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地热热泵

地热热泵的类型

接地回路系统有四种基本类型。其中三个——水平、垂直和池塘/湖泊——是闭环系统。第四类系统是开环选项。其中哪一个最好取决于现场的气候、土壤条件、可用土地和当地安装成本。所有这些方法都可用于住宅和商业建筑应用。

闭环系统

大多数闭环地热热泵通过一个闭环循环防冻溶液 - 通常由塑料管制成 - 埋在地下或浸没在水中。热交换器在热泵中的制冷剂和闭环中的防冻液之间传递热量。环路可以采用水平、垂直或池塘/湖泊配置。

这种方法的一种变体称为直接交换,它不使用热交换器,而是通过以水平或垂直配置埋在地下的铜管泵送制冷剂。直接交换系统需要更大的压缩机,并且在潮湿的土壤中效果最好(有时需要额外灌溉以保持土壤湿润),但您应该避免安装在对铜管有腐蚀性的土壤中。由于这些系统通过地面循环制冷剂,当地环境法规可能会禁止在某些地方使用它们。

水平的

这种类型的安装对于住宅安装通常是最具成本效益的,特别是对于有足够土地可用的新建筑。它需要至少四英尺深的战壕。最常见的布局要么使用两根管道,一根埋在 6 英尺深,另一个埋在 4 英尺深,或者两根管道并排放置在地下 5 英尺深的 2 英尺宽的沟渠中。 Slinky™ 环形管道方法允许在更短的沟槽中安装更多管道,从而降低安装成本并使水平安装成为可能,而传统水平应用则无法在该区域进行水平安装。

卧式地热热泵

垂直的

大型商业建筑和学校通常使用垂直系统,因为水平环路所需的土地面积会令人望而却步。垂直环路也用于土壤太浅而无法挖沟的地方,它们可以最大限度地减少对现有景观的干扰。对于垂直系统,钻孔(直径约 4 英寸)相距约 20 英尺,深 100 至 400 英尺。两根管子从底部通过 U 形弯头连接到这些孔中,形成一个环。垂直回路与水平管道(即歧管)连接,放置在地沟中,并连接到建筑物中的热泵。

立式地热热泵

池塘/湖泊

如果场地有足够的水体,这可能是成本最低的选择。一条供水管线从建筑物的地下延伸到水面,并盘绕在地表下至少 8 英尺处以防止结冰。线圈只能放置在满足最小体积、深度和质量标准的水源中。

池塘地热热泵

开环系统

这种类型的系统使用井水或地表体水作为直接通过 GHP 系统循环的热交换流体。一旦它通过系统循环,水就会通过井、补给井或地表排放返回地面。这种选择显然只有在相对清洁的水供应充足且符合所有有关地下水排放的当地法规和规定的情况下才可行。

开环系统

混合系统

使用几种不同地热资源的混合系统,或地热资源与室外空气(即冷却塔)的组合,是另一种技术选择。在冷却需求明显大于加热需求的情况下,混合方法特别有效。在当地地质条件允许的情况下,“立柱井”是另一种选择。在开环系统的这种变体中,钻了一个或多个深垂直井。水从立柱底部抽取并返回顶部。在高峰加热和冷却期间,系统可以排出一部分回水,而不是将其全部重新注入,从而导致水从周围的含水层流入柱子。排放循环在排热期间冷却色谱柱,在排热期间加热色谱柱,并减少所需的钻孔深度。

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