地热热泵系统 技术领域 本发明总体涉及地热加热， 并且具体涉及一种地热热泵系统、 一种结合所述地热 热泵系统的建筑结构和一种安装地热热泵系统的地环路的方法。
背景技术 地热热泵系统利用在地表面下面的泥土的温度和地表面上方的空气的温度之间 的自然差异来产生用于热交换单元的操作的热驱动作用力， 所述热交换单元继而被操作用 于控制建筑结构等的内部气候 (climate)。由于地热热泵系统部分地依赖于自然能源的事 实， 地热热泵系统通常被视为传统加热和制冷系统比如炉子和空调的一种在环境方面友好 的替代或者补充。
传统的地热热泵系统包括与通常称作地环路的、 埋于地下的管道环路流体连通的 热交换单元。热交换流体比如水 / 乙二醇混合物循环通过地环路， 在此期间在邻近地环路 的泥土和热交换流体之间交换热量。 当热交换流体在已经循环通过地环路之后返回热交换 单元时， 热交换单元利用在被进给到地环路的热交换流体和从地环路返回的热交换流体之
间的温度差异以产生加热的空气或者制冷的空气。 此加热的空气或者制冷的空气然后被泵 送到建筑结构的内部中以控制它的内部气候。
能够与地热热泵系统一起使用各种地环路配置。对于 “闭环” 配置， 其中地环路提 供用于循环热交换流体的闭合回路， 通常采用两种已知的配置， 即水平闭环配置和竖直闭 环配置。在水平闭环配置中， 典型地在于邻近将由地热热泵系统服务的建筑结构的土地中 挖掘的浅沟中水平地铺设地环路。在竖直闭环配置中， 地环路典型地被置于在邻近将由地 热热泵系统服务的建筑结构的土地中形成的、 100 英尺到 400 英尺深的井中。
已经考虑了各种地热热泵系统。例如授予 DeMasters 的美国专利 No.5,533,356 公开了一种用于地源热泵的地下导管系统。 所述地下导管系统包括在建筑物一侧埋于泥土 中的导管环路。 至少一个翼部件安装于导管环路上以接触土地并且阻挡导管环路的向上运 动。
授予 Rawlings 的美国专利 No.5,339,890 公开了一种包括由多个模块化热交换单 元构造的地下管线设备的地源热泵系统。所述地下管线设备埋于建筑结构的一侧。
如将会理解的， 由于需要费力地挖掘围绕建筑结构的庭院以安装地环路， 一旦建 筑结构已被构造， 安装用于服务该建筑结构的地热热泵系统便会是高成本的。在不可获得 足够的陆地或者庭院空间以容纳地环路的情形中， 需要制造其它非传统的装置以安装地环 路， 这可能要求复杂的并且高成本的挖掘， 从而增加了地热热泵系统的成本。结果， 存在对 于具有低安装成本并且与关联有限的庭院空间的建筑物结构相兼容的地热热泵系统的需 求。
因此本发明的目的在于提供一种新颖的地热热泵系统、 一种新颖的结合所述地热 热泵系统的建筑结构和一种新颖的安装地热热泵系统的地环路的方法。发明内容 据此， 在一个方面， 提供一种地热热泵系统， 包括 ： 至少一个热交换单元 ； 和地环 路， 所述地环路与所述至少一个热交换单元流体连通， 所述地环路具有 ： 进给部分， 所述至 少一个热交换单元将热交换流体输送到所述进给部分中 ； 和排放部分， 已循环的热交换流 体经由所述排放部分返回所述至少一个热交换单元， 所述地环路包括由管道形成的至少一 个流体回路， 所述管道被布置用于限定在建筑结构的基础底板之下埋于泥土中的、 多个横 向间隔开的竖直线圈。
在一个实施例中， 所述竖直线圈串联连接并且布置在至少一行中。所述竖直线圈 还可以基本均匀地间隔开。
在另一实施例中， 所述地环路包括多个流体回路， 每一个流体回路包括串联连接 的多个横向间隔开的竖直线圈。 每一个流体回路的竖直线圈布置在至少一行中并且基本均 匀地间隔开。
在又一个实施例中， 所述地环路进一步包括围绕建筑结构的基础壁缠绕的螺旋管 道。
根据另一方面， 提供一种安装地热热泵系统的地环路的方法， 包括 ： 挖掘泥土以产 生基础挖掘洞穴 ； 在基础挖掘洞穴内挖掘多个横向间隔开的、 基本竖直的孔洞 ； 将管道线 圈插入每一个孔洞中， 所述线圈串联连接 ； 在线圈之上进行回填 ； 和在回填物之上铺设基 础底板。
在一个实施例中， 地环路的一个部分围绕基础壁缠绕。可以在构造基础壁之前或 者在构造基础壁之后执行缠绕。
根据又一个方面， 提供一种用于地热热泵系统的地环路， 包括 ： 进给部分， 至少一 个热交换单元将热交换流体输送到所述进给部分中 ； 排放部分， 所述排放部分使已循环的 热交换流体返回所述至少一个热交换单元 ； 和至少一个流体回路， 所述至少一个流体回路 由管道形成， 所述管道被布置用于限定在建筑结构的基础底板之下埋于泥土中的、 多个横 向间隔开的竖直线圈。
附图说明
现在将参考附图更加充分地描述实施例， 其中 ：
图 1 是由地热热泵系统服务的建筑结构的截面视图 ；
图 2 部分地剖切的图 1 的建筑结构的另一截面视图， 在顶平面中示出地热热泵系 统；
图 3 是类似于图 2 的截面视图， 示出地热热泵系统的另一实施例 ；
图 4 是类似于图 2 的截面视图， 示出地热热泵系统的又一实施例 ；
图 5 是由地热热泵系统的又一实施例服务的建筑结构的截面视图 ；
图 6 是部分地剖切的图 5 的建筑结构的另一截面视图， 在顶平面中示出地热热泵 系统 ；
图 7 是由地热热泵系统的又一实施例服务的建筑结构的截面视图 ；
图 8 是部分地剖切的图 7 的建筑结构的另一截面视图， 在顶平面中示出地热热泵 系统 ；图 9 是类似于图 8 的截面视图， 示出地热热泵系统的又一实施例 ；
图 10 是类似于图 8 的截面视图， 示出地热热泵系统的又一实施例 ；
图 11 是由地热热泵系统的又一实施例服务的建筑结构的截面视图 ；
图 12 是部分地剖切的图 11 的建筑结构的另一截面视图， 在顶平面中示出地热热 泵系统 ；
图 13 是由地热热泵系统的又一实施例服务的建筑结构的截面视图 ；
图 14 是部分地剖切的图 13 的建筑结构的另一截面视图， 在顶平面中示出地热热 泵系统 ；
图 15 是由地热热泵系统的再一实施例服务的建筑结构的截面视图 ； 以及
图 16 是部分地剖切的图 15 的建筑结构的另一截面视图， 在顶平面中示出地热热 泵系统。 具体实施方式
以下说明涉及一种地热热泵系统， 所述地热热泵系统包括在建筑结构等的基础底 板的正下方被插入泥土中的地环路。在已经完成基础挖掘之后但是在构造基础之前， 并且 更加具体地在铺设基础底板之前， 地环路被插入泥土中。这种构造顺序利用为基础执行的 挖掘洞穴， 并且因此避免了对于用于地环路的显著的进一步挖掘的需要， 这降低了地热热 泵系统的安装成本。所述地环路包括多个横向间隔开的基本竖直的线圈， 能够在安装阶段 期间容易地挖掘和布置用于所述线圈的孔洞。因为竖直线圈的特征比如它们的数目、 缠绕 密度和间隔与在泥土和在地环路内循环的热交换流体之间传递的热量的量有关， 所以使用 这种布置的线圈提供了一种控制热传递量的简单方式， 从而允许不同个体的地热热泵系统 的设计要求得以满足。现在将具体参考图 1 到 16 描述地热热泵系统的各种实施例。 现在转向图 1 和 2， 图中示出一种地热热泵系统， 并且所述地热热泵系统总体利用 附图标记 20 表示。在该实例中， 地热热泵系统 20 为房屋形式的建筑结构 50 服务。本领域 技术人员将会理解建筑结构 50 不是必须是住宅， 而事实上能够实际上是其内部气候需要 受到控制的任何建筑结构。地热热泵系统 20 包括热交换单元 24 和与热交换单元 24 流体 连通的地环路 26。热交换单元 24 位于建筑结构 50 的地下室 52 中并且置于建筑结构 50 的 基础底板 54 上。地环路 26 在基础底板 54 正下方被埋于泥土 28 中。热交换流体通过热交 换单元 24 和地环路 26 循环。热交换流体能够是任何适当的热交换介质并且在该实施例中 是水 / 乙二醇混合物。
在该实施例中， 地环路 26 由高密度聚乙烯管道形成， 所述管道被布置成形成单流 体回路， 使得由热交换单元 24 进给到地环路 26 中的热交换流体在返回热交换单元之前遵 循通过管道的串行路径。为此， 地环路 26 包括 ： 进给导管 30， 进给导管 30 接收由热交换单 元 24 排放的热交换流体 ； 排放导管 32， 排放导管 32 使已经循环通过地环路 26 的热交换流 体返回热交换单元 24 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 34， 在该实施例中具有五 (5) 个线圈， 所述多个竖直线圈 34 串联连接， 并且布置在进给导管 30 和排放导管 32 中间的行 中。在该实施例中每一个竖直线圈 34 基本具有相同的直径和相同的匝数。利用竖直线圈 34 使得能够增加地环路 26 的总长度同时降低安装地环路 26 所需要的挖掘量。
在操作中， 热交换单元 24 向地环路 26 的进给导管 30 输送热交换流体。进入进给
导管 30 的热交换流体在经由排放导管 32 返回热交换单元 24 之前流动通过顺序地经过每 一个竖直线圈 34 的管道。在热交换流体通过地环路 26 流动期间， 热量在围绕地环路 26 的 泥土 28 和热交换流体之间传递。在由热交换单元 24 进给到地环路 26 中的热交换流体和 从地环路 26 返回热交换单元 24 的热交换流体之间的温度差异产生由热交换单元 24 使用 的热驱动作用力。具体来说， 热交换单元 24 包括包含制冷剂的第二内部环路 ( 未示出 )。 热驱动作用力由热交换单元 24 利用以驱动制冷剂通过蒸汽压缩制冷循环， 如本领域技术 人员熟知地， 所述蒸汽压缩制冷循环继而被用于产生经加热的空气或者制冷的空气。此加 热的空气或者制冷的空气然后由热交换单元 24 泵送到建筑结构 50 的内部中以控制在建筑 结构 50 内的内部气候。
在安装地热热泵系统 20 期间， 在用于建筑结构 50 的基础的土地已被挖掘之后， 在 泥土中形成了尺寸适于容纳竖直线圈 34 的竖直孔洞。因为每一个竖直线圈 34 基本具有相 同的直径， 所以能够易于使用单个螺丝钻或者其它适当的挖掘工具形成孔洞。一旦孔洞已 被形成， 每一个竖直线圈 34 便被定位于相应的孔洞中。竖直线圈 34 然后被回填由此利用 泥土 28 覆盖竖直线圈。一旦已经完成适当的回填量， 基础底板 54 便被铺设于泥土 28 和基 础构造的其余部分上。然后通过基础壁 56 中的一个进给地环路 26 的进给导管 30 和排放 导管 32， 并且围绕基础壁 56 放置回填物。如将会理解的， 这种构造顺序利用了构造建筑结 构 50 的基础所需要的挖掘， 从而消除了用于地环路 26 的单独挖掘的要求。因为地环路 26 位于建筑结构 50 的基础底板 54 的正下方， 所以对于与关联有限的或者无任何庭院空间的 建筑结构一起的使用而言， 地热热泵系统 20 是兼容的。 如将会理解的， 很多因素决定地热热泵系统 20 的效力和效率。例如， 在围绕地环 路 26 的泥土 28 和通过地环路 26 循环的热交换流体之间传递的热量的量、 热交换单元 24 的 效率和建筑结构 50 的尺寸和能量效率全部对于地热热泵系统 20 的效力和效率作出贡献。 关于第一因素， 在围绕地环路 26 的泥土 28 和通过地环路 26 流动的热交换流体之间传递的 热量的量本身由许多不同因素决定， 包括但是不限于泥土 28 的平均季节温度、 在泥土 28 和 地表面 28a 上方的空气之间的平均温度差异、 泥土的土壤特性和地下水含量和地环路 26 的 配置。因此， 并且如将会理解的， 地环路 26 的配置比如地环路 26 的总长度、 竖直线圈 34 的 深度、 竖直线圈缠绕密度、 竖直线圈 34 的横向间隔和竖直线圈 34 的数目影响地热热泵系统 20 的效率。 根据环境， 对于给定的地热热泵系统安装， 可以改变这些配置参数中的一个或者 多个以适合具体需要。
图 3 示出为建筑结构 50 服务的替代实施例的地热热泵系统 120。在该实施例中， 类似于以前的实施例， 地环路 126 由高密度聚乙烯管道形成， 所述管道被布置成形成单流 体回路， 使得由热交换单元 124 进给到地环路 126 中的热交换流体在返回热交换单元之前 遵循通过管道的串行路径。地环路 126 包括 ： 进给导管 130， 进给导管 130 接收由热交换单 元 124 排放的热交换流体 ； 排放导管 132， 排放导管 132 使已经循环通过地环路 126 的热交 换流体返回热交换单元 124 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 134， 所述多个竖直线圈 134 串联连接， 并且布置在两个基本平行的行中。竖直线圈 134 的每一行包括五 (5) 个线 圈。类似于以前的实施例， 每一个竖直线圈 134 基本具有相同的直径和相同的匝数。
在图 4 中示出为建筑结构 50 服务的又一实施例的地热热泵系统 220。 在该实施例 中， 类似于以前的实施例， 地环路 226 由高密度聚乙烯管道形成。然而不象以前的实施例，
管道被布置成形成一对平行流体回路 229a 和 229b， 每一个流体回路均与热交换单元 224 连 通。每一个流体回路包括 ： 进给导管 230， 进给导管 230 接收由热交换单元 224 排放的热交 换流体 ； 排放导管 232， 排放导管 232 使已经循环通过流体回路的管道的热交换流体返回热 交换单元 224 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 234， 在该实施例中具有五 (5) 个线圈， 所述多个竖直线圈 234 串联连接， 并且布置成行。在该实施例中每一个竖直线圈 234 基本 具有相同的直径和相同的匝数。流体回路 229a 和 229b 的两行竖直线圈 234 基本平行。使 用两个分离的平行流体回路为地环路 226 提供了增加的总长度并且允许每一个流体回路 被单独地操作。因此， 例如当仅仅需要少量热传递来控制建筑结构 50 的气候时， 比如在温 和的天气中， 仅仅需要将流体回路中的一个用于循环热交换流体。
图 5 和 6 示出为房屋形式的建筑结构 350 服务的再一实施例的地热热泵系统 320。 地热热泵系统 320 包括热交换单元 324 和与热交换单元 324 流体连通的地环路 326。热交 换单元 324 位于建筑结构 350 的地下室 352 中并且置于建筑结构 350 的基础底板 354 上。 地环路 326 接收由热交换单元 324 排放的热交换流体， 并且在热交换流体已经循环通过地 环路 326 之后使热交换流体返回热交换单元 324。
类似于以前的实施例， 地环路 326 由高密度聚乙烯管道形成。地环路 326 被布置 成形成单流体回路， 使得由热交换单元 324 进给到地环路 326 中的热交换流体在返回热交 换单元 324 之前遵循通过管道的串行路径。 在该实施例中， 地环路 326 包括 ： 进给导管 330， 进给导管 330 接收由热交换单元 324 排放的热交换流体 ； 排放导管 332， 排放导管 332 使已 经循环通过地环路 326 的热交换流体返回热交换单元 324 ； 耦接到进给导管 320 的螺旋绕 组 340， 螺旋绕组 340 在冰冻线 342 下面被埋于泥土 328 中， 并且围绕建筑结构 350 的基础 壁 356 缠绕 ； 耦接到排放导管 332 的螺旋绕组 344， 螺旋绕组 344 在冰冻线 342 下面被埋于 泥土 328 中， 并且围绕基础壁 356 缠绕 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 334， 所述多 个竖直线圈 334 串联连接， 并且布置在将螺旋绕组 340 和 344 相互连接的行中。每一个竖 直线圈 334 基本具有相同的直径和相同的匝数。螺旋绕组 340 和 344 使得地环路 326 的长 度能够得以延长， 并且使得在围绕基础壁 356 的泥土 328 和通过地环路 226 循环的热交换 流体之间传递的任何热量能够对于总体热传递作出贡献。在一种情景中， 在与以前的实施 例相比时， 地环路 326 的长度能够被保持恒定， 并且结果螺旋绕组 340 和 344 的使用允许减 少竖直线圈 334 的数目， 因此减少安装竖直线圈 334 所需要的挖掘量。
能够在一个或者多个阶段中执行地环路 326 的安装。对于单个阶段安装， 在基础 挖掘之后但是在铺设基础底板 354 和构造基础壁 356 这两者之前安装地环路 326。 换言之， 在铺设基础底板 354 之前并且在建造基础壁 356 之前在泥土 328 中安装竖直线圈 334 以及 螺旋绕组 340 和 344 这两者。可替代地， 对于多阶段安装， 竖直线圈 334 首先被插入在泥 土 328 中形成的孔洞中， 并且继续进行基础的构造， 从而基础底板 354 得以铺设并且基础壁 356 得以建造。一旦基础壁已经得以建造， 螺旋绕组 340 和 344 便得以安装。
如果需要， 螺旋绕组 340 和 344 可以形成与竖直线圈 334 并联而不是与竖直线圈 串联连接的单独流体回路。
图 7 和 8 示出总体由附图标记 420 表示的地热热泵系统的又一实施例。在该实例 中， 地热热泵系统 420 为商业建筑物形式的建筑结构 450 服务。本领域技术人员将会理解， 建筑结构 450 不是必须是商业建筑物， 而事实上能够实际上是其内部气候需要受到控制的任何建筑结构。地热热泵系统 420 包括热交换单元 424 和与热交换单元 424 流体连通的地 环路 426。热交换单元 424 位于建筑结构 450 中并且置于基础底板 454 上， 在此情形中基础 底板 454 是地面板 (slab on grade)。基础壁 456 在基础底板 454 之下向下地延伸， 并且被 底脚 458 支撑。地环路 426 在基础底板 454 正下方被埋于泥土 428 中。热交换流体循环通 过热交换单元 424 和地环路 426。热交换流体能够是任何适当的热交换介质并且在该实施 例中是水 / 乙二醇混合物。
类似于以前的实施例， 地环路 426 由高密度聚乙烯管道形成， 所述管道被布置成 形成单流体回路， 使得由热交换单元 424 进给到地环路 426 中的热交换流体在返回热交换 单元之前遵循通过管道的串行路径。 为此， 地环路 426 包括 ： 进给导管 430， 进给导管 430 接 收由热交换单元 424 排放的热交换流体 ； 排放导管 432， 排放导管 432 使已经循环通过地环 路 426 的热交换流体返回热交换单元 424 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 434， 在该 实施例中具有五 (5) 个线圈， 所述多个竖直线圈 434 串联连接， 并且布置在进给导管 430 和 排放导管 432 中间的行中。在该实施例中每一个竖直线圈 434 基本具有相同的直径和相同 的匝数。
在安装地热热泵系统 420 期间， 在用于建筑结构 450 的基础的土地已被挖掘并且 基础壁 456 已被构造之后， 在泥土中形成了尺寸适于容纳竖直线圈 434 的竖直孔洞。因为 每一个竖直线圈 434 基本具有相同的直径， 所以能够易于使用单个螺丝钻或者其它适当的 挖掘工具形成孔洞。孔洞在基础壁 456 的底部和相关联的底脚下面延伸。一旦孔洞已被形 成， 每一个竖直线圈 434 便被定位于相应的孔洞中， 并且进给导管 430 和排放导管 432 被定 位成在基础底板位置上方延伸。在基础壁 456 之间的空间然后被回填， 由此利用泥土 428 覆盖竖直线圈 434。一旦已经完成适当的回填量， 基础底板 454 便在地表面水平 428a 处被 铺设于泥土 428 上， 并且建筑结构 450 的其余部分得以构造。然后延伸通过基础底板 454 的地环路 426 的进给导管 430 和排放和 432 分别连接到热交换单元 424。如将会理解的， 这 种构造顺序利用了构造建筑结构 450 的基础所需要的挖掘， 从而消除了用于地环路 426 的 单独挖掘的要求。因为地环路 426 位于建筑结构 450 的基础底板 454 的正下方， 所以对于 与关联有限的或者无任何庭院空间的建筑结构一起的使用而言， 地热热泵系统 420 是兼容 的。
图 9 示出为建筑结构 450 服务的替代实施例的地热热泵系统 520。 在该实施例中， 类似于以前的实施例， 地环路 526 由高密度聚乙烯管道形成， 所述管道被布置成形成单流 体回路， 使得由热交换单元 524 进给到地环路 526 中的热交换流体在返回热交换单元之前 遵循通过管道的串行路径。地环路 526 包括 ： 进给导管 530， 进给导管 530 接收由热交换单 元 524 排放的热交换流体 ； 排放导管 532， 排放导管 532 使已经循环通过地环路 526 的热交 换流体返回热交换单元 524 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 534， 所述多个竖直线圈 534 串联连接， 并且布置在两个基本平行的行中。竖直线圈 534 的每一行包括五 (5) 个线 圈。类似于以前的实施例， 每一个竖直线圈 534 基本具有相同的直径和相同的匝数。
在图 10 中示出为建筑结构 450 服务的又一实施例的地热热泵系统 620。在该实 施例中， 类似于以前的实施例， 地环路 626 由高密度聚乙烯管道形成。管道被布置成形成一 对平行流体回路 629a 和 629b， 每一个流体回路均与热交换单元 624 连通。每一个流体回 路包括 ： 进给导管 630， 进给导管 630 接收由热交换单元 624 排放的热交换流体 ； 排放导管632， 排放导管 632 使已经循环通过流体回路的管道的热交换流体返回热交换单元 624 ； 和 多个基本相等地间隔开的竖直线圈 634， 在该实施例中具有五 (5) 个线圈， 所述多个竖直线 圈 634 串联连接， 并且布置成行。在该实施例中每一个竖直线圈 634 基本具有相同的直径 和相同的匝数。流体回路 629a 和 629b 的两行竖直线圈 634 基本平行。使用两个分离的平 行流体回路为地环路 626 提供了增加的总长度并且允许每一个流体回路被单独地操作。因 此， 例如当仅仅需要少量热传递来控制建筑结构 450 的气候时， 比如在温和的天气中， 仅仅 需要将流体回路中的一个用于循环热交换流体。
图 11 和 12 示出为建筑结构 750 服务的再一实施例的地热热泵系统 720。地热热 泵系统 720 包括热交换单元 724 和与热交换单元 724 流体连通的地环路 726。热交换单元 724 位于建筑结构 750 中并且置于建筑结构 750 的基础底板 754 上， 基础底板 754 是地面 板。地环路 726 接收由热交换单元 724 排放的热交换流体， 并且在热交换流体已经循环通 过地环路 726 之后使热交换流体返回热交换单元 724。
类似于以前的实施例， 地环路 726 由高密度聚乙烯管道形成。地环路 726 被布置 成形成单流体回路， 使得由热交换单元 724 进给到地环路 726 中的热交换流体在返回热交 换单元 724 之前遵循通过管道的串行路径。 在该实施例中， 地环路 726 包括 ： 进给导管 730， 进给导管 730 接收由热交换单元 724 排放的热交换流体 ； 排放导管 732， 排放导管 732 使已 经循环通过地环路 726 的热交换流体返回热交换单元 724 ； 耦接到进给导管 730 的螺旋绕 组 740， 螺旋绕组 740 在冰冻线 742 下面被埋于泥土 728 中， 并且围绕建筑结构 750 的基础 壁 756 的外部缠绕 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 734， 所述多个竖直线圈 734 串联 连接， 并且布置成行。每一个竖直线圈 734 基本具有相同的直径和相同的匝数。螺旋绕组 740 使得地环路 726 的长度能够得以延长， 并且使得在围绕基础壁 756 的泥土 728 和通过地 环路 726 循环的热交换流体之间传递的任何热量能够对于总体热传递作出贡献。在一种情 景中， 在与图 7 到 10 的实施例相比时， 地环路 726 的长度能够被保持恒定， 并且结果螺旋绕 组 740 的使用允许减少竖直线圈 734 的数目， 因此减少安装竖直线圈 734 所需要的挖掘量。
能够在一个或者多个阶段中执行地环路 726 的安装。对于单个阶段安装， 在基础 挖掘之后但是在构造基础壁 756 之前安装地环路 726。 换言之， 在建造基础壁 756 之前在泥 土 728 中安装竖直线圈 734 和螺旋绕组 740 这两者。可替代地， 对于多阶段安装， 竖直线圈 734 首先被插入在泥土 728 中形成的孔洞中， 并且继续进行基础的构造， 从而基础壁得以构 造， 在基础壁之间的空间被回填， 并且铺设基础底板 754。 一旦基础已经得以构造， 螺旋绕组 740 便得以安装。本领域技术人员将会理解， 另外的其它替代安装顺序是可能的。
如果需要， 螺旋绕组 740 可以形成与竖直线圈 734 并联而不是与竖直线圈串联连 接的单独流体回路。
在图 11 和 12 的实施例中， 螺旋绕组围绕基础壁的外部缠绕。替代地， 可以在基础 壁的内部内缠绕螺旋绕组。例如， 图 13 和 14 示出为建筑结构 850 服务的再一实施例的地 热热泵系统 820。地热热泵系统 820 包括热交换单元 824 和与热交换单元 824 流体连通的 地环路 826。热交换单元 824 位于建筑结构 850 中并且置于基础底板 854 上， 基础底板 854 是地面板。地环路 826 接收由热交换单元 824 排放的热交换流体并且在热交换流体已经循 环通过地环路 826 之后使热交换流体返回热交换单元 824。
类似于以前的实施例， 地环路 826 由高密度聚乙烯管道形成。地环路 826 被布置成形成单流体回路， 使得由热交换单元 824 进给到地环路 826 中的热交换流体在返回热交 换单元之前遵循通过管道的串行路径。在该实施例中， 地环路 826 包括 ： 进给导管 830， 进 给导管 830 接收由热交换单元 824 排放的热交换流体 ； 排放导管 832， 排放导管 832 使已经 循环通过地环路 826 的热交换流体返回热交换单元 824 ； 耦接到进给导管 830 的螺旋绕组 844， 螺旋绕组 844 被埋于泥土 828 中并且在建筑结构 850 的基础壁 856 的内部内缠绕 ； 和 多个基本相等地间隔开的竖直线圈 834， 所述多个竖直线圈 834 串联连接， 并且布置成行。
能够在一个或者多个阶段中执行地环路 826 的安装。对于单个阶段安装， 在基础 挖掘和构造基础壁 856 之后安装地环路 826。换言之， 在回填之前并且因此在铺设基础底 板 854 之前在泥土 828 中安装竖直线圈 834 和螺旋绕组 844 这两者。可替代地， 对于多阶 段安装， 竖直线圈 834 首先被插入在泥土 828 中形成的孔洞中， 并且基础壁 856 然后得以构 造。一旦基础壁已经得以建造， 螺旋绕组 844 便得以安装并且在基础壁 856 之间的空间被 回填。本领域技术人员将会理解， 另外的其它替代安装顺序是可能的。
图 15 和 16 示出为建筑结构 950 服务的再一实施例的地热热泵系统 920。地热热 泵系统 920 包括热交换单元 924 和与热交换单元 924 流体连通的地环路 926。热交换单元 924 位于建筑结构 950 中并且置于基础底板 954 上， 基础底板 954 是地面板。地环路 926 接 收由热交换单元 924 排放的热交换流体， 并且在热交换流体已经循环通过地环路 926 之后 使热交换流体返回热交换单元 924。 类似于以前的实施例， 地环路 926 由高密度聚乙烯管道形成。 地环路 926 被布置成 形成单流体回路， 使得由热交换单元 924 进给到地环路 926 中的热交换流体在返回热交换 单元 924 之前遵循通过管道的串行路径。 在该实施例中， 地环路 926 包括 ： 进给导管 930， 进 给导管 930 接收由热交换单元 924 排放的热交换流体 ； 排放导管 932， 排放导管 932 使已经 循环通过地环路 926 的热交换流体返回热交换单元 924 ； 耦接到进给导管 930 的螺旋绕组 940， 螺旋绕组 940 在冰冻线 942 下面被埋于泥土 928 中， 并且围绕建筑结构 950 的基础壁 956 的外部缠绕 ； 耦接到进给导管 930 的螺旋绕组 944， 螺旋绕组 944 被埋于泥土 928 中并 且在建筑结构 950 的基础壁 956 的内部内缠绕 ； 和多个基本相等地间隔开的竖直线圈 934， 所述多个竖直线圈 934 串联连接， 并且布置成行。
能够在一个或者多个阶段中执行地环路 926 的安装。对于单个阶段安装， 在基础 挖掘和构造基础壁 956 之后安装地环路 926。 换言之， 在回填之前并且因此在铺设基础底板 954 之前在泥土 928 中安装竖直线圈 934 以及螺旋绕组 940 和 944。可替代地， 对于多阶段 安装， 竖直线圈 934 首先被插入在泥土 928 中形成的孔洞中， 并且安装螺旋绕组 940， 基础 壁 956 然后得以构造。一旦基础壁已经得以建造， 内部螺旋绕组 944 便得以安装。本领域 技术人员将会理解， 另外的其它替代安装顺序是可能的。
每一个流体回路的管道可以包括单个一体长度的管道， 或者替代地可以包括两个 或者更多长度的相互连接的管道段。
虽然在上面将热交换流体描述成水 / 乙二醇混合物， 但是热交换流体可以是任何 适当的材料或者物质。替代地， 该系统可以是直接交换 (DX) 热泵系统， 其中地环路被配置 为使得制冷剂通过其循环。
在上述实施例中， 每一个流体回路的竖直线圈被描述并且被示为基本具有相同的 直径并且具有相同的匝数。本领域技术人员将会理解， 流体回路可以包括具有不同尺寸的
竖直线圈。而且， 在相邻竖直线圈之间的间隔以及在每一个流体回路中的竖直线圈的数目 可以改变。
虽然在上面已经参考附图描述了实施例， 但是本领域技术人员将会理解， 在不偏 离如由所附权利要求限定的其精神和范围的前提下， 可以作出改变和修改。