[发明专利]一种半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统

权利要求书

1.一种半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，包括预制混凝土管桩和开放式换热管，其特征在于：所述开放式换热管包括进液管和回液管，所述预制混凝土管桩在桩孔内形成一体的换热室，所述进液管进入换热室的底部，所述回液管安装在换热室的顶部，换热介质经进液管输入桩孔底部，从下面向上流经整个桩孔，从桩顶流出，在桩孔内完成受迫对流。

2.根据权利要求1所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，其特征在于：所述进液管底端距桩孔底面20cm以上；所述回液管插入至承台混凝土填芯底端，并伸入桩孔中5-10cm。

3.根据权利要求2所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，其特征在于：所述混凝土管桩桩头焊接桩尖封口，成桩后从桩顶的桩孔向下灌入混凝土，在桩底能形成10-20cm的混凝土封底层。

4.根据权利要求3所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，其特征在于：所述预制混凝土管桩是打入土体的多节管桩，在节间的接桩处设置密封措施；接桩前，在上下两节端头板平面上放置比桩孔略大高弹性耐久橡胶圈，用粘结树脂将其包裹，成一个环状区域；将两节桩头对接后直至树脂凝固，形成接桩处第一道密封；其后沿两端头板金属圆环接缝外侧一圈满焊形成第二道密封。

5.根据权利要求4所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，其特征在于：进液管与回液管从桩顶承台下的填芯混凝土内穿出，穿出点对称于桩轴心两侧。

6.根据权利要求5所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，其特征在于：若干管桩的回液管连接到回液分集总管，在回液分集总管与热泵机组之间布置澄清池，所述澄清池的底部倾斜面，并在斜面底端设置有泄流出口。

7.根据权利要求6所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，其特征在于：所述澄清池同时用作补水/溢流池，在澄清池内设置溢流阀门，当压力超过设定工作压力时自动泄除多余液体，保护循环系统；在澄清池内设置水面控制器，设定高度应高于其出水口10-20cm，若池内水面低于液面，将自动补水，确保向热泵机组持续供水。

8.根据权利要求1所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统的施工方法，其特征在于包括步骤：

步骤1，在管桩桩底焊接桩尖，将桩身整体打入土层设计位置后，从桩顶口灌入封底混凝土，使其在桩底形成封底层；

步骤2，将进水管由桩孔插入管桩内，延伸至封底混凝土上约20 cm处，在地面做临时固定使其管口高度不变；插入回水管至桩顶填芯混凝土设计高度之下5-10 cm；

步骤3，安装锚固钢筋后浇筑填芯混凝土，用于固定进水管和回水管；

步骤4，待混凝土凝固，进水管和回水管位置稳定后，经进水管向桩孔内注入循环水，直至从回水管中流出，停止注水。

9.根据权利要求8所述的半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统的施工方法，其特征在于：在多节管桩施工过程中，增设接桩处的密封措施，前一节管桩打入地下后，第二节管桩由打桩机固定至第一节桩顶正上方，两节管桩之间预留一定操作空间；在第一节管桩桩顶的端头板上，靠近桩孔一圈放置环形接缝密封圈，后在其周围和表面浇筑粘结树脂，确保树脂将密封圈包裹在内；待树脂凝结之前，将第二节管桩对齐第一节桩缓缓下放，直至两端头板接触后，完全释放二节桩使两者在重力作用下相互挤压，至此树脂与被挤压的密封圈形成第一道密封结构；将两端头板最外侧的接缝满焊，以焊缝为第二道密封结构。