一种具有采集地下热功能的建筑物地基桩 【技术领域】
本发明涉及一种地基桩， 特别是涉及一种能采集地下热能的地基桩。背景技术 随着我国国民经济建设的高速发展， 商业繁荣和人民生活水平的日益提高， 现代 化的高速公路、 机场、 立交桥、 隧道 ； 各种别具风格的居民住宅楼、 写字间、 商场等应运蓬勃 发展。 高质量的建筑物都必须有坚固的地基， 为达到地基牢固， 地基内夯入或旋入预制的混 凝土柱基， 也叫地基柱。 地基桩有实心或空心两种， 在空心地基桩中又有空心地基桩和空心 螺旋地基桩之分。但目前不论那一种地基桩的功能只是为提高地基的坚固性和支撑能力， 不具备采集地热的功能， 限制了地基桩的使用价值。
众所周知地球是一个巨大的能源储存库， 它可以吸收 47 ％的太阳能， 虽然地球 表面温度随着季节、 昼夜变化很大， 但从地表到地下 1.5-2 米之间的地下温度全年恒温在 10℃左右， 应该充分利用。 由于地热资源开发无污染， 投入成本低， 且见效快， 是新能源开发 利用的一条捷径。
发明内容 本发明的目的， 是提供一种具有采集地下热功能的建筑物地基桩， 本发明采集地 热效率高， 投资少， 特别是不占用地表面以上的土地和空间。
采用的技术方案是 ：
一种具有采集地下热功能的建筑物地基桩， 包括桩体和地热采集装置。
所述桩体包括混凝土预制实心桩体、 混凝土预制空心桩体和混凝土预制空心螺旋 桩体。
所述桩体可由多节混凝土预制实心桩体连接构成， 或是由多节混凝土预制空心桩 体连接构成。
所述地热采集装置， 包括上集流板组件、 输水管路组件和下集流板组件。
上集流板组件由上集流板和带法兰的连接管组成， 带法兰的连接管的内孔为方 孔， 带法兰的连接管的下端与上集流板固定连接。
上集流板内对称开设有二个不相连通的第一半圆形孔道和第二半圆形孔道， 在上 集流板的下端面上对应第一半圆形孔道位置， 周向 ( 即沿两个半圆形孔道 )、 等距离设有多 个进水管上插孔， 多个进水管上插孔分别与上述第一半圆形孔道相通。在上集流板的下端 面上对应第二半圆形孔道位置， 周向、 等距离设有多个回水管上插孔， 多个回水管上插孔分 别与第二半圆形孔道相通。上述第一半圆形孔道有进水口， 第二半圆形孔道有出水口。
下集流板组件由下集流板和桩头连接柱构成， 桩头连接柱上端与下集流板固定连 接。地基桩的锥体桩头与桩头连接柱固定连接。下集流板内开设有圆环形孔道， 下集流板 的上端面上周上、 等距离开设有多个进水管下插孔和多个回水管下插孔， 多个进水管下插 孔的数量与上集流板上的多个进水管上插孔的数量相同， 且位置分别对应。多个回水管下
插孔的数量与上集流板上的多个回水管上插孔的数量相同， 且位置分别对应。
地热采集管路组件包括多个进水管、 多个回水管、 结构相同的上环状输水管保持 架和下环状输水管保持架。上环状输水管保持架上周向、 等距离开设有多个进水管通孔和 多个回水管通孔。 上环状输水管保持架上的进水管通孔和回水管通孔的数量和孔的位置分 别与上集流板上的多个进水管上插孔和回水管上插孔的数量相同， 且孔位置分别相对应。
多个进水管和多个回水管分别穿过上环状输水管保持架和下环状输水管保持架 上的对应的进水管通孔和回水管通孔， 每一个进水管和回水管与上环状输水管保持架和下 环状输水管保持架的接触部位焊固连接， 多个进水管和回水管的上端分别插入上集流板上 对应的进水管上插孔和回水管上插孔内， 并分别密封焊接 ( 达到不漏水 )， 多个进水管和多 个回水管的下端分别插入下集流板上端面上的多个进水管下插孔和回水管下插孔内， 并分 别密封焊接。
在制造混凝土桩体时， 对于空心桩体地热采集装置的多个进水管和多个回水管埋 设在混凝土桩体内， 起到纵横钢筋作用。上集流板的周边埋设在混凝土桩体内。如果实心 桩体， 地热采集装置埋设在桩体内。 当桩体专门用于地热采集使用时， 所述进水管和回水管 可选用适宜的塑料管。 工作原理 ：
将本发明的地基桩按设定数量分成多组， 每组的地基桩用输水管串联起来， 多组 地基桩的进水口端通过集流管连接起来， 该集流管通过管路与有压洁净水源 ( 泵站 ) 连接， 多组地基桩的热水出水口分别与热水集流管连接， 热水集流管通过热水输水管与已知的热 源泵系统的换热器的热源管路进口连接， 换热器的热源管路的出水口经管路与有压水源进 水口端连接， 构成闭路管路系统。 当通过泵将洁净水泵入各地基桩后， 经上集流板的进水口 进入上集流板内的第一半圆形孔道， 经多个进水管进入下集流板内的圆环形孔道， 并经回 水管进入上集流板上的第二半圆形孔道， 并从上集流板的出水口输出， 其间冷水在地基桩 内吸收地热而提高温度， 被提高温度的水经热泵系统的换热器换热后为用户提供热水， 从 地基桩输送至换热器的水又返回泵站， 再经泵站加压经管路送入地基桩内的进水管， 以此 循环。由于热泵系统为已知技术， 故不详述。
本发明优点在于 ：
1、 可充分利用地下热源， 即开发利用新能源。
2、 投资少， 见效快， 没有污染。
3、 不占用地面上土地和空间。
4、 通常在预制普通地基桩时， 地基桩内设有纵横交织的钢筋以提高地基桩的强 度， 本发明的地基桩内设有多个进水管和多个回水管 ( 钢管 ) 和输水管保持架， 因此进一步 增强了地基桩的强度。
5、 目前修建高速公路、 隧道、 机场等， 占用了大量地面和地面上空间， 但地下都没 有利用， 如果采用本发明的地基桩开发利用地热新能源， 从而充分利用高速公路、 隧道、 机 场等的地下热能， 具有可观的经济效益和社会效益。
附图说明
图 1 是本发明的一种实施例的外观结构示意图。图 2 是本发明的一种实施例结构示意图。 图 3 是地热采集装置结构示意图。 图 4 是上集流板组件结构示意图。 图 5 是上集流板结构示意图。 图 6 是下集流板结构示意图。具体实施方式
一种具有采集地下热功能的建筑物地基桩， 包括桩体 1 和地热采集装置。
本实施例所述桩体 1 为混凝土预制空心螺旋桩体 ；
所述地热采集装置， 包括上集流板组件 3、 下集流板组件 4 和地热采集管路组件 2。
上集流板组件 3 由上集流板 5 和连接管 6 组成， 连接管 6 上端有环台 ( 或称法 兰 )7， 上集流板 5 内对称开设有第一半圆形孔道 8 和第二半圆形孔道 9， 两者不相连通。第 一半圆形孔道 8 有进水口 10， 第二半圆形孔道 9 有出水口 11， 在上集流板 5 的下端面上周 向， 且等距离设有三个与第一半圆形孔道 8 相通的进水管上插孔 12 ； 在上集流板 5 的下端 面上， 周向， 等距离设有三个与第二半圆形孔道相通的回水管上插孔 13。
下集流板组件 4 由下集流板 14 和桩头连接柱 15 构成， 桩头连接柱 15 上端与下集 流板 14 固定连接， 且为一整体结构。锥体桩头 16 固定在桩头连接柱 15 上。下集流板 14 内开设有圆形孔道 17， 下集流板的上端面上周向， 且等距离设有三个进水管下插孔 18 和三 个回水管下插孔 19。
地热采集管路组件 2， 包括三个进水管 20、 三个回水管 21、 上环状输水管保持架 22 和下环状输水管保持架 23， 上环状输水管保持架 22 和下环状输水管保持架 23 相对应位置 上分别开设有三个进水管通孔 24 和三个回水管通孔 25， 三个进水管 20 和三个回水管 21 分 别穿过上环状输水管保持架 22 和下环状输出管保持架 23 上的三个进水管通孔 24 和三个 回水管通孔 25。三个进水管 20、 三个回水管 21 与上环状输水管保持架 22 和下环状输水管 保持架 23 相接触部位分别焊固连接。
所述三个进水管 20 上端分别插入上集流板 5 下端面上的三个进水管上插孔 12 内， 并密封焊固连接， 三个进水管 20 的下端分别插入下集流板 14 上端面上的三个进水管下 插孔 18 内， 并密封焊固连接 ( 目的是不漏水 )， 所述三个回水管 21 的上端分别插入上集流 板 5 下端面上的三个回水管上插孔 13 内， 并密封焊固连接， 三个回水管 21 的下端分别插入 下集流板 14 的上端面上的三个回水管下插孔 19 内， 并密封焊固连接。
所述三个进水管 20、 三个回水管 21、 上环状输水管保持架 22 和下环状输水管保持 架 23 均埋设在桩体 1 内， 上集流板 5 的周边埋设在桩体 1 内， 连接管 6 位于桩体 1 的空心 管腔 26 内， 而环台 7 搭接在桩体 1 的上端面上， 上集流板 5 上的进水口 10 和出水口 11 分 别伸出桩体 1 外。
上述的上集流板组件即为桩体 1 的端盖， 连接管 6 内为方孔， 目的是在施工时， 装 入动力头， 将桩体施入地下。施工作业完成后在方孔内填入填料如土或水泥。