專(zhuān)利名稱(chēng)：埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地源熱泵地埋管系統(tǒng)，特別涉及一種埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地 源熱泵地埋管系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱(chēng)地溫能)的既可供熱又可制冷的高效節(jié) 能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源(如電能)，實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位 轉(zhuǎn)移。地溫能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地溫能中 的熱量"取"出來(lái)，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，釋放到地 能中去。通常地源熱泵消耗lkW的能量，用戶(hù)可以得到4kW以上的熱量或冷量。與鍋爐(電、 燃料)供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70% 90%的燃料內(nèi)能為熱量，供 用戶(hù)使用，因此，地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二 分之一以上的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定， 一般為10 25。C，其制冷、 制熱系數(shù)可達(dá)3.5 4.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通 中央空調(diào)的50 60%。因此，近十幾年來(lái)，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國(guó)、加拿大及 中、北歐如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍，可以 預(yù)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。地源熱泵系統(tǒng)作為一種 節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境的"綠色空調(diào)"，在資源消耗持續(xù)增長(zhǎng)的今天，越來(lái)越受到人們的重 視。
傳統(tǒng)的鉆孔埋管地源熱泵系統(tǒng)存在如下問(wèn)題 一是其地下?lián)Q熱系統(tǒng)(地埋管系統(tǒng))的 埋設(shè)會(huì)占用大量土地，給原本就用地緊張的地區(qū)增加更多困難，不易進(jìn)行大面積推廣；二 是地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)的初期投入大，而地埋管的鉆孔施工費(fèi)用占相當(dāng)大的比例；三是地埋 管的施工質(zhì)量在目前常規(guī)的鉆孔埋管中無(wú)法得到切實(shí)保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種少占土地、降低施工費(fèi)用、提高傳熱效率的埋設(shè) 在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，包括地埋管和所述結(jié)構(gòu)底板，所述結(jié)構(gòu)底板設(shè)置在所述基坑內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)底板下平鋪
所述地埋管，所述地埋管的兩端頭設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)底板之外。
優(yōu)選地，所述地埋管下設(shè)置素混凝土墊層，所述地埋管預(yù)埋在素混凝土找平層內(nèi)。 優(yōu)選地，所述地埋管內(nèi)設(shè)置傳熱介質(zhì)，所述地埋管的兩端頭與所述地源熱泵相連。 優(yōu)選地，所述基坑內(nèi)設(shè)置一個(gè)回路的所述地埋管，所述地埋管前后彎曲排列。 優(yōu)選地，所述基坑內(nèi)設(shè)置多個(gè)回路的所述地埋管，所述多個(gè)回路的地埋管通過(guò)連接總
管并聯(lián)連接，所述連接總管再連接到所述地源熱泵上。
將地源熱泵系統(tǒng)與地下工程結(jié)構(gòu)底板結(jié)合起來(lái)施工具有如下優(yōu)點(diǎn)-在空間布置方面由于將地埋管埋設(shè)在地下工程的結(jié)構(gòu)底板下，可以省去傳統(tǒng)鉆孔地
埋管系統(tǒng)的占地以及專(zhuān)為地埋管的埋設(shè)進(jìn)行的鉆孔等施工費(fèi)用；
在施工質(zhì)量控制方面由于地埋管是水平布設(shè)在地下工程基坑墊層上，其埋管的施工
質(zhì)量能夠得到很好的保證，地埋管在混凝土的保護(hù)下，其耐久性和可靠性將大大提高；
在經(jīng)濟(jì)性方面由于這一技術(shù)節(jié)省了地埋管系統(tǒng)的占地、額外的鉆孔施工等費(fèi)用，可
以較大的降低地源熱泵系統(tǒng)的初期投資。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖 附圖標(biāo)記如下
1、 素混凝土墊層
2、 地埋管
3、 素混凝土找平層 21、連接總管
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)進(jìn)行詳 細(xì)描述。
本發(fā)明中的地下工程結(jié)構(gòu)底板4是指在基坑6底面上設(shè)置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)底板4。
本發(fā)明主要用于建筑物空調(diào)和熱水系統(tǒng)的節(jié)能，將地源熱泵系統(tǒng)的地埋管2的埋設(shè)與 地下工程的結(jié)構(gòu)底板結(jié)合起來(lái)，既可以節(jié)省鉆孔埋設(shè)的成本，降低造價(jià)，還可以解決熱泵
4、 結(jié)構(gòu)底板
5、 地源熱泵
6、 基坑系統(tǒng)地下占地面積大的問(wèn)題，而且能夠有效保護(hù)地埋管2，提高其耐久性。本發(fā)明將成為 地源熱泵進(jìn)一步推廣應(yīng)用的新方向。
本發(fā)明包括地埋管2和所述地下工程結(jié)構(gòu)，所述地下工程結(jié)構(gòu)包括基坑6和結(jié)構(gòu)底板 4，所述基坑6內(nèi)設(shè)置所述結(jié)構(gòu)底板4，所述結(jié)構(gòu)底板4下平鋪所述地埋管2，所述地埋管 2的兩端頭設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)底板4之外。所述地埋管2下設(shè)置素混凝土墊層1，所述地埋 管2的周?chē)O(shè)置素混凝土找平層3。所述地埋管2內(nèi)設(shè)置傳熱介質(zhì)，所述地埋管2的兩端 頭與所述地源熱泵5相連。
所述基坑6內(nèi)設(shè)置一個(gè)回路的所述地埋管2，所述地埋管2前后彎曲排列。
所述基坑6內(nèi)設(shè)置多個(gè)回路的所述地埋管2，所述多個(gè)回路的地埋管2通過(guò)連接總管 21并聯(lián)連接，所述連接總管21再連接到所述地源熱泵5上。
本發(fā)明主要針對(duì)地源熱泵系統(tǒng)中地埋管2的埋設(shè)位置和方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖1所示， 具體施工歩驟如下
1. 形成基坑6，在基坑6的底面上澆注素混凝土墊層1，待素混凝土墊層l凝固后， 將地埋管2按一定排列方式和間距布置在基坑6素混凝土墊層1上面；
2. 用素混凝土找平層3覆蓋鋪設(shè)好的地埋管2并找平，使素混凝土找平層3將地埋 管2覆蓋保護(hù)起來(lái)；
3. 地下工程結(jié)構(gòu)底板4在素混凝土找平層3上面綁扎好鋼筋籠后澆注混凝土，從而 形成結(jié)構(gòu)底板4,同時(shí)也將地埋管2澆注在結(jié)構(gòu)底板4下。
在施工過(guò)程中，注意將地埋管2的兩端頭伸出結(jié)構(gòu)底板4之外，分組連接到連接總管， 使之與地源熱泵5相連。在地埋管2內(nèi)設(shè)置傳熱介質(zhì)，使傳熱介質(zhì)在地埋管2環(huán)路系統(tǒng)中 循環(huán)，與素混凝土墊層l和周?chē)翆舆M(jìn)行熱交換。
由于基坑6較大，為了加強(qiáng)換熱效果，在基坑6底部設(shè)置多組地埋管2，每組地埋管 2的兩端頭均設(shè)置在結(jié)構(gòu)底板4之外。每組的地埋管2通過(guò)連接總管21并聯(lián)起來(lái)組成回 路，最終都連接到地源熱泵5上。所述的地埋管2的并聯(lián)連接方式是指每組地埋管2均可 不通過(guò)其他組地埋管2直接與連接總管21相連通，與電路連接中的并聯(lián)連接相似。
在具體設(shè)計(jì)施工時(shí)，可根據(jù)地下工程結(jié)構(gòu)底板4下地埋管2傳熱模型計(jì)算地埋管2 的總長(zhǎng)度；根據(jù)傳熱介質(zhì)在地埋管環(huán)路中的流量和進(jìn)出口目標(biāo)溫度，確定地埋管2系統(tǒng)的 分組和布置。
本發(fā)明的工作原理為地下一定深度的巖土層擁有常年基本恒定的地溫，而地下工程 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底板都位于這樣的土層當(dāng)中，這為利用地溫能的地源熱泵系統(tǒng)提供了有利條件。在地下工程結(jié)構(gòu)底板與素混凝土墊層1之間埋設(shè)地埋管2并形成環(huán)路，傳熱介質(zhì)在地 埋管2環(huán)路系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)與素混凝土墊層1和周?chē)翆舆M(jìn)行熱交換，吸收(或釋放)熱量，
根據(jù)能量守恒，這一部分能量即可用于對(duì)室內(nèi)進(jìn)行供暖(或制冷)，進(jìn)而降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)
行時(shí)的能耗。
具體地，主要是通過(guò)結(jié)合地下工程的底板結(jié)構(gòu)的施工，在其中埋設(shè)地埋管系統(tǒng) L在地下工程基坑6開(kāi)挖到坑底標(biāo)高后，澆注素混凝土墊層l;
2. 待素混凝土墊層l凝固后，在其上按一定排列方式和間距布置地埋管2;
3. 再用素混凝土覆蓋鋪設(shè)好的地埋管2，將地埋管2覆蓋保護(hù)起來(lái)，并形成素混凝
土找平層3;
4. 在素混凝土找平層3之上綁扎好鋼筋后澆注混凝土，形成結(jié)構(gòu)底板4，同時(shí)將地
埋管2澆注在結(jié)構(gòu)底板4之下；
5. 將埋設(shè)在結(jié)構(gòu)底板4下的地埋管2分組并聯(lián)連接，并連接到地源熱泵5上。 將地源熱泵系統(tǒng)與地下工程結(jié)構(gòu)底板4結(jié)合起來(lái)施工具有如下優(yōu)點(diǎn)-在空間布置方面由于將地埋管2埋設(shè)在地下工程的結(jié)構(gòu)底板4下，可以省去傳統(tǒng)鉆
孔地埋管系統(tǒng)的占地以及專(zhuān)為地埋管2的埋設(shè)進(jìn)行的鉆孔等施工；
在施工控制方面由于地埋管2是水平布設(shè)在地下工程基坑6的素混凝土墊層1上， 其地埋管2的施工質(zhì)量能夠得到很好的保證，地埋管2在混凝土的保護(hù)下，其耐久性將大 大提高；
在經(jīng)濟(jì)性方面由于這一技術(shù)節(jié)省了地埋管系統(tǒng)的占地、額外的鉆孔施工等費(fèi)用，可 以較大地降低地源熱泵系統(tǒng)的初期投資。
上述設(shè)計(jì)實(shí)例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)等同手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，包括所述地埋管(2)，其特征在于還包括所述結(jié)構(gòu)底板(4)，所述結(jié)構(gòu)底板(4)設(shè)置在基坑(6)內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)底板(4)下平鋪所述地埋管(2)，所述地埋管(2)的兩端頭設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)底板(4)之外。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，其特征在 于所述地埋管(2)下設(shè)置素混凝土墊層(1)，所述地埋管(2)預(yù)埋在素混凝土找 平層(3)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，其特征在 于所述地埋管(2)內(nèi)設(shè)置傳熱介質(zhì)，所述地埋管(2)的兩端頭與所述地源熱泵(5) 相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，其特征在 于所述基坑(6)內(nèi)設(shè)置一個(gè)回路的所述地埋管(2)，所述地埋管(2)前后彎曲排 列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，其特征在 于所述基坑(6)內(nèi)設(shè)置多個(gè)回路的所述地埋管(2)，所述多個(gè)回路的地埋管(2) 通過(guò)連接總管(21)并聯(lián)連接，所述連接總管(21)再連接到所述地源熱泵(5)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種埋設(shè)在地下工程結(jié)構(gòu)底板下的地源熱泵地埋管系統(tǒng)，包括所述地埋管(2)和所述結(jié)構(gòu)底板(4)，所述結(jié)構(gòu)底板(4)設(shè)置在基坑(6)內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)底板(4)下平鋪所述地埋管(2)，所述地埋管(2)的兩端頭設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)底板(4)之外。本發(fā)明占地少，施工費(fèi)用低，傳熱效率高。
文檔編號(hào)F25B30/06GK101598475SQ200910054308
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者夏才初 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)