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