[發明專利]一種樁基預埋換熱管及能量樁

在審

• 申請號: 202111310202.2
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN113899227A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 闞玉紅;格日勒
• 申請（專利權）人: 北京京誠華宇建筑設計研究院有限公司;中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: F28D7/02
• 分類號: F28D7/02;F24T10/15;E02D27/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姜璐璐;趙燕力

本發明提出一種樁基預埋換熱管及能量樁，涉及地源熱泵系統，該樁基預埋換熱管具有順序連接的下行管、連接管和上行管，連接管為弧彎管，上行管和下行管平行設置且對稱地連接于連接管的兩端，下行管包括下行保溫管段和下行換熱管段，下行換熱管段與連接管相連，上行管包括上行保溫管段和上行換熱管段，上行換熱管段與連接管相連接，上行換熱管段和下行換熱管段分別呈螺旋管狀，上行保溫管段和下行保溫管段分別呈直管狀。本發明提出的樁基預埋換熱管及能量樁，能夠有效提高能量樁的換熱效率。

技術領域

本發明涉及地源熱泵系統，特別涉及一種樁基預埋換熱管及能量樁。

背景技術

地源熱泵系統通過季節性儲熱可以實現能量的儲存和提取。一方面，熱泵系統可以將建筑中產生的熱量通過換熱井中的換熱系統儲存在地層中；另一方面，熱泵系統也可以通過換熱井中的換熱系統將熱從地層中提取出來，實現建筑物供熱。能量樁儲熱技術是把埋設在地下的混凝土樁基當作儲熱換熱地源熱泵系統的一部分，在基樁中埋設換熱管，把基樁當作換熱井，減少了地源熱泵系統中的打井施工環節。

目前已有的樁基埋管換熱器有單U型管、雙U型管、W型管、單螺旋型管。與單U型相比，雙U型管、W型管、單螺旋型管均不同程度增大了傳熱面積，特別是單螺旋型，但其流出段的直線形式沒有充分增大傳熱面積，對能量樁換熱效率的影響很有限。

同時，傳統樁基埋管一般采用PE塑料管，其抗壓耐壓強度低，影響能量樁的使用壽命，而且導熱系數較小(λ＝0.42(w/m·k))，導致管內流體與管外樁體換熱不充分。

有鑒于此，本發明人根據多年從事本領域和相關領域的生產設計經驗，經過反復實驗設計出一種樁基預埋換熱管及能量樁，以期解決現有技術存在的問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種樁基預埋換熱管及能量樁，能夠有效提高能量樁的換熱效率。

為達到上述目的，本發明提出一種樁基預埋換熱管，其中，所述樁基預埋換熱管具有順序連接的下行管、連接管和上行管，所述連接管為弧彎管，所述上行管和所述下行管平行設置且對稱地連接于所述連接管的兩端，所述下行管包括下行保溫管段和下行換熱管段，所述下行換熱管段與所述連接管相連，所述上行管包括上行保溫管段和上行換熱管段，所述上行換熱管段與所述連接管相連接，所述上行換熱管段和所述下行換熱管段分別呈螺旋管狀，所述上行保溫管段和所述下行保溫管段分別呈直管狀。

如上所述的樁基預埋換熱管，其中，所述下行換熱管段和所述上行換熱管段呈等距雙螺旋型排布。

如上所述的樁基預埋換熱管，其中，所述下行換熱管段和所述上行換熱管段呈變距雙螺旋型排布。

如上所述的樁基預埋換熱管，其中，所述下行換熱管段和所述上行換熱管段分別呈單螺旋型排布。

如上所述的樁基預埋換熱管，其中，所述下行保溫管段的管壁和所述上行保溫管段的管壁包括由內向外依次設置的鋼管層、泡沫塑料層和塑料保護層。

如上所述的樁基預埋換熱管，其中，所述上行換熱管段和所述下行換熱管段分別由銅鋁合金管制作而成。

本發明還提出一種能量樁，其中，所述能量樁包括樁基和至少一個如上所述的樁基預埋換熱管，所述樁基預埋換熱管預埋在所述樁基內，所述下行保溫管段和所述上行保溫管段向上貫穿至所述樁基的頂面。

如上所述的能量樁，其中，所述能量樁內預埋有兩個所述換熱管。

如上所述的能量樁，其中，兩個所述下行換熱管段和兩個所述上行換熱管段呈四線螺旋形排布。

如上所述的能量樁，其中，所述下行保溫管段的底端和所述上行保溫管段的底端距離所述能量樁頂端面的距離為0.5m。

與現有技術相比，本發明提出的樁基預埋換熱管和能量樁具有如下特點和優點：