一種石墨烯改性能量樁的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及地源熱泵及粧基礎技術領域，具體涉及一種能量粧。
【背景技術】
[0002]地源熱泵是一種清潔能源，且分布廣、造價低、使用方便，具有廣闊的開發(fā)和應用前景。地源熱泵技術，是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對穩(wěn)定的特性，通過電能實現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷的目的。地源熱泵不需要人工的冷熱源，是一種有效利用綠色能源的方式。
[0003]能量粧是將傳熱管埋設在粧基礎中，通過粧基與周圍大地形成熱傳遞系統(tǒng)?；捝碜鳛闊崃看鎯蛡鬏斨黧w，需要其較好的熱量存儲能力和熱傳輸性能。傳統(tǒng)的能量粧粧身材料主要采用混凝土、碎石和鋼材等，雖然鋼粧具有很好的熱傳導性能，但鋼材成本很高，在建筑工程應用不多，而混凝土和碎石的熱量存儲能力和熱傳輸性能一般。此外，混凝土材料雖然具有很高的抗壓強度，但是其抗拉強度不高。在粧基受到水平荷載或者豎向偏心荷載作用時，在粧身產生彎矩，當彎矩過大時容易造成受拉區(qū)拉應力超出混凝土抗拉強度，從而導致混凝土開裂。
[0004]石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，這是一種只有一個碳原子厚度的二維材料，導熱系數(shù)高達5300W/m.K，高于碳納米管和金剛石，石墨烯是人類已知強度最高的物質，比鉆石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。將石墨烯和混凝土結合形成的石墨烯復合材料作為能量粧粧體材料，不僅能提高粧身的熱傳遞性能和熱量存儲能力，還能提高粧身強度。同時，采用石墨烯分散液作為導熱液體，可以大幅提高熱泵導熱效率。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的是解決傳統(tǒng)能量粧熱傳導效率低、強度不高的缺陷。
[0006]為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術方案是這樣的，一種石墨烯改性能量粧，包括粧體、粧帽、傳熱管、鋼筋籠、地熱泵和集熱器。
[0007]所述粧體底端密封，頂端由粧帽封堵。
[0008]所述傳熱管的中段綁扎在鋼筋籠上，置于粧體內部。所述傳熱管的兩端伸出粧帽，分別與集熱器連接在一起。所述地熱泵串接在傳熱管上，位于粧體外部。
[0009]所述粧體是由石墨烯和混凝土的混合物澆筑而成的。
[0010]所述傳熱管中有導熱液。
[0011]進一步，所述粧體通過沉管灌注、預制或現(xiàn)澆制成。
[0012]進一步，所述傳熱管為PVC管、PE管或金屬管。
[0013]進一步，所述導熱液為石墨烯分散液。
[0014]本實用新型的有益效果在于:(I)石墨烯是當今熱傳導效率最高的材料之一，因此石墨烯和混凝土復合材料較普通混凝土具有更高的導熱性能，因此粧身熱傳輸效率極高。(2)由于石墨烯導熱能力極高，采用石墨烯分散液作為導熱液體，大幅提高了熱泵導熱效率。(3)石墨烯是迄今世界上強度最高的物質，因此通過石墨烯改性的混凝土具有更高的強度，采用石墨烯和混凝土復合材料作為能量粧的粧身，不僅能提高粧身的熱傳遞性能和熱量存儲能力，還大大提高了粧身材料的強度。
[0015]本實用新型的技術效果是毋庸置疑的。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例2的平面示意圖；
[0017]圖2為圖1中的A-A剖面示意圖；
[0018]圖3為是本實用新型實施3、4的平面示意圖；
[0019]圖4為是圖3中的B-B剖面示意圖。
[0020]圖中:粧體(1)、粧帽(101)、回填材料(102)、傳熱管(2)、導熱液(201)、鋼筋籠
(3)、活動接頭(4)、地熱泵(5)、集熱器(6)。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但不應該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本實用新型的保護范圍內。
[0022]實施例1:
[0023]本實施例公開一種石墨烯改性能量粧，包括粧體1、粧帽101、傳熱管2、鋼筋籠3、活動接頭4、地熱泵5和集熱器6。
[0024]所述粧體I底端密封，頂端由粧帽101封堵。
[0025]所述傳熱管2的中段綁扎在鋼筋籠3上，置于粧體I內部。所述粧體I是由石墨烯和混凝土的混合物澆筑而成的。
[0026]所述傳熱管2中充入導熱液201。進一步，所述導熱液201為石墨烯分散液。此實施例中所述石墨烯分散液，是石墨烯分散在水或其他導熱液體中而成的。
[0027]所述集熱器6是一個具有進水口和出水口的密閉容器。集熱器6為集熱部件或裝置。
[0028]所述傳熱管2的兩端伸出粧帽101，分別與集熱器6連接在一起，即所述傳熱管2的兩端分別連接集熱器6的進水口和出水口。
[0029]所述地熱泵5串接在傳熱管2上，位于粧體外部。實施例中，所述地熱泵5是市售的水泵，其具有進水口和出水口。
[0030]傳熱管2、地熱泵5和集熱器6形成一個閉合回路。當?shù)責岜?工作時，導熱液201在回路中循環(huán)流動，進而實現(xiàn)熱量的傳遞。
[0031]進一步地，所述傳熱管2的兩端均通過活動接頭4與集熱器6的進水口和出水口連接。
[0032]進一步，所述傳熱管2為PVC管、PE管或金屬管。
[0033]實施例2:
[0034]本實施例公開一種石墨烯改性能量粧，主要結構同實施例1，所述粧體I通過沉管灌注制成。
[0035]沉管灌注粧體I式的石墨烯改性能量粧的施工步驟:
[0036]I)探明施工場地地層情況，設計粧體I形式、粧體I深度以及傳熱管2直徑參數(shù)；
[0037]2)根據設計要求，制作鋼筋籠3，并將傳熱管2綁扎在鋼筋籠3上；將傳熱管2兩端與活動接頭4連接，并進行通水測試，測試整體傳熱管2的密封性；
[0038]3)平整場地、確定粧體I基礎施工位置，鉆孔沉管，繼而下放帶傳熱管2的鋼筋籠3至粧體I深度；
[0039]4)澆筑石墨烯混凝土復合材料，完成沉管灌注粧體I ;
[0040]5)在粧體I頂端布置粧帽101構造鋼筋網，并與粧體I的鋼筋籠3的主筋綁扎連接；
[0041]6)澆筑混凝土粧帽101 ；
[0042]7)從粧帽101引出的傳熱管2的兩端，均通過活動接頭4與集熱器6的進水口和出水口連接；將熱泵5串接在傳熱管2的一端；
[0043]8)向傳熱管2內注入導熱液201，完成沉管灌注粧體I式的石墨烯改性能量粧的施工。
[0044]實施例3:
[0045]本實施例公開一種石墨烯改性能量粧，主要結構同實施例1，所述述粧體I通過預制制成。
[0046]預制粧體I式的石墨稀改性能量粧的施工步驟:
[0047]I)探明施工場地地層情況，設計粧體I形式、粧體I深度以及傳熱管2直徑等參數(shù)；
[0048]2)根據設計要預制石墨烯混凝土復合材料粧體1，粧體I為底端密封，頂端開口的空心管；
[0049]3)在粧體I內布置傳熱管2，向粧體I內充填回填材料102直到粧體I頂端；
[0050]4)平整場地、確定粧體I基礎施工位置，沉粧至粧體I深度；
[0051]5)澆筑混凝土粧帽101 ；
[0052]6)從粧帽101引出的傳熱管2的兩端，均通過活動接頭4與集熱器6的進水口和出水口連接；將熱泵5串接在傳熱管2的一端；
[0053]7)向傳熱管2內注入導熱液201，完成預制粧體I式的石墨烯改性能量粧的施工。
[0054]實施例4:
[0055]本實施例公開一種石墨烯改性能量粧，主要結構同實施例1，所述述粧體I通過現(xiàn)澆制成。
[0056]現(xiàn)饒粧體I式的石墨稀改性能量粧的施工步驟:
[0057]I)探明施工場地地層情況，設計粧體I形式、粧體I深度以及傳熱管2直徑等參數(shù)；
[0058]2)平整場地，確定粧體I基礎施工位置，在粧位施工現(xiàn)饒石墨稀混凝土材料粧體1，粧體I為空心管；
[0059]3)然后對粧體I進行養(yǎng)護，必須在粧體I材料養(yǎng)護到一定強度后，才能進行下一步驟；
[0060]4)施工場地降水，開挖粧芯土 ；對粧體I進行封底，在粧體I內安裝傳熱管2 ；向粧體I內充填回填材料102直到粧體I頂端；澆筑混凝土粧帽101 ；
[0061]5)從粧帽101引出的傳熱管2的兩端，均通過活動接頭4與集熱器6的進水口和出水口連接；將熱泵5串接在傳熱管2的一端；
[0062]6)向傳熱管2內注入導熱液201，完成現(xiàn)澆粧體I式的石墨烯改性能量粧的施工。
【主權項】
1.一種石墨烯改性能量粧，其特征在于:包括粧體(I)、粧帽(101)、傳熱管(2)、鋼筋籠(3)、地熱泵(5)和集熱器(6); 所述粧體(I)底端密封，頂端由粧帽(101)封堵； 所述傳熱管(2)的中段綁扎在鋼筋籠(3)上，置于粧體(I)內部；所述傳熱管(2)的兩端伸出粧帽(101)，分別與集熱器(6)連接在一起；所述地熱泵(5)串接在傳熱管(2)上；所述粧體(I)是由石墨烯和混凝土的混合物澆筑而成的； 所述傳熱管(2)充入導熱液(201)。
2.根據權利要求1所述的一種石墨烯改性能量粧，其特征在于:所述粧體(I)通過沉管灌注、預制或現(xiàn)澆制成。
3.根據權利要求1所述的一種石墨烯改性能量粧，其特征在于:所述傳熱管(2)為PVC管、PE管或金屬管。
4.根據權利要求1所述的一種石墨烯改性能量粧，其特征在于:所述導熱液(201)為石墨烯分散液。
【專利摘要】本實用新型公開一種石墨烯改性能量樁，包括樁體、樁帽、傳熱管、鋼筋籠、地熱泵和集熱器。樁體底端密封，頂端由樁帽封堵。傳熱管的中段綁扎在鋼筋籠上，置于樁體內部。傳熱管的兩端伸出樁帽，分別與集熱器連接在一起。地熱泵串接在傳熱管上。樁體是由石墨烯和混凝土的混合物澆筑而成的。傳熱管中有導熱液。樁體通過沉管灌注、預制或現(xiàn)澆制成。傳熱管為PVC管、PE管或金屬管。導熱液為石墨烯分散液。采用石墨烯和混凝土復合材料作為能量樁的樁身，不僅能提高樁身的熱傳遞性能和熱量存儲能力，還大大提高了樁身材料的強度。
【IPC分類】E02D5-34, E02D5-38, E02D5-24, F24J3-08
【公開號】CN204356767
【申請?zhí)枴緾N201420844008
【發(fā)明人】丁選明, 范玉明, 肖楊, 劉紅
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月26日