[实用新型]一种PHC管桩相变蓄能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种PHC管桩相变蓄能系统。

背景技术

 PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩，是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800 ℃ 左右的蒸汽养护，制成的一种空心圆筒型混凝土预制构件，标准节长为10m ，直径从300mm～800mm ，混凝土强度等级≥C80。 

PHC 管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广，建筑类型多。广泛应用于60 层以下的多种高层建筑以及工业与民用建筑低承台桩基础，铁路、公路与桥梁、港口、码头、水利、市政、构筑物，及大型设备等工程基础。在大型建筑中，PHC管桩的使用量很大，单个项目的使用量经常达到数百甚至数千根，桩基深度可达数十米。

为保护桩下端以及封底、防止管内进土，防止桩移位，有效提高管桩的单桩承载力，PHC 管桩进行压桩施工时，常在PHC 管桩的端头部位安装桩尖。桩尖有十字型和尖头型等。

相变材料(Phase Change Materials)，简称PCM。相变材料(PCM - Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。所以，单位体积、单位质量的相变材料蓄能的量远远高于温差蓄能。相变材料可分为有机（Organic）和无机(Inorganic) 相变材料。亦可分为水合（Hydrated）相变材料和蜡质(Paraffin Wax)相变材料。冰蓄冷制冷系统就是比较常见的相变蓄冷的例子。但是，由于水的相变点在0°C，所以冰蓄冷系统只能用于蓄冷。随着科技的进步，科研人员目前逐渐研制出了多种高温相变蓄能材料，相变温度高于0°C，可在5°C ~40°C之间，相变温度范围涵盖了冷冻水供水温度范围、冷却塔温度范围、热泵制热工况蒸发器进水温度和制冷工况冷凝器进水温度范围等。利用高温相变蓄能材料，可在冬季和夏季分别实现相变蓄冷和相变蓄热。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种PHC管桩相变蓄能系统，在PHC管桩内的空间安装换热管道并灌注高温相变蓄能材料，由换热管道、高温相变蓄能材料、PHC管桩和PHC管桩外的岩土体形成高效、大热容量的相变蓄能系统，实现冬季蓄冷、夏季蓄热，并设有温度传感器检测高温相变蓄能材料的温度和系统供回水温度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

    一种PHC管桩相变蓄能系统，包括PHC管桩，所述PHC管桩的底端设有管桩桩尖，所述PHC管桩的空腔内充注有高温相变蓄能材料，所述PHC管桩的空腔内设有供水总管、若干回水支管及蓄能材料维护管，其中，所述供水总管设置在所述空腔的中心位置，所述若干回水支管设置在供水总管的四周，蓄能材料维护管设置在所述空腔的两侧；供水总管、若干回水支管及蓄能材料维护管均从PHC管桩的所述空腔的底部延伸至所述空腔顶端开口处的外侧；所述若干回水支管连通有回水总管。

    进一步的，所述蓄能材料维护管包括两根蓄能材料维护管且所述两根蓄能材料维护管构成回路。

    进一步的，所述PHC管桩的空腔的中部设有蓄能材料温度传感器，所述供水总管上设有供水总管温度传感器，所述回水总管上设有回水总管温度传感器。

    进一步的，所述回水总管设置在所述PHC管桩的空腔的外侧。

    进一步的，所述供水总管、若干回水支管、回水总管及蓄能材料维护管的材质均采用承压大于1.6MPa的高强度HDPE管材。

    本实用新型所述的PHC管桩相变蓄能系统的施工方法，包括以下步骤：

1）、对PHC管桩进行分段压桩，分段连接，截桩；压桩完毕和截桩时应做好成品保护，避免杂物或建筑垃圾坠入PHC管桩空腔内；

2）、安装供水总管、回水支管、回水总管及蓄能材料维护管；所述供水总管、回水支管、回水总管及蓄能材料维护管安装在截桩高度并引出PHC管桩，在基础下的垫层内埋设，引出处使用橡塑海绵进行防磨损包覆；

3）、安装蓄能材料温度传感器，所述蓄能材料温度传感器需在灌注液体高温相变蓄能材料前预置入PHC管桩内，将传感器信号线提前引出PHC管桩，信号线外加设塑料保护套管；