述螺旋桿為空心結構。

進一步地，所述空心結構內填充有相變材料。

進一步地，所述換熱管包括第一螺旋管和第二螺旋管，所述第一螺旋管和第二螺旋管呈雙螺旋結構排布，且二者的第一端相互連通、第二端分別作為所述進液口和所述出液口。

進一步地，所述換熱管包括環形管和多個兩端設有開口的U型管，多個所述U型管底部相互交叉且連通，多個所述U型管中一個所述U型管的一個開口作為所述進液口，另一個開口以及其余所述U型管的所有開口均與所述環形管連通，所述出液口設置于所述環形管上。

進一步地，所述鋼筋籠表面設有鍍鋅層或者陶瓷涂層。

進一步地，所述相變混凝土包括水泥、粉煤灰、砂子、石子、水、粉煤灰陶粒、相變材料、硫代硫酸鈉、蒙脫土、氧化鋁、三乙醇胺水溶液。

進一步地，所述相變材料為石蠟、十五烷或者十六烷。

本發明相對于現有技術取得了以下技術效果：