土壤源热泵的地舞系统(地下热交换器)根据敷设形式不同分为闭式和直接膨胀式。设
计者可根据当地地理条件,正确选用适合的土壤源热泵地耦系统。以下对闭式土壤源热泵地耦系统作一简单介绍。
闭式系统采用里于地下的高强度塑料管作为热交换器,管路中充满介质,通常是水或防冻水溶液。闭式系统利用泵作为循环动力,由于环路是封闭的,所以换热介质和地下水不直接接触,也不受矿物质能响。
闭式系统可分为水平式、螺旋式、垂直式三种。
(1)水平管闭式系统(如图6-7所示)。当有足够土地表面可利用时,可用此系统。塑料管水平埋设在沟壤中,一般埋设深度1.2~3米,每个沟槽中有1一6根管子。虽然一个沟槽中埋设多根管道需更大的沟槽空闻,但沟槽数量较少,因此成本也降低了。沟槽长度取决于土壤状况
和沟壕里管子的数量。常用于住宅建筑。
优点:挖沟槽比打井的成本低,安装灵活。
缺点:带大量土地面积,出于埋设深度浅,上壤温度易受季节影响,因而热泵的效率略低;土壤热特性随季节、降雨量、埋设深度而波动。
(2)螺旋管闭式系统(如图6-8所示)。
它是水平环路的一个变体,在沟壕内螺旋状放置;另一种螺旋环路系统则将螺旋状管放人狭窄乖直的沟嫁。螺旋环路系统通常需很长的管子,但沟壕的数量少于上述水平环路系统。它同样适用于土地面积较大的场所。
优点:比水平环路占地少,安装成本相对坊低
缺点:所需管子较长:需要相对大的土地;土壤温度易受季节影响;比水平系统需更大的泵,耗能大,在填埋过程中易损坏管路。
(3)垂直环路闭式系统(见图6-9)。当土地面积受限制时可考虑此种方式。封闭管路
插入垂直的井中,根据土壤及温度条件,确定管长,设计中,一般需多个井。垂直系统有三种热交换器基本类型:U形管式、分置式和同心管式,其中U形管式应用较广泛。
优点:所需管材较其他闭式系统省,泵的能耗最小,士地面积要求最少,土壤温度不易受季节变化的影响。
缺点:钻井费用高。