根据天眼查APP数据显示祝融环境新获得一项实用新型专利授权，专利名为“一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统”，专利申请号为CN217874496U，授权日为2022-11-22。

专利摘要：本实用新型涉及地埋管铺设技术领域，具体为一种地源热泵地埋管用阻浮装置，包括固定架，所述固定架的顶部活动连接有安装板，所述安装板的前后两侧均固定连接有定位钢筋，所述固定架靠近定位钢筋的一侧均开设有定位槽，所述安装板的一侧固定连接有安装钢管，所述安装钢管的一侧开设有第一卡口，所述安装板靠近第一卡口的一侧开设有第二卡口。本实用新型的优点在于：通过设置限位机构，达到了可以便于工作人员将地埋管放入钢管的目的，从而有效增加施工效率，并且安装后第一橡胶垫和第二橡胶垫可以保持与地埋管贴合，从而有效增加地埋管的稳定性，通过设置定位钢筋和定位槽，达到了能根据需求对多排管路之间的间距进行精准控制的目的。

这种“地源热泵地埋管用阻浮装置”是一种专门设计用于防止地埋换热管道在回填后因浮力作用而上浮的工程构件。

以下是关于这种装置的详细说明：

核心目的：抵抗浮力

地埋管（通常是HDPE管）在钻孔或沟槽中安装完成后，需要进行回填（通常是膨润土-水泥砂浆或原浆）。当回填材料尚未完全固结或地下水位较高时，管道内部充满水（密度接近1 g/cm³），而周围的回填浆液密度可能大于水（通常在1.4-1.8 g/cm³），或者管道处于饱和地下水中。根据阿基米德原理，密度较小的管道会受到周围密度较大介质（浆液或饱和土壤/水）产生的向上的浮力。如果不加以约束，管道可能会发生上浮、移位甚至弯曲变形，严重影响换热效果，甚至导致管道破裂、系统失效。

阻浮装置的作用原理

提供向下的锚固力： 阻浮装置的核心功能是提供一个稳定的、向下的锚固力，以抵消作用在管道上的浮力。重力锚固： 最常见的原理是利用重力。装置本身具有足够的重量，并通过连接结构将这部分重量有效地传递并“压”在管道上，增加管道系统的有效密度，使其大于周围介质的密度，从而防止上浮。机械固定： 装置通过卡箍、抱箍、螺栓等方式牢固地固定在管道上，确保浮力被传递到装置的重物上。

常见的结构形式

预制混凝土压重块/板：

结构： 预先浇筑成型的混凝土块或平板，中间预留管道卡槽或安装固定卡扣的孔位/预埋件。优点： 成本相对较低，材料易得，结构坚固，耐腐蚀性好（混凝土本身），重量大（密度高）。缺点： 体积和重量较大，运输和安装相对费力；需要在工厂或现场预制。安装： 在管道放入钻孔/沟槽后，按设计间距将混凝土压重块卡在或固定在管道上，然后进行回填。

金属支架+配重块：

结构： 由耐腐蚀金属（如热浸镀锌钢、不锈钢）制成的支架（如U型、环形抱箍），通过螺栓等紧固件抱紧管道。支架上设计有放置配重块（如混凝土块、铸铁块）的平台或结构。优点： 安装相对灵活，配重可根据实际浮力计算调整；支架可标准化生产，配重块可现场取材（如混凝土预制）。缺点： 金属支架成本较高，需要防腐蚀处理；安装步骤稍多（固定支架+放置配重）。

专用塑料/复合材料卡扣+压板：

结构： 使用高强度工程塑料（如增强尼龙、聚丙烯）或复合材料制成的专用卡扣，卡扣下部连接或本身就是一块压板。卡扣设计用于快速卡接在管道上。优点： 重量轻（自身），安装非常便捷快速；耐腐蚀性极佳；通常设计为标准化、模块化产品。缺点： 单位重量成本可能较高；需要确保材料长期强度和抗蠕变性能；压板部分可能需要填充（如混凝土）或本身就是复合材料配重板。

关键设计要素与考虑因素

浮力计算： 这是设计阻浮装置的基础。需要计算单根（或管组）管道单位长度所受的最大浮力。考虑因素包括：

管道外径、壁厚（决定体积/排水量）。管道内流体密度（水或防冻液）。周围回填浆液或饱和土壤/水的密度。地下水位高度。安全系数（通常取1.5-2.0）。

阻浮力需求： 根据计算的浮力，确定每米管道需要阻浮装置提供的最小净下拉力（= 浮力 × 安全系数）。

装置重量与间距：

单个装置的有效重量（扣除装置本身在介质中的浮力后）必须大于或等于其负责管段长度（即装置间距）所需的阻浮力。装置间距： 根据单个装置的阻浮能力和单位长度所需阻浮力计算得出。间距过大会导致中间管段上浮风险增加；间距过小则增加成本和工作量。间距通常在几米到十几米不等。

连接可靠性： 装置与管道之间的连接（卡箍、螺栓等）必须非常牢固，能可靠地将浮力传递到配重上，并能承受安装和回填过程中的冲击和载荷。

材料耐久性： 装置需要长期埋设在潮湿、可能含有腐蚀性离子的土壤环境中，必须选用耐腐蚀、耐老化的材料（混凝土、耐蚀金属、高性能塑料/复合材料）。金属部件必须做好防腐处理（热浸镀锌等）。

不影响管道性能：

避免损伤： 固定方式不能损伤管道（如过度挤压导致变形或应力集中）。允许热胀冷缩： HDPE管热胀冷缩系数较大。固定装置的设计应允许管道在长度方向有一定的自由伸缩（例如，卡箍不完全锁死，或设计成允许滑动的结构），避免产生过大的热应力。流阻最小： 装置结构不应显著增加管道的水力阻力。

施工便利性： 装置应易于运输、搬运和在狭窄的钻孔或沟槽中安装。快速安装的设计（如卡扣式）能大大提高施工效率。

成本效益： 在满足功能和寿命要求的前提下，选择最具成本效益的方案。

应用场景

竖直U型埋管： 这是最常用的地埋管形式，也是阻浮装置最主要的应用场景。装置通常安装在U型管的底部弯头附近或沿竖井间隔布置。水平埋管： 在地下水位高、埋深较浅的水平沟槽中也可能需要使用，防止管道在回填浆液固结前上浮。斜埋管： 在特殊地形条件下。高地下水位区域： 这是最需要阻浮措施的情况。使用低密度回填浆液的场合。管径较大、单管长度较长的工程： 这类管道受到的浮力更大，风险更高。

总结

地源热泵地埋管用阻浮装置是确保地埋换热系统长期安全、高效运行的关键辅助部件。它通过提供可靠的向下锚固力，有效克服了管道在回填固结期或高水位环境下可能遭遇的上浮风险。其设计核心在于精确的浮力计算、合理的阻浮力配置、可靠的连接结构、优异的耐久性以及对管道热胀冷缩的适应性。选择合适的阻浮装置类型（混凝土块、金属支架配重、专用塑料卡扣等）需要综合考虑工程的具体需求、成本预算和施工条件。