[发明专利]地源热泵灌注桩的结构及其施工方法

权利要求书

1.一种地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：包括端承桩(1)、换热管、以及设置于端承桩(1)内部的钢筋笼；所述钢筋笼包括空心换热体(2)和设置在空心换热体(2)顶部的左、右钢管(3、4)；所述左、右钢管(3、4)均与空心换热体(2)连通，且穿过端承桩(1)与外界连通；所述换热管包括分别内套于左、右钢管(3、4)的传热管(5)和导热管(6)；所述导热管(6)包括硬质段(61)和记忆合金段(62)；所述记忆合金段(62)远离硬质段(61)的一端插入左钢管(3)内与传热管(5)可拆卸连接；所述记忆合金段(62)在常温下为弯管，到达跃变温度之上则为直管，在记忆合金段(62)的内壁设有加热装置；所述硬质段(61)的侧壁内设置有与加热装置连接的电缆(611)；所述电缆(611)与外部电源系统可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述加热装置包括加热带(621)；所述加热带(621)内埋于记忆合金段(62)的侧壁内，且螺旋缠绕在记忆合金段(62)上。

3.根据权利要求1所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述记忆合金段(62)与硬质段(61)可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述右钢管(4)向内凸形成定位板(41)；所述硬质段(61)的外周面上沿竖直方向开有沟槽(612)；所述定位板(41)内嵌于沟槽(612)时，所述记忆合金段(62)与传热管(5)可拆卸连接。

5.根据权利要求1-4其中任一项所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述记忆合金段(62)的外周面远离硬质段(61)的一端开有环形槽(622)；所述传热管(5)的底部内侧开有容置槽(31)；所述容置槽(31)内通过扭力弹簧铰接有卡接板(311)；所述卡接板(311)一端的上表面与容置槽(31)的上表面抵触，另一端插入环形槽(622)内与记忆合金段(62)卡接。

6.根据权利要求5所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述容置槽(31)沿径向向内凸形成凸台(312)；所述容置槽(31)内安装有套筒(313)；所述套筒(313)与凸台(312)卡接，且可沿竖直方向在凸台(312)上滑动；所述套筒(313)底部开有缺口；所述卡接板(311)铰接在缺口内；所述卡接板(311)一端的上表面与凸台(312)的下表面抵触，另一端插入环形槽(622)内与记忆合金段(62)卡接。

7.根据权利要求6所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述左钢管(3)的底部沿径向向内凸形成支承台(32)；所述支承台(32)的上表面开有与传热管(5)相配合的密封槽(321)；所述密封槽(321)内安装有密封胶垫。

8.根据权利要求7所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于：所述记忆合金段(62)远离硬质段(61)的一端设置有锥形穿刺头(623)；所述锥形穿刺头(623)插入传热管(5)内与传热管(5)连通。

9.一种地源热泵灌注桩的施工方法，具有如权利要求1-8任一项所述的地源热泵灌注桩的结构，其特征在于，包括如下步骤：

S1)根据设计要求，确定基坑的直径和深度、空心换热体(2)以及左、右钢管(3、4)的长度，将左、右钢管(3、4)固定在空心换热体(2)顶部，并与空心换热体(2)连通，制成钢筋笼；

S2)根据步骤S1)确定的基坑的直径和深度，在土壤上钻取基坑；

S3)将步骤S1)中的钢筋笼放入基坑中，并灌注混凝土，冷却后形成端承桩(1)；

S4)将电缆(611)与外部电源系统连接，加热装置将温度提升到达跃变温度之上，记忆合金段(62)变为直管，将记忆合金段(62)沿右钢管(4)插入到空心换热体(2)内，将电缆(611)与外部电源系统断开，记忆合金段(62)变为弯管；向上提导热管(6)，使记忆合金段(62)远离硬质段(61)的一端插入到左钢管(3)中，将传热管(5)插入左钢管(3)中，并与记忆合金段(62)连通，形成换热管；

S5)将换热管与外界地源热泵系统连通，形成回路，通水检测环路的有效性，完成整体预制地源热泵灌注桩的施工。