[实用新型]深层埋管式预制型能源管桩

说明书

本实用新型属于建筑桩基和能源开发技术领域，涉及一种可提高浅层地热清洁能源利用率的深层埋管式预制型能源管桩，该深层埋管式预制型能源管桩包括预制型能源管桩、深层钻孔换热井、换热管以及回填料；预制型能源管桩以及深层钻孔换热井自上而下同轴设置；预制型能源管桩内部以及深层钻孔换热井内部沿预制型能源管桩的轴向均设置有垂直钻孔；换热管整体呈U型；换热管从预制型能源管桩的顶部伸向深层钻孔换热井底部；回填料填充在换热管与垂直钻孔之间。本实用新型结构合理，能够节约钻孔费用且不影响预制桩施工，是一种高效、环保的新型能源预制桩形式。

技术领域

本实用新型属于建筑桩基和能源开发技术领域，涉及一种能源管桩，尤其涉及一种可提高浅层地热清洁能源利用率的深层埋管式预制型能源管桩。

背景技术

21世纪以来，中国已成为全球第一能源消费大国，我国能源结构主要依赖煤炭等化石燃料，煤炭燃烧排放的烟尘、CO₂等所带来的环境污染问题备受全球瞩目。地源热泵系统凭借节约能源、减少污染物排放等优势已成为清洁能源的一种主要形式，地源热泵应用是地下空间能源应用工程的核心，与其他空调系统相比有着特殊的优势。《国家能源“十三五”规划》规划指出，到2020年，我国地热供暖或制冷面积将累计达到16亿平方米，共可替代标煤7210万吨，作为节能环保产业的地源热泵行业迎来了新的曙光。传统的埋管式地源热泵技术因占地面积大，且上部空间难以利用，导致该技术在市区等土地供应紧张地块难以推广应用。能源桩技术通过在建筑桩基内埋设换热管，实现承载建筑上部荷载和换取浅层地热的双重功能。能源桩具有不占用额外的面积，节省部分钻孔费用等优点。通常桩基桩长在20～30m，而地源热泵钻孔深度达100m，因此在有限的桩长内难以获取充足的换热量，因此，传统的桩内埋管式能源桩换热量较少。并且目前能源桩主要以灌注桩为主，依靠人工将换热管绑扎在钢筋笼上进行固定，对机械化的桩基施工影响非常大，难以连续作业。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种高效环保、能够节约钻孔费用且部影响预制桩施工的深层埋管式预制型能源管桩。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种深层埋管式预制型能源管桩，其特征在于：所述深层埋管式预制型能源管桩包括预制型能源管桩、深层钻孔换热井、换热管以及回填料；所述预制型能源管桩以及深层钻孔换热井自上而下同轴设置；所述预制型能源管桩内部以及深层钻孔换热井内部沿预制型能源管桩的轴向均设置有垂直钻孔；所述换热管整体呈U型；所述换热管从预制型能源管桩的顶部伸向深层钻孔换热井底部；所述回填料填充在换热管与垂直钻孔之间。

作为优选，本实用新型所采用的预制型能源管桩包括一节或多节预制钢筋混凝土管桩；所述预制钢筋混凝土管桩与深层钻孔换热井自上而下同轴设置；所述预制钢筋混凝土管桩是多节时，多节预制钢筋混凝土管桩自上而下依次相连。

作为优选，本实用新型所采用的预制型能源管桩还包括设置在最顶部预制钢筋混凝土管桩顶部的用于保护预制钢筋混凝土管桩以及换热管的桩顶换热管保护装置。

作为优选，本实用新型所采用的桩顶换热管保护装置包括预制圆盘钢构件以及锚栓；所述预制圆盘钢构件上设置有锚栓通孔以及换热管通孔；所述换热管穿过换热管通孔后从预制型能源管桩的顶部伸向深层钻孔换热井底部；所述锚栓通过锚栓通孔将预制圆盘钢构件与最顶部预制钢筋混凝土管桩相连。

作为优选，本实用新型所采用的换热管包括进水管以及与进水管相连的出水管；所述进水管与出水管相连后整体呈U型。

作为优选，本实用新型所采用的换热管是单U型、双U串联型或双U并联型。

作为优选，本实用新型所采用的回填料是细砂或膨润土。

作为优选，本实用新型所采用的深层埋管式预制型能源管桩还包括设置在预制型能源管桩顶部且置于垂直钻孔中的连接承台钢筋笼。