[发明专利]一种地源热泵地下隧道结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明是涉及土木建筑领域，具体的说是一种地源热泵地下隧道结构及施工方法。

背景技术

传统的地缘热泵系统难以避免钻孔和回填材料的费用，工程难度大且消耗巨大，在隧道结构中利用了混凝土结构较高的热储存能力和热传导性能，可以获得了比钻孔埋管换热器更高的换热效率，因此，在隧道结构内铺设地源热泵系统具有较好的推广前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地源热泵地下隧道结构及施工方法，该种地下隧道结构能够利用隧道结构本身，实现能量的交换，节约了成本，同时，还能够对隧道结构本身起到了支撑的作用，节约成本的同时还能够和隧道结构本身结合，达到更好的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种地源热泵地下隧道结构，其特征是：包括衬砌，所述的衬砌的内表面固定有环形螺旋的导热管，所述的导热管外覆盖有混凝土层，所述的混凝土层内有钢筋网片，所述的钢筋网片与衬砌固定连接，所述的导热管固定在钢筋网片和衬砌之间，所述的混凝土层的内表面覆盖有隔热缓冲层；

所述的衬砌由预制管片制成，所述的预制管片内表面具有凹槽，所述的导热管管外连接有金属导热件，所述的金属导热件具有与凹槽配适的凸起。

为优化上述发明，采取的具体措施还包括：

所述的隔热缓冲层由内壁和外壁组成，所述的内壁和外壁之间安装有若干正六边形支架组成的大六边形隔热层，所述的大六边形隔热层内的每个正六边形空间内均安装有由小正六边形支架组成的小正六边形缓冲层，所述的大六边形隔热层和小正六边形缓冲层均为蜂巢状，所述的大六边形隔热层的隔热层隔板以及小正六边形缓冲层的缓冲层隔板的方向与衬砌的径向相同。

所述的隔热层隔板的高度为缓冲层隔板高度的两倍。

所述的缓冲层隔板靠近衬砌一侧与混凝土层固定连接。

所述的导热管为中空结构，所述的导热管端部连接有热交换系统。

一种地源热泵地下隧道结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤1，开挖截面为圆形隧道；

步骤2，将衬砌铺设到隧道内表面形成支撑结构，所述的衬砌由若干圆柱形分段连接而成，每个圆柱形分段由多片圆弧形预制管片连接而成；

步骤3，在衬砌内表面安装导热管，先将导热管沿着衬砌表面铺设，将导热管铺设成螺旋形；

步骤4，在导热管上固定金属导热件，将金属导热件的凸起插入到预制管片上预留的凹槽内，并在凹槽和金属导热件凸起的连接面上涂覆有导热胶；

步骤5，向导热管内注水，测试导热管的水密性；

步骤6，当水密性合格时，执行步骤8；

步骤7，当水密性不合格时，更换导热管故障段，返回步骤5；

步骤8，在导热管外侧铺设钢筋网片，钢筋网片固定在衬砌的内表面上，并将导热管固定在钢筋网片和衬砌之间；

步骤9，在钢筋网片内注入混凝土形成混凝土层；

步骤10，混凝土层硬化后，在混凝土层内表面环形铺设预制的隔热缓冲层；

步骤11，在隔热缓冲层的缝隙处涂抹泡沫树脂形成密封层。

所述的步骤9内混凝土层通过分段浇筑的方式实现混凝土层的制成。

一种地源热泵地下隧道结构及施工方法能够达到的有益效果为：

第一，通过金属导热件能够提高导热管和衬砌的热交换效率。

第二，通过钢筋网片和混凝土层实现了对导热管的保护，提高了使用寿命。

第三，通过隔热缓冲层保护了热交换结构的同时还能够防止热交换对隧道结构能温度环境的影响。

第四，隔热缓冲层内两层蜂巢状结构中大六边形隔热层能够最大限度的减小导热截面面积，而小六边形缓冲层能够最大在受到冲击时起到利用结构本身的高强度起到缓冲的作用。

附图说明

图1为本发明一种地源热泵地下隧道结构及施工方法地下隧道结构的结构原理图。

图2为本发明一种地源热泵地下隧道结构及施工方法地下隧道结构隔热缓冲层的截面图。

图3为本发明一种地源热泵地下隧道结构及施工方法地下隧道结构隔热层隔板以及缓冲层隔板的结构原理图。

图4为本发明一种地源热泵地下隧道结构及施工方法地下隧道结构金属导热件的结构原理图。

图例说明：1、衬砌；2、混凝土层；3、导热管；4、隔热缓冲层；5、大六边形隔热层；6、小正六边形缓冲层；7、隔热层隔板；8、缓冲层隔板；9、金属导热件。

具体实施方式