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一種石墨烯改性能量樁的制作方法

文檔序號:8648845閱讀:622來源:國知局
一種石墨烯改性能量樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地源熱泵及粧基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種能量粧。
【背景技術(shù)】
[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(yīng)用前景。地源熱泵技術(shù),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(shí)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(shè)在粧基礎(chǔ)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(dǎo)性能,但鋼材成本很高,在建筑工程應(yīng)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(qiáng)度,但是其抗拉強(qiáng)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(chǎn)生彎矩,當(dāng)彎矩過大時容易造成受拉區(qū)拉應(yīng)力超出混凝土抗拉強(qiáng)度,從而導(dǎo)致混凝土開裂。
[0004]石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,這是一種只有一個碳原子厚度的二維材料,導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m.K,高于碳納米管和金剛石,石墨烯是人類已知強(qiáng)度最高的物質(zhì),比鉆石還堅硬,強(qiáng)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(jié)合形成的石墨烯復(fù)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(qiáng)度。同時,采用石墨烯分散液作為導(dǎo)熱液體,可以大幅提高熱泵導(dǎo)熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是解決傳統(tǒng)能量粧熱傳導(dǎo)效率低、強(qiáng)度不高的缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的而采用的技術(shù)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?zé)岜煤图療崞鳌?br>[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(nèi)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?zé)岜么釉趥鳠峁苌?,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(dǎo)熱液。
[0011]進(jìn)一步,所述粧體通過沉管灌注、預(yù)制或現(xiàn)澆制成。
[0012]進(jìn)一步,所述傳熱管為PVC管、PE管或金屬管。
[0013]進(jìn)一步,所述導(dǎo)熱液為石墨烯分散液。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:(I)石墨烯是當(dāng)今熱傳導(dǎo)效率最高的材料之一,因此石墨烯和混凝土復(fù)合材料較普通混凝土具有更高的導(dǎo)熱性能,因此粧身熱傳輸效率極高。(2)由于石墨烯導(dǎo)熱能力極高,采用石墨烯分散液作為導(dǎo)熱液體,大幅提高了熱泵導(dǎo)熱效率。(3)石墨烯是迄今世界上強(qiáng)度最高的物質(zhì),因此通過石墨烯改性的混凝土具有更高的強(qiáng)度,采用石墨烯和混凝土復(fù)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(qiáng)度。
[0015]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是毋庸置疑的。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)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(dǎo)熱液(201)、鋼筋籠
(3)、活動接頭(4)、地?zé)岜?5)、集熱器(6)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明,但不應(yīng)該理解為本實(shí)用新型上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段,做出各種替換和變更,均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)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?zé)岜?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(nèi)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(dǎo)熱液201。進(jìn)一步,所述導(dǎo)熱液201為石墨烯分散液。此實(shí)施例中所述石墨烯分散液,是石墨烯分散在水或其他導(dǎo)熱液體中而成的。
[0027]所述集熱器6是一個具有進(jìn)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(jìn)水口和出水口。
[0029]所述地?zé)岜?串接在傳熱管2上,位于粧體外部。實(shí)施例中,所述地?zé)岜?是市售的水泵,其具有進(jìn)水口和出水口。
[0030]傳熱管2、地?zé)岜?和集熱器6形成一個閉合回路。當(dāng)?shù)責(zé)岜?工作時,導(dǎo)熱液201在回路中循環(huán)流動,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞。
[0031]進(jìn)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(jìn)水口和出水口連接。
[0032]進(jìn)一步,所述傳熱管2為PVC管、PE管或金屬管。
[0033]實(shí)施例2:
[0034]本實(shí)施例公開一種石墨烯改性能量粧,主要結(jié)構(gòu)同實(shí)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(shè)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(jù)設(shè)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(jìn)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(chǔ)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(fù)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(gòu)造鋼筋網(wǎng),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(jìn)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(nèi)注入導(dǎo)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(shí)施例3:
[0045]本實(shí)施例公開一種石墨烯改性能量粧,主要結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1,所述述粧體I通過預(yù)制制成。
[0046]預(yù)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(shè)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(jù)設(shè)計要預(yù)制石墨烯混凝土復(fù)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(nèi)布置傳熱管2,向粧體I內(nèi)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(chǔ)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(jìn)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(nèi)注入導(dǎo)熱液201,完成預(yù)制粧體I式的石墨烯改性能量粧的施工。
[0054]實(shí)施例4:
[0055]本實(shí)施例公開一種石墨烯改性能量粧,主要結(jié)構(gòu)同實(shí)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(shè)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(chǔ)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(jìn)行養(yǎng)護(hù),必須在粧體I材料養(yǎng)護(hù)到一定強(qiáng)度后,才能進(jìn)行下一步驟;
[0060]4)施工場地降水,開挖粧芯土 ;對粧體I進(jìn)行封底,在粧體I內(nèi)安裝傳熱管2 ;向粧體I內(nèi)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(jìn)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(nèi)注入導(dǎo)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(quán)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?zé)岜?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(nèi)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?zé)岜?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(dǎo)熱液(201)。
2.根據(jù)權(quán)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(yù)制或現(xiàn)澆制成。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(dǎo)熱液(201)為石墨烯分散液。
【專利摘要】本實(shí)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?zé)岜煤图療崞鳌扼w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(nèi)部。傳熱管的兩端伸出樁帽,分別與集熱器連接在一起。地?zé)岜么釉趥鳠峁苌稀扼w是由石墨烯和混凝土的混合物澆筑而成的。傳熱管中有導(dǎo)熱液。樁體通過沉管灌注、預(yù)制或現(xiàn)澆制成。傳熱管為PVC管、PE管或金屬管。導(dǎo)熱液為石墨烯分散液。采用石墨烯和混凝土復(fù)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(qiáng)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(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月26日
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