[发明专利]一种预制能源桩及施工方法、热泵换热系统

权利要求书

1.一种预制能源桩，其特征在于：包括桩体(1)和换热管道(2)，桩体(1)包括不锈钢管(11)、穿设在不锈钢管(11)内的金属衬管(12)，以及设置在金属衬管(12)与不锈钢管(11)之间的混凝土管(13)，所述不锈钢管(11)与金属衬管(12)之间设置有导热件(3)，导热件(3)同时与不锈钢管(11)和金属衬管(12)接触连接；

所述换热管道(2)包括供换热介质依次流通的第一管段(21)和第二管段(22)，第一管段(21)与第二管段(22)相连通，所述第一管段(21)与第二管段(22)的顶部均向上伸出能源桩，且所述第二管段(22)与金属衬管(12)接触连接。

2.根据权利要求1所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述第二管段(22)为螺旋状。

3.根据权利要求2所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述金属衬管(12)上开设有与换热管道(2)适配的螺旋状嵌槽(121)，且换热管道(2)完全嵌设在嵌槽(121)内。

4.根据权利要求1所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述导热件(3)包括顶环(32)、底座(31)和多根连接螺栓(33)，所述底座(31)的外周壁与不锈钢管(11)底端的内周壁贴合固定，底座(31)的上表面开设有供金属衬管(12)插入固定的定位孔(311)，所述顶环(32)套设固接在金属衬管(12)顶部的外周壁上，且顶环(32)的外周壁与不锈钢管(11)的内周壁贴合固定，所述连接螺栓(33)穿过不锈钢管(11)螺纹连接在金属衬管(12)上。

5.根据权利要求4所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述第一管段(21)包括多根并联连通的竖直管，多根所述竖直管均位于第一空间(111)内，且所述竖直管的底端固接在底座(31)上。

6.根据权利要求4所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述金属衬管(12)底端的外周壁以及定位孔(311)的内周壁均在竖直向下的方向上直径逐渐减小。

7.根据权利要求5所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述第二空间(112)内设置有多个预埋件(113)，所述预埋件(113)包括环状的限位环(1132)和连接杆(1131)，限位环(1132)的外径大于连接杆(1131)的外径，且连接杆(1131)的一端固接在第二空间(112)的内壁上，连接杆(1131)的另一端与限位环(1132)同轴固接。

8.根据权利要求7所述的一种预制能源桩，其特征在于：所述不锈钢管(11)的底部开设有注浆孔(114)，注浆孔(114)将第二空间(112)与外界连通，且所述顶环(32)上开设有多个将第二空间(112)和外界连通的连通孔(321)。

9.一种能源桩施工方法，其特征在于：包括以下步骤：将换热管道(2)的第二管段(22)嵌设固定在金属衬管(12)的嵌槽(121)内；

将金属衬管(12)从上至下放入到不锈钢管(11)内，使得金属衬管(12)的底部插设在定位孔(311)内，然后将螺栓(33)从不锈钢管(11)的外侧旋入，直到螺栓(33)螺纹连接在金属衬管(12)上；

通过注浆孔(114)向第二空间(112)内注浆，直到混凝土浆液从连通孔(321)溢出；

待混凝土浆液凝固后，对管桩进行超声波缺陷检测并将管桩分为优质管桩和普通管桩；

将建筑不同管桩位置的受力情况分为主要承力位置和辅助承力位置，并将优质管桩设置在主要承力位置处；将普通管桩设置在辅助承力位置处。

10.一种热泵换热系统，其特征在于：包括换热器(4)、空调循环系统(5)、连接管道以及多根如权利要求1-8任一所述的能源桩，多根能源桩在多根连接管道的连接下并联成换热桩群，且能源桩的第一管段(21)均与换热器(4)的第一出口端连通，能源桩的第二管段(22)均与换热器(4)的第一入口端连通，换热器(4)的第二出口端与空调循环系统(5)的入口端连通，换热器(4)的第二入口端与所述空调循环系统(5)的出口端连通。