空心圓臺螺旋型能量樁的換熱管的制作方法
【專利摘要】本實用新型專利公開了空心圓臺螺旋型能量樁的換熱管，由依次連接的進口管段、螺旋管段和出口管段三部分組成，進口管段與螺旋管段之間可轉動式連接；螺旋管段在高度方向呈錐狀，出口管段位于螺旋管段內，豎直向上，高度超過螺旋管段的上端；進口管段與出口管段的上端高度相等；進口管段、出口管段的接頭部位呈錐形。本實用新型的換熱管，呈一定的錐度布置，螺旋管沿徑向相互錯列，相鄰螺旋管在軸向上的熱干擾強度減弱，增大了螺旋管沿軸向上的傳熱能力其與外部管道的連接方便、快速；為聚乙烯塑料管或聚丁烯管，抗腐蝕能力顯著提高，大幅度提高使用壽命。
【專利說明】
空心圓臺螺旋型能量樁的換熱管
技術領域
[0001]本實用新型涉地源熱栗系統地埋管的技術領域，尤其涉及一種用于圓臺形換熱能量粧的空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管，主要適用于建筑供暖供冷的地源熱栗技術領域。
【背景技術】
[0002]地源熱栗系統利用地下土體作為低品位冷熱源，由于地下土體溫度較為恒定，且溫度范圍非常適合熱栗機組高效運行，故能有效減少機組運行能耗，為建筑節(jié)能減排事業(yè)做出積極貢獻。地埋管換熱器是地源熱栗系統最為關鍵的部件，其換熱效率對地埋管系統設計容量及運行效果具有重要影響。單U型、雙U型垂直地埋管換熱器應用較多，但是其鉆孔較深，一般在50m?120m范圍，對于南方地區(qū)，如重慶、成都等巖石地質區(qū)域，鉆孔難度大，施工周期長，鉆孔費用昂貴，其經濟性制約了垂直U型地埋管的推廣應用。此外，垂直U型地埋管存在較為嚴重的鉆孔內熱短路現象，其換熱效率低。近年來，一種能量粧技術得到廣泛應用。由于能量粧可以依托建筑基礎埋設換熱管，大大減少了鉆孔費用，其經濟性較好。能量粧換熱管采用并聯雙U型、串聯雙U型及螺旋型布置，提高了傳熱效率，特別是螺旋型能源粧，大大增加了換熱流體與周邊土體的接觸面積，其換熱效率得到大幅度的提高。相關研究已經表明，螺距是影響螺旋型能量粧傳熱效率的重要因素，由于螺旋換熱管的螺距較小，導致軸向相鄰螺旋管之間的存在較為明顯的熱干擾現象，制約了螺旋型能量粧傳熱效率的提高，故如何降低軸向相鄰螺旋管的熱干擾程度，對提高螺旋型能源粧傳熱效率具有重要作用。
[0003]在本實用新型之前，中國發(fā)明專利“粧埋螺旋管式地源熱栗系統的地熱換熱器的傳熱方法”(專利號:ZL200810159583.7)公開了一種在建筑粧基礎灌注粧鋼筋籠上綁扎埋設螺旋型換熱管的技術方案。該技術方案能夠減少專門的鉆孔埋管費用，大大降低了系統初投資。換熱管的綁扎埋設與建筑粧基礎建設同時進行，降低了施工周期。但是，該技術方案中換熱管呈螺旋形式布置，其螺旋間距較小，軸向相鄰螺旋管間的熱干擾強度較大，換熱效率收到限制。中國發(fā)明專利“一種預制能量粧的施工方法”(專利號:ZL201310441978.7)公開了一種將換熱管埋設在空心鋼管內，空心鋼管代替?zhèn)鹘y實心鋼管作為預制粧主筋的能量粧施工技術方案。該技術方案解決了換熱管與主筋綁扎埋設造成的相互干擾、混凝土密實度、鋼筋腐蝕等技術問題，具有埋管存活率高、施工周期短、地下空間及工程造價節(jié)省的優(yōu)點。但是，其埋管布置形式為垂直U型，換熱流體與土體的接觸面積較小，換熱量及換熱效率不及螺旋型能量粧。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型專利針對目前地源熱栗技術發(fā)展現狀及存在的問題，為了減弱螺旋型能量粧的軸向熱干擾程度、提高能量粧換熱效率，提供一種用于傳熱效率高的空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管。
[0005]本實用新型專利的技術方案:空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管，其特征在于:所述換熱管由依次連接的進口管段、螺旋管段和出口管段三部分組成，進口管段與螺旋管段之間可轉動式連接;螺旋管段在高度方向呈錐狀，出口管段位于螺旋管段內，豎直向上，高度超過螺旋管段的上端;進口管段與出口管段的上端高度相等;進口管段、出口管段的接頭部位呈錐形。
[0006]進一步的特征是:進口管段與出口管段的上端，超過螺旋管段的上端10—30cm。
[0007]進口管段、螺旋管段和出口管段為聚乙烯塑料管或聚丁烯管。
[0008]相對于現有技術，本實用新型專利具有如下特點:
[0009]本實用新型專利的螺旋管段呈一定的錐度布置，螺旋管沿徑向相互錯列，相鄰螺旋管在軸向上的熱干擾強度減弱，增大了螺旋管沿軸向上的傳熱能力。本實用新型專利有效提高了能量粧的傳熱效率。與傳統圓柱面布置的螺旋型能量粧相比，本實用新型專利減少了能量粧的土方開挖量及回填料使用量，從而節(jié)省了能量粧的初投資。與外部管道的連接方便、快速。而且，換熱管為聚乙烯塑料管或聚丁烯管，抗腐蝕能力顯著提高，大幅度提高使用壽命。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型換熱管布置平面示意圖；
[0011]圖2為本實用新型換熱管在粧井內縱向布置示意圖。
[0012]圖中:I一土體層;2—能量粧井；3—能量粧上底面;4一能量粧下底面;5—能量粧偵Ij曲面;6—能量粧內壁面；8—螺旋管段;9一進口管段;10一出口管段;11一能量粧回填料層；12—能量粧上底面覆土層。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖和具體實施例說明詳細敘述本實用新型專利的【具體實施方式】:
[0014]如圖1、2所示，本實用新型空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管，由依次連接的三部分組成:進口管段9、螺旋管段8和出口管段10，進口管段9與螺旋管段8之間可轉動式連接，進口管段9可在一定范圍內轉動一定角度，以方便器在與外接管道(系統水平集管)相連接時調整角度，以方便并準確連接。螺旋管段8在高度方向呈錐狀，圖中所示是上大下小的倒錐狀，螺旋狀排列；出口管段10位于螺旋管段8內，豎直向上，高度超過螺旋管段8的上端，便于與外接管道(系統水平集管)相連接;換熱管具體選用聚乙烯管或聚丁烯管。出口管段10進行保溫處理，在其外表面形成保溫層，保溫材料采用泡沫橡塑保溫材料，保溫層厚度為20?30mm。進口管段9、出口管段10的接頭部位呈錐形，是錐形接頭，便于快速與外接管道連接；換熱流體從換熱管的進口管段9流入，出口管段10流出。
[0015]進口管段9與出口管段10的上端平齊，即高度相等，超過螺旋管段8的上端10—30cm，便于與外接管道(系統水平集管)相連接，而且保持整體高度一致。
[0016]安裝時，所述換熱管螺旋狀設置在土體層I內挖掘的能量粧井2內，螺旋管段8沿能量粧側曲面5設置并固定，螺旋管段8按照截頂圓錐螺旋形式布置，螺距為100?300mm。沿螺旋方向每隔1.5~3m，在圓臺側曲面5上垂直打入固定釘，固定釘伸出側曲面30?40mm，固定釘的間距從下底面4向上底面3的螺旋方向上逐漸增大，將換熱管螺旋管段8依次綁扎在固定釘上，形成換熱管的螺旋管段。進口管段9從空心圓臺能量粧上底面3的邊緣垂直進入。出口管段10沿能量粧內壁面6豎直向上引出，沿出口管段方向每隔0.5?lm，在空心圓柱外壁面垂直打入固定釘，固定釘伸出圓柱外壁面30?40mm，固定釘數量不少于3個，將保溫后的出口管段綁扎在固定釘上。進口管段及出口管段均高出空心圓臺上底面100?200mm，以便于與系統水平集管連接。
[0017]將換熱管設置在中空的能量粧井2內后，需要對能量粧井2進行回填;本實用新型能量粧回填料可采用多種材料:如現有的混凝土、膨潤土和細沙(水泥)的混合漿，或者其它導熱性能較好的回填料，采用能量粧回填料進行回填，得到能量粧回填料層11。采用混凝土進行回填時，因本實用新型能量粧無需承載較大的荷載(如建筑基礎等)，混凝土可采用強度較低的C15混凝土，利用混凝土輸送栗將攪拌好的混凝土通過輸送管道注入每個需要回填的能量粧井內部，回填時一次澆注完成。采用膨潤土和細沙(水泥)的混合漿進行回填時，膨潤土的比例宜為4%—6%，以提高回填料的傳熱系數。回填過程中，應利用夯實設備進行振動夯實。能量粧回填完畢至少20~30天，待回填料凝固后，結合水平集管的施工，采用原土對能量粧上底面覆土層12進行回填夯實。
[0018]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制技術方案，盡管
【申請人】參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管，其特征在于:所述換熱管由依次連接的進口管段(9)、螺旋管段(8)和出口管段(10)三部分組成，進口管段(9)與螺旋管段(8)之間可轉動式連接;螺旋管段(8)在高度方向呈錐狀，出口管段(10)位于螺旋管段(8)內，豎直向上，高度超過螺旋管段(8)的上端;進口管段(9)與出口管段(10)的上端高度相等;進口管段(9)、出口管段(10)的接頭部位呈錐形。2.根據權利要求1所述空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管，其特征在于:進口管段(9)與出口管段(10)的上端，超過螺旋管段(8)的上端10—30cm。3.根據權利要求1或2所述空心圓臺螺旋型能量粧的換熱管，其特征在于:進口管段(9)、螺旋管段(8)和出口管段(10)為聚乙烯塑料管或聚丁烯管。
【文檔編號】F28F1/00GK205425933SQ201620263236
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】黃光勤, 王楠, 楊小鳳, 戴通涌
【申請人】中國人民解放軍后勤工程學院