[发明专利]土壤源热泵系统埋管方法及土壤源热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及土壤源热泵系统，具体而言，涉及一种土壤源热泵系统埋管方法及土壤源热泵系统。

背景技术

土壤源热泵系统按照其地埋管换热系统的铺设方式可分为水平埋管和竖直埋管。对于竖直埋管按照埋管换热器与建筑物位置关系，又可分为在建筑物外部空地埋管，在建筑物基础底部桩基内埋管，以及在建筑物基础底部桩基间埋管三种布置方式。

目前，因技术及施工难度相对较低，在建筑物外部空地布置竖直地埋管的应用最为普遍，但随着城市化进程的加快，建筑的容积率越来越低，对于一些建筑密集的城区，仅依靠在建筑物周围的空地下布置地埋管，埋管数量已不能满足实际需求，这限制了土壤源热泵系统进一步的推广应用。

建筑物底部布置地埋管能对其埋管数量进行有力补充。但建筑桩基间布置竖直地埋管的过程中，需要在建筑桩基间的地基土中钻井布管，其深度一般深达几十米甚至上百米，钻井、回填等施工作业对建筑地基土体的改变，不可避免的会对建筑物基础承载力特性产生影响。并且进行建筑物底部布置地埋管的设计、施工工艺方法和常规土壤源热泵工程也有很大差异。现有的空地铺设地埋管的方法不能够作为有效参考。目前也没有合理安全的能够在建筑物底部布置地埋管的方法。

发明内容

本发明旨在提供一种土壤源热泵系统埋管方法及土壤源热泵系统，以解决现有技术中的土壤源热泵系统不能在建筑物底部安全地布置埋管的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种土壤源热泵系统埋管方法，该土壤源热泵系统埋管方法包括：在桩基内竖埋管，将第一换热管预制在桩基内，具体包括：将第一换热管预先放置在桩基的钢筋笼内部，然后向钢筋笼内浇筑混凝土，以形成桩基；在桩基间竖埋管，将第二换热管埋入桩基之间；通过水平集合管将第一换热管与第二换热管连通。

进一步地，第一换热管为螺旋形换热管，第二换热管为U形换热管。

进一步地，第一换热管的管距为100mm。

进一步地，在桩基间竖埋管，将第二换热管埋入桩基之间的步骤中包括：在桩基间钻孔，将第二换热管放入钻孔内，对钻孔进行回填。

进一步地，在桩基间钻孔的步骤之前还包括：确定第二换热管与桩基的安全距离，本步骤包括：判断桩基的类型；若桩基为端承型，则第二换热管与桩基的中心距S大于或等于2.5倍的桩基的直径；若桩基为非挤土灌注桩，则第二换热管与桩基的中心距S大于或等于3.0倍的桩基的直径；若桩基为挤土桩，则第二换热管与桩基的中心距S大于或等于3.5倍的桩基的直径。

进一步地，对钻孔进行回填的步骤中包括：选用回填料，回填料凝固后的强度大于或等于原土质强度；将回填料填入钻孔内。

根据本发明的另一方面，提供了一种土壤源热泵，该土壤源热泵系统包括：空调末端；埋管部，埋管部包括预制埋设在桩基内的第一换热管和埋设在桩基间的第二换热管；水平集合管，水平集合管连接第一换热管和第二换热管；地源热泵主机，地源热泵主机连接在水平集合管与空调末端之间。

进一步地，土壤源热泵系统还包括地源侧循环泵和空调侧循环泵，地源侧循环泵设置在水平集合管上，且位于埋管部与地源热泵主机之间，空调侧循环泵设置在水平集合管上，且位于地源热泵主机与空调末端之间。

进一步地，土壤源热泵系统还包括监测桩基沉降量的沉降监测部，沉降监测部包括：液体静力水准器，液体静力水准器为多个，且一一对应地分布在各监测点，连通管连接各液体静力水准器，使任意两个液体静力水准器之间连通；位移传感器，位移传感器的数量与液体静力水准器的数量一致，且位移传感器一一对应地设置在液体静力水准器上，并监测液体静力水准器的液面移动；巡检仪，巡检仪与位移传感器连接，收集并处理位移传感器监测的液体静力水准器的液面移动，以确定桩基的沉降量。

进一步地，沉降监测部还包括：计算机监测中心，计算机监测中心与巡检仪连接，收集并处理巡检仪输送的信息，并计算出各监测点之间的相对沉降量；无线传输模块，无线传输模块与计算机监测中心连接，若计算机监测中心监测的各监测点之间的相对沉降量超过预警值，则无线传输模块发出报警信息。

应用本发明的技术方案，通过该土壤源热泵系统埋管方法能够在桩基内预埋第一换热管，有效利用桩基内的空间，提高埋管数量，以使换热面积增大，提高负载能力。桩基间埋设的第二换热管有效利用了桩基之间的空间，合理优化了换热管的布置方式，在同样换热能力下，减少占用面积，充分利用建筑区域内的所有用地。第一换热管预先放置在桩基的钢筋笼内部，无需在桩基浇筑完成后损坏桩基的结构，保证了桩基的结构强度，进而确保了桩基的承载能力。