專利名稱：低能量系統(tǒng)中的接地回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分的一種低能量系統(tǒng)中的接地回路，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求16的一種用于回收能量的方法。這種類型的接地回路和方法特別地用于使用終端設(shè)備通過傳送流體的媒介從地面、巖石或水傳送熱和冷的能量的系統(tǒng)。所述終端設(shè)備可以是熱泵也可以是空調(diào)散熱器。在本文中，低能量系統(tǒng)指的是具有低溫的能量源系統(tǒng)，最常規(guī)地，該溫度可以在+2°C至+10°C的范圍內(nèi)。在本說明書中，由能量源例如地面、巖石或水產(chǎn)生的能量含量(energy content)將被稱作低能量。地面、巖石或水的低能量的使用通常指的是通過采用例如熱泵或不同的熱采集回路來加熱建筑物或自來水。常規(guī)地，每使用一個單位的電能獲得2至4個單位的熱。在寒冷氣候條件下，用于建筑物的加熱能耗是相當大的，由此隨著電和油的成本增加，低能量系統(tǒng)的使用變得越來越經(jīng)濟可行。 自然地，本采集回路和采集方法也可以用于冷卻室內(nèi)空間。在該情形下，來自熱采集回路的冷傳送流體通過例如冷卻梁、冷卻散熱器等設(shè)備進行循環(huán)。
背景技術(shù)：
至今，常用的回收能量方式為在建筑物周圍的土層中放置采集回路，即，所謂的接地回路，其中該采集回路被基本水平地埋置在無霜的深度。這種類型的接地回路需要大的表面積來獲得足夠的效率，因此它僅能夠在大塊土地上使用。接地回路中的管道環(huán)路將彼此隔開至少I. 5m,以使得相鄰的環(huán)路不會干擾彼此的能量回收。為了在土地中放置水平的管道系統(tǒng)，需要挖掘貫穿接地回路長度的廣闊管溝系統(tǒng)，由此，在例如完成的庭院區(qū)域或公園中放置該管道系統(tǒng)，很難不對植物和樹木的根部系統(tǒng)造成嚴重損壞。回收能量的第二種方式是在湖或其它水體的底部放置采集回路，由此能量從底部的沉積物和水傳送到傳送流體。采集回路可以在陸地上被輸送到水中，但是在這種情形下，流出管路和返回管路應(yīng)該具有分離的特定溝道。放置在水中的采集管道系統(tǒng)易于安裝在水體底部。然而，充有液體的管道比周圍的水輕，因此它趨于朝向表面上升。采集管道系統(tǒng)的不規(guī)則上升部分可能在采集管道系統(tǒng)中產(chǎn)生阻礙傳送流體的循環(huán)的氣穴。為了生產(chǎn)穩(wěn)定的能量，采集管道系統(tǒng)應(yīng)該被錨固到水體的底部。安裝在水體底部的管道系統(tǒng)與在地面挖掘放置的管道系統(tǒng)相比也更易于損壞。例如，小船的錨或相似的設(shè)備可能會抓絆到管道系統(tǒng)并破壞它。在海岸線上，流出管路和引入管路應(yīng)該被埋置得足夠深，使得在冬天管道系統(tǒng)不會被冰損壞。回收能量的第三種方式是修建所謂的熱井，該方式目前變得越來越常見。在該方案中，組成接地回路的特定管道系統(tǒng)埋置在優(yōu)選地鉆在巖石中的很深的豎直的洞中。與水平的管道系統(tǒng)相比，熱井需要非常小的表面積，并且與置于土層或水體中的采集回路相比，從熱井獲得的能量的量通常翻倍。當熱井鉆在巖石中時，能量產(chǎn)量特別好。然而，通常巖石的頂部是顯著的松散材料層，例如，土壤和/或碎石。包含松散材料的該部分增加了熱井的成本，因為必須安裝特定的保護管道來防止井坍塌。另外，從松散材料部分生成的能量少于從巖石部分生成的能量，因此井被制造得更深，或者要在松散材料中制造多個并排的井。在三種采集方法之間的選擇取決于可用區(qū)域的位置、表面積和土壤。因為采集回
路的構(gòu)建是高密集性勞動，所產(chǎn)生的成本通常很高，就該部分而言抑制了低能量系統(tǒng)的利.、/■
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低能量系統(tǒng)中的接地回路，由此可以大體避免上述問題。這可以通過具有在本發(fā)明的權(quán)利要求中所定義的特征的低能量系統(tǒng)中的接地回 路來實現(xiàn)。本發(fā)明的低能量系統(tǒng)中的接地回路的問題可以通過結(jié)合權(quán)利要求I的特征部分所陳述的方式的特征來解決。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于在低能量系統(tǒng)的接地回路中回收能量的方法的特點在于權(quán)利要求16的特征部分所陳述的特征。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本發(fā)明基于如下構(gòu)思可以通過在接地回路的結(jié)構(gòu)中使用盤繞式管道來基本上減小接地回路在環(huán)境中占據(jù)的物理長度。由這種類型的管形成的環(huán)繞內(nèi)腔的空心型材可以針對縱向方向上的I米管道提供最高達50米長的采集管道系統(tǒng)。通過將這些螺旋管(coil)布置成一個嵌套在另一個內(nèi)部，可以進一步增加采集管道系統(tǒng)的總長度。每個螺旋管為管狀結(jié)構(gòu)，提供了一種易于制造且操作可靠的接地回路方案。本發(fā)明可以實現(xiàn)相當多的優(yōu)點。因此，相同類型的采集管道系統(tǒng)可以單獨地或成組地在水體中使用或埋置在地面中使用，無論是以豎直鉆取的方式還是以水平挖掘的方式。由于針對組成采集管道系統(tǒng)的管路的長度布置了大量的空心型材，因此與之前相比顯著縮短的管道將足夠用于實施采集回路，由此安裝工作和維護工作均明顯變得更簡單。通過布置一個嵌套在另一個內(nèi)部的若干盤繞式采集管道系統(tǒng)，可以提供一種如下多管道采集回路該多管道采集回路特別適合于流動的水，并且能夠有效地利用輸送到其中并流過其中的水的能量含量。特別地，包括嵌套的螺旋管的多管道采集管道系統(tǒng)非常適合例如在流動水附近使用，使得采集管道系統(tǒng)的兩端連接到附近水體的流被輸送到其中的豎直井中。當可以使用豎直井來對交換器進行維護(例如，使用壓力式清洗器進行清洗)時，對于位于干燥陸地上并具有封閉的外表面的采集管道系統(tǒng)的維護變得更簡單。另外，豎直井使得能夠控制采集管道系統(tǒng)中的流速。通過放置本發(fā)明的采集管道系統(tǒng)使得其中形成的流動空間是基本豎直的，即使在低流動性的水中也能夠提供在流動空間中的流通。由于采集管道系統(tǒng)從周圍的水中提取能量，因此該水團冷卻下來，從而隨著冷卻的水開始朝向水體表面移動而導(dǎo)致自然水循環(huán)。在制造管道系統(tǒng)的過程中，甚至能夠使用其空心型材連接到連接管路和返回管路的本身公知的雙壁管路。下面，在更詳細地描述本發(fā)明的特定實施方式的同時，描述了本發(fā)明提供的其它優(yōu)點。


在下文中，參照附圖來更詳細地描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，在附圖中圖I示出用于回收能量的已知方案；圖2是組成采集管道系統(tǒng)的螺旋管的示意圖；圖3是采集管道系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖，以示出它的主要結(jié)構(gòu)部件；圖4是由單個空心型材和連接到該單空心型材的扁材形成的帶孔采集管道系統(tǒng)的示意性橫截面視圖；
圖5是圖4的采集管道系統(tǒng)的端視圖；圖6是由單個盤繞式雙壁管道形成的管道系統(tǒng)的示意性橫截面視圖；圖7是圖6的采集管道系統(tǒng)的端視圖；圖8是由兩個分離的盤繞式雙壁管道形成的管道系統(tǒng)的示意性橫截面視圖；圖9是圖8的采集管道系統(tǒng)的端視圖；圖10示出設(shè)置有頭部井和端部井的采集管道系統(tǒng)，在該管道系統(tǒng)中，嵌套的空心型材以配件相互連接；圖11示出由并列布置的采集管道系統(tǒng)形成的采集域(collection field)；圖12示出由串聯(lián)布置的管道系統(tǒng)形成的采集域；圖13示出被土壤包圍并且以基本豎直的位置布置的采集管道系統(tǒng)；圖14是其中采集管道系統(tǒng)的嵌套螺旋管從水體(例如湖)采集熱能的裝置的橫截面視圖；圖15是圖14的裝置的俯視圖；以及圖16是沿圖15的點A-A的根據(jù)圖14的橫截面圖。
具體實施例方式在附圖中，低能量系統(tǒng)的接地回路的實施方式?jīng)]有按比例示出，但是這些圖示意性地在原理上示出了優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)和操作。因而，在附圖中通過附圖標記指出的結(jié)構(gòu)部分對應(yīng)于本說明書中通過附圖標記表示的結(jié)構(gòu)部分。本身已知的是利用根據(jù)圖I的方案采集能量用于熱泵。該圖示出兩個并行的系統(tǒng)，其中第一個系統(tǒng)包括布置在熱井I中的采集管道系統(tǒng)2，該采集管道系統(tǒng)2通過連接和返回管路3和4與熱泵5連通；在圖的第二個系統(tǒng)中，熱泵通過第二連接管路和第二返回管路與浸沒在附近水體中的采集管道系統(tǒng)連通。這類型的示意圖甚至示出了這些已知方案的采集管道系統(tǒng)2的大尺寸，該大尺寸構(gòu)成了在建造低能量系統(tǒng)的過程中的一個相當大的挑戰(zhàn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種具有大物理尺寸的采集管道系統(tǒng)2可以被更加緊湊的方案所取代，在該方案中，不同于以前，形成采集管道系統(tǒng)的空心型材6被布置成形成緊湊的螺旋管以埋置在環(huán)境中。圖2中示出了這樣的螺旋管的示意性實施方式。基于該圖，可以發(fā)現(xiàn)采集管道系統(tǒng)的物理尺寸受螺旋管的半徑r以及螺旋管的相鄰圈之間的相互間距(即，間距P)影響。螺旋管甚至可以形成為使得每一米縱向螺旋管包含50m的空心型材?？招男筒牡臋M截面形狀和寬度受采集回路的總體結(jié)構(gòu)、螺旋管的半徑以及螺旋管的相鄰圈之間的相互間距的影響。當空心型材6能夠形成如圖3所示的開放式螺旋彈簧型的螺旋管時，圖2的螺旋管適于在采集管道系統(tǒng)2中使用，其中接合到采集管道系統(tǒng)的連接管路3同時形成螺旋管的撐桿7之一。連接管道例如通過機械緊固件或最優(yōu)選地通過焊接附接到螺旋管的若干個圈，以防止螺旋管坍塌。螺旋管還可以包括一個或更多個其它如圖所示的撐桿7。對圖3的采集管道系統(tǒng)2進行操作，使得采集管道系統(tǒng)被安裝在水體中或者被土壤包圍，由此采集管道系統(tǒng)的空心型材6的外表面8基本完全與包含熱能的周圍材料接觸。因此，熱能被傳送到在基本上遍布采集管道系統(tǒng)外表面的螺旋管中循環(huán)的傳送流體。圖4和圖5依次示出本發(fā)明的低能量系統(tǒng)中的接地回路的采集管道系統(tǒng)2的實施方式的特定結(jié)構(gòu)方案。在該情形下，采集管道系統(tǒng)由本身公知的盤繞式空心型材6組成，由此所述空心型材被用于傳送流體的循環(huán)。在該實施方式中，空心型材的連續(xù)的圈通過布置在它們之間的扁材(flat bar)9而彼此分離。以這種方式，可以獲得如圖4所示的采集管 道系統(tǒng)橫截面，在該采集管道系統(tǒng)的外表面上，存在有面向外的槽10，以提供與周圍材料的更大接觸表面。另一方面，空心型材和扁材形成如圖5所示的管狀結(jié)構(gòu)，該管狀結(jié)構(gòu)在此在它的邊界之內(nèi)定義了被稱作流動空間11的腔。槽還可以被形成為使得通過在圖4的空心型材的相反邊緣上布置扁材來將槽定向為朝向該流動空間。通過將空心型材6之間的扁材9布置有穿孔12，可以通過流動空間的兩端以及通過采集管道系統(tǒng)的外表面兩者來將材料傳送到采集管道系統(tǒng)2的流動空間11中。在安裝采集管道系統(tǒng)使其被土壤包圍的情況下以及安裝采集管道系統(tǒng)使其被水包圍的情況下，均可以利用該特征。例如，當使用十分細密紋理的填充材料來填充用于采集管道系統(tǒng)的溝道時，填充材料也更易于流入流動空間中，這使得采集管道系統(tǒng)與材料之間的接觸表面更大。另一方面，當設(shè)置有帶孔的扁材的采集管道系統(tǒng)被安裝成被水包圍時，穿孔使水能夠自由流過采集管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖6至圖9的采集管道系統(tǒng)2的實施方式優(yōu)選地由本身公知的盤繞式雙壁管道組成。該管道又由空心型材6和設(shè)置在空心型材6中的腔(S卩，流動空間11)組成。顯然可以將并排設(shè)置的一個或更多個空心型材布置為環(huán)繞流動空間。在環(huán)繞該腔的空心型材(該空心型材與包圍其的源材料相接處和/或與位于腔中或在腔中移動的源材料相接觸)中，輸送有被設(shè)置成從該材料接收熱能的傳送流體。熱傳送流體通過返回管路4將熱能傳送給連接到接地回路的熱交換器5，以回收熱能。在雙壁管道的流動空間貫穿其長度地被多個空心型材包圍的情形下，熱傳送流體可以被輸送到這些空心型材中的一個或更多個空心型材中。因此，在雙臂管道中循環(huán)的傳送流體可以布置成貫穿雙壁管道的整個表面或只是對于其部分表面而與周圍源材料接觸。在前一情形中，傳送流體被輸送到每個并行空心型材中。在后一情形中，傳送流體僅被輸送到一個或若干個空心型材中。提出了該盤繞式雙壁管道的一種變型，當上述空心型材的連續(xù)的圈通過兩個基本并列的扁材彼此分離時使得內(nèi)表面和外表面兩者一致。根據(jù)圖6和圖7，可以僅有一個雙壁管道，由此在管道的內(nèi)部限定了一個未分割的、具有相對大的橫截面的流動空間11。另一方面，采集管道系統(tǒng)2也可以包括特別是以圖8和圖9示出的方式來回收更大量的熱能的多個嵌套的雙壁管道。在這種情形下，通過相對于它們的縱軸基本上同心安裝的至少兩個盤繞式雙壁管道來形成采集管道系統(tǒng)，由此該采集管道系統(tǒng)將設(shè)置有若干相鄰的環(huán)形流動空間，即便中間的流動空間將是具有小橫截面的管狀流動空間。這種類型的多層采集管道系統(tǒng)特別適合在水體中使用，尤其是在流動的水體中使用。盡管圖8和圖9示出了包括兩個嵌套的雙壁管道的采集管道系統(tǒng)，內(nèi)安裝管道的數(shù)量可以更高。然而，當形成這種類型的多層采集管道系統(tǒng)時，必須確保每個相鄰的流動空間具有容許足夠的流動的橫截面面積，以便優(yōu)化源材料與熱傳送流體之間的能量交換。通常，流動空間的高度為50mm至200mm。當采集管道系統(tǒng)2由圖8和圖9所示的多個嵌套的雙壁 管道制成時，有利的是使用特定的入口歧管13將每個相鄰管道的空心型材6連接到連接管道，通過入口歧管13，冷卻的傳送流體可以從連接管道3饋送到空心型材。該入口歧管均衡輸送到空心型材的傳送流體的流動，尤其是在包括多個嵌套的空心型材層的實施方式中，以便使采集管道系統(tǒng)中的流動盡可能平穩(wěn)。當熱的傳送流體從雙壁管道的第一端到達它的第二端時，所述第二端類似地包括出口歧管14，以用于將傳送流體從空心型材輸送到返回管路4并且進一步輸送到熱交換器5。在空心型材中的傳送流體的流動可以被特別地均衡，或另外地通過在饋送塊和排出塊中安裝用于均衡流體的流動的特定閥來控制。還可以通過選擇嵌套的管道的空心型材的橫截面區(qū)域使得它們彼此略微不同來控制傳送流體的流動，從而在相鄰的嵌套管道中的流動優(yōu)選地完全一致。根據(jù)上述實施方式的采集管道系統(tǒng)2的空心型材6優(yōu)選地具有基本為方形的橫截面。然而，型材的形狀不限于這種形狀，其它已知的橫截面形狀也是可以的，只要這些橫截面形狀適于螺旋狀采集管道系統(tǒng)的制造即可。盡管特別地上述雙壁管道主要由方形塑性材料型材制成，但是其它材料例如鋁和鋼也適合用于制造本文描述的采集管道系統(tǒng)。本發(fā)明的低能量系統(tǒng)中的接地回路的采集管道系統(tǒng)2可以用各種方法安裝為被源材料包圍。因此，采集管道系統(tǒng)可以被基本水平地放置水中，其中水連續(xù)流過采集管道系統(tǒng)，或者以基本豎直的位置放置在不流動的水中，由此，將會在采集管道系統(tǒng)的流動空間11中提供由水的冷卻產(chǎn)生的自然豎直流動。采集管道系統(tǒng)也可以被豎直安裝在所謂的熱井中，在該熱井中，采集管道系統(tǒng)被源材料包圍。此外，采集管道系統(tǒng)可以水平地安裝在像溝道的挖掘洞(dugout)中，在該挖掘洞中，采集管道系統(tǒng)有利地被具有細密紋理的源材料包圍。特別有利的是采集管道系統(tǒng)在地下水盆地中使用，在地下水盆地中，水增強從周圍材料到在空心型材6中循環(huán)的傳送流體的熱交換。通過在流動的水中安裝接地回路的采集管道系統(tǒng)2，水沖刷包含傳熱流體的空心型材的兩側(cè)，從而顯著提高到傳送流體的熱能傳送以及從而進一步提高到熱交換器5或冷卻裝置的熱能傳送。當采集管道系統(tǒng)2形成圖14至圖16所示的的采集器裝置并且包括兩個至十二個、優(yōu)選地為七個至九個不同橫截面的嵌套盤繞式管道時，實現(xiàn)了特別高效的能量傳遞。因為制圖技術(shù)的原因，這些圖僅示出六個嵌套的管道和圍繞其的流動空間11。管道可以是雙壁的或者它們可以包括通過扁材分離的螺旋管環(huán)路，其中，有利的是扁材被穿孔以改進流通。如上所述，在這些盤繞式空心型材中，傳送流體流動，從而優(yōu)選地借助于螺旋泵15將水輸送到管道層之間的流動空間11以從水體中回收熱能。
采集器裝置的制造材料優(yōu)選地為塑性材料，例如高密度聚乙烯(HD-PE )塑性材料，由此，通過焊接產(chǎn)生每個具體應(yīng)用所需的所有的接合點。塑性材料的優(yōu)點包括非常長的使用期限以及在使用中耐用的、堅固的和不滲透的結(jié)構(gòu)。為了將水輸送到采集器系統(tǒng)，采集器系統(tǒng)要裝配入口管16和排出管17。入口管16和排出管17要裝配有保護性過濾器，使得沒有外物進入采集器裝置或進入提供流的螺旋泵以損壞它們或妨礙流動。出于安全原因以及為了可靠操作，自然地，在圖14至圖16中出現(xiàn)的、布置在服務(wù)井18中的人孔是可鎖定的。采集器裝置的非常簡單的結(jié)構(gòu)保證了在很長時間段上可靠地操作。通過將該采集器裝置的采集管道系統(tǒng)附接到在圖14中出現(xiàn)的特定的用于建造目的的錨定板19，例如，可以提供被準備來用于安裝的采集管道系統(tǒng)元件。在圖中，附件被實施為纏繞最外面的保護管道20的外殼的附件繩索21。該采集器裝置可以簡單快速地安裝在流動水中的任何地方或安裝在在流動水的 附近。屬于采集器裝置的連接和返回管路3和4可以通過簡單的措施連接到分離的熱交換器。在圖14至圖16中示出的實施方式中通過將采集器裝置的總長度選擇為大約15m，提供了一種采集管系統(tǒng)，其中空心型材6的總表面積高達1，000m2。將采集器裝置的采集管道系統(tǒng)分為兩個單元系列是有利的，如圖所示。發(fā)現(xiàn)通過以這種方式將采集管道系統(tǒng)分為兩部分能夠增強從源材料的熱能采集。當+4°C溫度的水在采集器裝置中循環(huán)時，通過計算，發(fā)現(xiàn)這種類型的采集器裝置的效率為700kW的量級。這意味著當以性能系數(shù)3 (C0P-3)進行使用時，根據(jù)該采集器裝置的實施方式的輸出熱容量將為1MW。通過比較，該熱容量足夠用于大約100棟標準尺寸的獨立式住房。采集器裝置自身將需要大約IOkW的功率，螺旋泵需要該功率來使水流動。當將該采集器裝置與傳統(tǒng)的巖石或沉積物的熱方案相比時，實現(xiàn)了相當多的優(yōu)點。例如，可以說當采集器裝置經(jīng)歷連續(xù)的能量供給時，根據(jù)圖14至圖16的一個采集器裝置對應(yīng)于70個300m深的很好的巖石熱井。因為本發(fā)明的采集器裝置非常有效，接地回路的成本將會比以前低。當使用本發(fā)明的采集器裝置時，接地回路的購買成本和安裝成本僅是以前方案的三分之一。當上述采集器裝置與鉆井域相比較時，接地回路所需的建筑面積顯著變小。當采集器裝置由塑性材料制成時，提供了一種對鹽分和周圍材料溫度的變化的忍受能力都好于以前的結(jié)構(gòu)。因此，采集器裝置還具有比以前更長的使用期限。由一個或更多盤繞式多層采集管道系統(tǒng)元件組成的采集器裝置還可以在它的第一端處包括基本豎直的頭部管道22，如圖10所示。該頭部管道的主要目的在于保護用于形成安裝在水體中的采集管道系統(tǒng)2的管道的遇到水流的第一端，使其免受由水中的雜質(zhì)引起的持續(xù)侵蝕，以及免受由沿著水流動的物體引起的撞擊。頭部管道22還以平穩(wěn)的壓力將水流輸送到采集管路系統(tǒng)的至少一個流動空間11中。遍布在采集管道系統(tǒng)2中的水流壓力還可以通過在盤繞式管道的第二端(與頭部管道22相對)處布置基本豎直的端部井23而進一步均衡，如圖10所示。從流動空間11排出的水因此進入端部井，并在豎直傳送之后從端部井返回到周圍的流中。當制造上述采集管道系統(tǒng)元件時，連接和返回管道3和4可以被安全地安裝在錨定板19上，并且受到圖10中示意性示出的頭部管道22和端部井23的保護。本采集管道系統(tǒng)提供的方案特別有利于安裝在發(fā)電廠等的冷凝水流中，安裝在污水處理廠的排放流中，安裝在河中或安裝在其他自然水流例如潮汐區(qū)中。如果認為不必要使用頭部管道22，可以通過待安裝到兩端的保護框架來保護多層采集管道元件。例如，保護性金屬框架阻止外物例如木材、冰塊等破壞采集管道系統(tǒng)元件。所描述的采集管道系統(tǒng)元件還可以安裝在接近水體的干燥陸地上使用，例如圖14中描述的。因此，當需要時，頭部管道22和端部井23可以在采集管道系統(tǒng)元件的兩端形成豎直井。通過這些豎直井，可以例如使用入口管16和出口管17將附近河或其他水體的水輸送到以及輸送出采集管道系統(tǒng)2。當必要時，可以通過以上述方式安裝到頭部管道或采集管道系統(tǒng)中的泵15來控制采集管道系統(tǒng)中水的流速。另外，可以利用這些豎直井來維護采 集管道系統(tǒng)元件，例如，用來以壓力清洗機對它進行清洗。本文描述的低能量系統(tǒng)中的接地回路以如下方式使用。以上述方式來布置接地回路所包括的采集管道系統(tǒng)2，以形成至少一個螺旋管，每個螺旋管具有基本一致的橫截面。接地回路中的傳送流體沿著該螺旋管(如圖3所示)從該螺旋管的第一端處的連接管路3流動到該螺旋管的第二端，該螺旋管的第二端連接到返回管路4，以用于將待被進一步使用的傳送流體流傳送到例如圖I中的熱泵5中。采集管道系統(tǒng)2的外表面8被布置成與包含熱能的周圍源材料接觸，使得熱能傳送到在基本上遍布采集管道系統(tǒng)外表面的螺旋管中循環(huán)的傳送流體。通過將采集管道系統(tǒng)布置成包括若干螺旋管使得這些螺旋管例如以圖8和圖9所示方式基本上同心地嵌套，并且通過連接和返回管路3和4將它們互連到的連續(xù)采集回路，可以增加每米縱向采集管道系統(tǒng)的回收熱量。當采集管道系統(tǒng)2由包括空心型材6和由它圍繞的腔(B卩，流動空間11)的至少一個盤繞式管道形成時，由空心型材提供的管道外表面以及內(nèi)表面兩者可以布置成同時與包含熱能的周圍源材料接觸。當使用雙壁管道時，熱能被傳送到在遍布管道的外表面和遍布管道的內(nèi)表面兩者的空心型材中循環(huán)的傳送流體。當采集管道系統(tǒng)包括多個螺旋管時，嵌套的管道在它們之間形成分離的流動空間并且最里面的管道腔形成流動空間，這些流動空間貫穿采集管道系統(tǒng)的長度延伸。在這種方式下，由空心型材在每個管道中形成的外表面和內(nèi)表面兩者均布置成通過輸送流體流通過采集管道系統(tǒng)的流動空間而與包括熱能的周圍源材料接觸。還可以通過將接地回路布置成包括至少兩個并置的采集管道系統(tǒng)2來增強熱能的回收，如圖11所示?？蛇x地或另外地，采集管道系統(tǒng)可以包括至少兩個連續(xù)的采集管道系統(tǒng)，如圖12所不。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明顯的是，隨著技術(shù)進步，上述方案的基本構(gòu)思可以以各種方式實現(xiàn)。所描述的方案及其實施方式不限于上述示例，它們可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行變化。
權(quán)利要求
1.ー種低能量系統(tǒng)中的接地回路，其中所述接地回路包括用于使傳送流體循環(huán)的連接管路(3)、采集管道系統(tǒng)(2)以及返回管路(4)，并且所述接地回路被布置成用于將從所述接地回路周圍回收的能量傳送到使用能量的地方，其特征在干， 所述接地回路的所述采集管道系統(tǒng)(2)包括空心型材(6)，所述空心型材(6)被布置在具有基本一致的橫截面的至少ー個螺旋管上，以形成盤繞式雙壁管道，使得 所述空心型材(6)環(huán)繞形成在所述采集管道系統(tǒng)(2)中的至少ー個流動空間(11)，以及 所述空心型材(6)在其第一端處連接至所述連接管路(3)，以沿著空心管道將所述傳送流體從所述螺旋管的第一端輸送到其第二端，其中， 在所述螺旋管的第二端處，所述空心型材的第二端連接至所述返回管道(4)，以將所述傳送流體從所述空心型材朝向所述使用能量的地方輸送，以及 所述空心型材的相對兩端包括用于控制在所述空心型材中提供的流體流的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接地回路，其特征在于，所述接地回路的所述采集管道系統(tǒng)(2)包括多個盤繞式雙壁管道，所述多個盤繞式雙壁管道具有相互不同的橫截面并且被嵌套地布置，使得所述多個盤繞式雙壁管道基本同心并連接到公共的連接和返回管路(3，4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的接地回路，其特征在于，所述接地回路的所述采集管道系統(tǒng)(2)包括接連布置的管道，所述采集管道系統(tǒng)連接到公共的連接和返回管路(3，4)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的接地回路，其特征在干，所述接地回路的所述采集管道系統(tǒng)(2)包括并排布置的管道，并且所獲得的熱能采集域連接到公共的連接和返回管路(3，4)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的接地回路，其特征在于，所述盤繞式空心型材(6)的連續(xù)的圈通過布置在所述連續(xù)的圈之間的扁材(9)而彼此分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接地回路，其特征在于，所述空心型材(6)的所述連續(xù)的圈通過ー個扁材(9 )而彼此分離，使得在所述盤繞式管道的表面上設(shè)置有槽(10 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接地回路，其特征在于，所述槽(10)形成在所述盤繞式管道的內(nèi)表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接地回路，其特征在于，所述槽(10)形成在所述盤繞式管道的外表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項所述的接地回路，其特征在于，所述扁材(9)包括用于將填充物輸送到所述盤繞式管道的所述流動空間(11)中的孔(12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接地回路，其特征在于，所述空心型材(6)的所述連續(xù)的圈通過兩個基本相鄰的扁材(9 )而彼此分離，使得所述盤繞式管道的表面均勻設(shè)置。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的接地回路，其特征在干，當被布置在液體環(huán)境中時，所述盤繞式雙壁管道包括位于其第一端處的基本豎直的頭部管道部分(22)，所述頭部管道部分(22)用于保護所述管道的第一端，并且用于將基本穩(wěn)定的流體流輸送到限定在所述接地回路內(nèi)部的至少ー個流動空間(11)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接地回路，其特征在干，當被布置在所述液體環(huán)境中時，所述盤繞式雙壁管道包括位于它的與所述頭部管道部分(22)相対的第二端處的基本豎直的端部井(23)，所述端部井(23)用于均衡至少ー個流動空間(11)中的流動壓力。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的接地回路，其特征在于，所述盤繞式雙壁管道包括錨定板(19)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的接地回路，其特征在于，所述空心型材(6)包括具有基本為方形的橫截面的塑性材料型材。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的接地回路，其特征在于，所述接地回路包括用于保持所述流動空間(11)中的流動的泵(15)。
16.一種用于在低能量系統(tǒng)的接地回路中回收能量的方法，其中所述接地回路包括用于使傳送流體循環(huán)并回收能量的連接管道(3)、采集管道系統(tǒng)(2)以及返回管路(4)，并且在所述接地回路中，使所述傳送流體流動，以將所述能量傳送到使用能量的地方，其特征在于， 通過將空心型材(6)盤繞成至少ー個螺旋管來從所述空心型材(6)形成所述接地回路的采集管道系統(tǒng)(2)，其中每個螺旋管形成具有基本一致橫截面的雙壁管道，并且所述空心型材(6)環(huán)繞形成在所述采集管道系統(tǒng)中的至少ー個流動空間(11)，以及 沿著所述空心型材將所述傳送流體從所述空心型材的第一端處的所述連接管道(3)輸送到所述空心型材的第二端，并且所述空心型材的所述第二端連接至所述返回管路(4)，以控制所述傳送流體進ー步流向所述使用能量的地方，其中， 將在所述采集管道系統(tǒng)(2)上形成的外表面布置成與含有熱能的周圍源材料接觸，使得 熱能被傳送到在基本上遍布所述采集管道系統(tǒng)的所述外表面的所述雙壁管道中循環(huán)的所述傳送流體中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于回收能量的方法，其特征在干，將所述接地回路的所述采集管道系統(tǒng)(2)布置成包括多個雙壁管道，使得所述管道被布置成基本同心地嵌套，并且使得所述管道在連接到公共的連接和返回管路(3，4)時形成連續(xù)的采集回路。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的用于回收能量的方法，其特征在于，通過在所述空心型材(6)的環(huán)之間布置扁材(9)，將所述螺旋管上的所述空心型材(6)的所述環(huán)相互連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于回收能量的方法，其特征在干，提供具有孔(12)的扁材(9 )，以將所述流輸送入或輸送出所述流動空間(11)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項所述的用于回收能量的方法，其特征在于，通過以嵌套且基本同心的方式布置具有不同橫截面的兩個或更多個盤繞式管道來形成所述接地回路的采集管道系統(tǒng)(2)，使得相鄰的管道之間形成分離的流動空間(11)，并且最里面的管道腔形成流動空間，所述流動空間貫穿所述采集管道系統(tǒng)的長度延伸，其中， 每個管道上的由所述空心型材(6 )提供的外表面和內(nèi)表面都被布置成通過輸送流體流經(jīng)過所述采集管道系統(tǒng)(2)的所述流動空間(11)而與含有能量的周圍源材料接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項所述的用于回收能量的方法，其特征在于，通過將所述流體流輸送到與所述流動空間相互連接的頭部管道(22)來將所述流體流分發(fā)到所述流動空間(11)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于回收能量的方法，其特征在于，通過所述流體流被輸送經(jīng)過所述流動空間之后再被輸送到連接至所述流動空間的公共端部井(23)來穩(wěn)定所述流動空間(11)中的流體流壓力。
23.根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項所述的用于回收能量的方法，其特征在干，將所述接地回路形成為包括并排布置的至少兩個采集管道系統(tǒng)(2)。
24.根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項所述的用于回收能量的方法，其特征在干，將所述接地回路形成為包括接連布置的至少兩個采集管道系統(tǒng)(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低能量系統(tǒng)中的接地回路，所述接地回路包括用于使傳送流體循環(huán)的連接管路(3)、采集管道系統(tǒng)(2)以及返回管路(4)。接地回路用于將從它周圍回收的熱能傳送給例如熱泵(5)等。本發(fā)明的接地回路采集管道系統(tǒng)(2)的特征在于包括設(shè)置成螺旋管的空心型材(6)，其中，空心型材在其第一端連接至連接管路(3)，以沿著空心型材將流體從第一螺旋管端朝向第二螺旋管端輸送，并且在螺旋管的第二端處，空心型材的第二端連接至返回管路(4)，以將傳送流體從空心型材朝向使用所述傳送流體的地方輸送。在該空心型材的兩端，有利地布置了用于控制在空心型材中提供的流體流的裝置。
文檔編號F28D7/10GK102695928SQ201080060899
公開日2012年9月26日 申請日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者毛里·安特羅·利什科斯基 申請人:毛里·安特羅·利什科斯基