[发明专利]一种冷热电联产灌注桩装置及其施工方法

权利要求书

1.一种冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，该冷热电联产灌注桩装置包括：灌注桩、埋设于所述灌注桩内的传热管、换热设备、桩侧半导体温差发电系统和桩端半导体温差发电系统，其中，所述换热设备通过阀门和水泵与换热管连通，构成空调系统回路，通过水泵和阀门控制传热管内液体流速，传热管内液体首先与土体中浅层地热能实现热交换，然后通过上部换热设备调节建筑物室内空气温度；所述桩侧半导体温差发电系统利用传热管内液体与桩侧土体之间的温差实现热电转化，并将获得的电能连接DC/DC转化器和蓄电池为地表用电设备提供电力供应；所述的桩端半导体温差发电系统利用传热管内液体与桩端土体之间的温差实现热电转化，利用导线将半导体温差发电获得的电能连接DC/DC转化器和蓄电池为地表用电设备提供电力供应，其中，所述桩端半导体温差发电系统包括半导体温差发电片、导热硅胶、承载板、导热防护层、DC/DC转化器、蓄电池和导线，承载板与灌注桩钢筋笼的底部绑扎或焊接连接，承载板上端面布置散热管、下端面布置半导体温差发电片，半导体温差发电片通过导热硅胶粘贴在承载板下端面，半导体温差发电片外侧设置导热防护层，半导体温差发电片获得的电能通过将导线连接DC/DC转化器和蓄电池为地表用电设备提供电力供应。

2.根据权利要求1所述的冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，所述桩侧半导体温差发电系统包括半导体温差发电片、导热硅胶、导热防护层、DC/DC转化器、蓄电池和导线，所述半导体温差发电片通过导热硅胶粘贴在传热管外侧，半导体温差发电片外侧设置导热防护层，半导体温差发电片获得的电能通过将导线连接DC/DC转化器和蓄电池为地表用电设备提供电力供应。

3.根据权利要求1所述的冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，所述的灌注桩，为泥浆护壁钻孔灌注桩或全套管钻孔灌注桩；其桩长、桩径、混凝土标号以及钢筋笼尺寸，根据支撑上部荷载要求进行设计。

4.根据权利要求1所述的冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，所述的传热管为聚乙烯管，其外径为25～60mm，壁厚为5～8mm，长度根据灌注桩桩长和传热管埋管布置形式需要确定；传热管绑扎在灌注桩钢筋笼侧壁；传热管埋管形式为单U形、双U形、W形或螺旋型中的任意一种或者几种组合形式。

5.根据权利要求1所述的冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，所述的水泵位于地表，其功率为0.55～1.2kw；所述的阀门为电动二通阀门；所述的换热设备为空调设备中的风机盘管。

6.根据权利要求1或2所述的冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，所述的导热硅胶的导热系数为0.6～1.5W/(m·K)，具有高粘结性能和超强的导热效果，不会固体化、不会导电的特性；所述的导热防护层为不锈钢铁皮或硅胶基复合材料，防止半导体温差发电片在混凝土浇筑、振捣过程中损坏；所述的DC/DC转化器位于地表，为升压型DC/DC转化器；所述的蓄电池位于地表，为铅蓄电池或锂离子蓄电池或锂离子聚合物蓄电池或镍镉蓄电池中的一种；所述的导线埋设在导热硅胶内。

7.根据权利要求1所述的冷热电联产灌注桩装置，其特征在于，所述的承载板为圆形刚板，其厚度为8～12mm、直径为0.5～1.1m，与灌注桩钢筋笼直径一致，承载板上设置4～6个预留孔，供灌注桩的钢筋笼主筋穿越，位于灌注桩低端的承载板与穿越其小圆孔的主筋绑扎或焊接连接；所述的散热管为聚乙烯管，其外径为25～60mm、壁厚为5～8mm、长度为1～2m，盘绕在承载板上端面，并与传热管连通。