低能量系统中的接地回路

摘要

本发明涉及一种低能量系统中的接地回路，所述接地回路包括：用于使传送流体循环的连接管路（3）、采集管道系统（2）以及返回管路（4）。接地回路用于将从它周围回收的热能传送给例如热泵（5）等。本发明的接地回路采集管道系统（2）的特征在于包括设置成螺旋管的空心型材（6），其中，空心型材在其第一端连接至连接管路（3），以沿着空心型材将流体从第一螺旋管端朝向第二螺旋管端输送，并且在螺旋管的第二端处，空心型材的第二端连接至返回管路（4），以将传送流体从空心型材朝向使用所述传送流体的地方输送。在该空心型材的两端，有利地布置了用于控制在空心型材中提供的流体流的装置。

权利要求

1.一种低能量系统中的接地回路，其中所述接地回路包括用于使传送流体循环的连接管路（3）、采集管道系统（2）以及返回管路（4），并且所述接地回路被布置成用于将从所述接地回路周围回收的能量传送到使用能量的地方，其中，所述接地回路的所述采集管道系统（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横截面的螺旋管上，以形成盘绕式双壁管道，使得：所述空心型材（6）环绕形成在所述采集管道系统（2）中的至少一个流动空间（11），以及

所述空心型材（6）在其第一端处连接至所述连接管路（3），以沿着空心管道将所述传送流体从所述螺旋管的第一端输送到其第二端，其中在所述螺旋管的第二端处，所述空心型材的第二端连接至所述返回管路（4），以将所述传送流体从所述空心型材朝向所述使用能量的地方输送，以及所述空心型材的相对两端包括用于控制在所述空心型材中提供的流体流的装置，其特征在于，

所述接地回路的采集管道系统（2）还包括：

具有不同横截面的两个或更多个盘绕式管道，所述两个或更多个盘绕式管道以嵌套且基本同心的方式布置，使得相邻的管道之间形成分离的流动空间（11）并且最里面的管道腔形成流动空间，所述流动空间贯穿所述采集管道系统的长度延伸，其中每个管道上由所述空心型材（6）提供的外表面和内表面都被布置成与待流过所述采集管道系统（2）的所述流动空间（11）的含有能量的周围源材料接触，以及基本竖直的头部管道部分（22），所述头部管道部分（22）用于将所述含有能量的源材料的基本稳定的流输送到在所述接地回路内部限定的至少一个流动空间（11）中。

2.根据权利要求1所述的接地回路，其特征在于，所述盘绕式双壁管道包括位于它的与所述头管道部分（22）相对的端部处的基本竖直的端部井（23），所述端部井（23）用于均衡至少一个流动空间（11）中的流动压力。

3.根据权利要求1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动空间（11）中的流动的泵（15）。

4.根据权利要求1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统（2）包括接连布置的管道，所述采集管道系统连接到公共的连接和返回管路（3，4）。

5.根据权利要求1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统（2）包括并排布置的管道，并且所获得的热能采集域连接到公共的连接和返回管路（3，4）。

6.一种用于在低能量系统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传送流体循环并回收能量的连接管道（3）、采集管道系统（2）以及返回管路（4），并且在所述接地回路中，使所述传送流体流动，以将所述能量传送到使用能量的地方，其中，通过将空心型材（6）盘绕成至少一个螺旋管来从所述空心型材（6）形成所述接地回路的采集管道系统（2），其中每个螺旋管形成具有基本一致横截面的双壁管道，并且所述空心型材（6）环绕形成在所述采集管道系统中的至少一个流动空间（11），以及沿着所述空心型材将所述传送流体从所述空心型材的第一端处的所述连接管道（3）输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连接至所述返回管路（4），以控制所述传送流体进一步流向使用所述能量的地方，以及，将在所述采集管道系统（2）上形成的外表面布置成与含有热能的周围源材料接触，使得：

热能被传送到在基本上遍布所述采集管道系统的所述外表面的所述双壁管道中循环的所述传送流体中，其特征在于，

还通过以嵌套且基本同心的方式布置具有不同横截面的两个或更多个盘绕式管道来形成所述接地回路的采集管道系统（2），使得相邻的管道之间形成分离的流动空间（11）并且最里面的管道腔形成流动空间，所述流动空间贯穿所述采集管道系统的长度延伸，其中，每个管道上的由所述空心型材（6）提供的外表面和内表面都被布置成通过输送所述流体流经过所述采集管道系统（2）的所述流动空间（11）而与含有能量的周围源材料接触，以及通过将所述流体流输送到与所述流动空间相互连接的头部管道（22）来将所述流体流分发到所述流动空间（11）中。

7.根据权利要求6所述的用于在低能量系统的接地回路中回收能量的方法，其特征在于，通过在所述空心型材（6）的环之间布置扁材（9），将所述螺旋管上的所述空心型材（6）的所述环相互连接。

8.根据权利要求6所述的用于在低能量系统的接地回路中回收能量的方法，其特征在于，通过所述流体流被输送经过所述流动空间之后再被输送到连接至所述流动空间的公共端部井（23）来稳定所述流动空间（11）中的流体流压力。

9.根据权利要求6所述的用于在低能量系统的接地回路中回收能量的方法，其特征在于，将所述接地回路形成为包括并排布置的至少两个采集管道系统（2）。

10.根据权利要求6所述的用于在低能量系统的接地回路中回收能量的方法，其特征在于，将所述接地回路形成为包括接连布置的至少两个采集管道系统（2）。

说明书

低能量系统中的接地回路

技术领域

[0001] 本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种低能量系统中的接地回路，本发明还涉及根据权利要求16的一种用于回收能量的方法。

[0002] 这种类型的接地回路和方法特别地用于使用终端设备通过传送流体的媒介从地面、岩石或水传送热和冷的能量的系统。所述终端设备可以是热泵也可以是空调散热器。

[0003] 在本文中，低能量系统指的是具有低温的能量源系统，最常规地，该温度可以在+2℃至+10℃的范围内。在本说明书中，由能量源例如地面、岩石或水产生的能量含量（energy content）将被称作低能量。地面、岩石或水的低能量的使用通常指的是通过采用例如热泵或不同的热采集回路来加热建筑物或自来水。常规地，每使用一个单位的电能获得2至4个单位的热。在寒冷气候条件下，用于建筑物的加热能耗是相当大的，由此随着电和油的成本增加，低能量系统的使用变得越来越经济可行。

[0004] 自然地，本采集回路和采集方法也可以用于冷却室内空间。在该情形下，来自热采集回路的冷传送流体通过例如冷却梁、冷却散热器等设备进行循环。

背景技术

[0005] 至今，常用的回收能量方式为在建筑物周围的土层中放置采集回路，即，所谓的接地回路，其中该采集回路被基本水平地埋置在无霜的深度。这种类型的接地回路需要大的表面积来获得足够的效率，因此它仅能够在大块土地上使用。接地回路中的管道环路将彼此隔开至少1.5m，以使得相邻的环路不会干扰彼此的能量回收。为了在土地中放置水平的管道系统，需要挖掘贯穿接地回路长度的广阔管沟系统，由此，在例如完成的庭院区域或公园中放置该管道系统，很难不对植物和树木的根部系统造成严重损坏。

[0006] 回收能量的第二种方式是在湖或其它水体的底部放置采集回路，由此能量从底部的沉积物和水传送到传送流体。采集回路可以在陆地上被输送到水中，但是在这种情形下，流出管路和返回管路应该具有分离的特定沟道。放置在水中的采集管道系统易于安装在水体底部。然而，充有液体的管道比周围的水轻，因此它趋于朝向表面上升。采集管道系统的不规则上升部分可能在采集管道系统中产生阻碍传送流体的循环的气穴。为了生产稳定的能量，采集管道系统应该被锚固到水体的底部。安装在水体底部的管道系统与在地面挖掘放置的管道系统相比也更易于损坏。例如，小船的锚或相似的设备可能会抓绊到管道系统并破坏它。在海岸线上，流出管路和引入管路应该被埋置得足够深，使得在冬天管道系统不会被冰损坏。

[0007] 回收能量的第三种方式是修建所谓的热井，该方式目前变得越来越常见。在该方案中，组成接地回路的特定管道系统埋置在优选地钻在岩石中的很深的竖直的洞中。与水平的管道系统相比，热井需要非常小的表面积，并且与置于土层或水体中的采集回路相比，从热井获得的能量的量通常翻倍。当热井钻在岩石中时，能量产量特别好。然而，通常岩石的顶部是显著的松散材料层，例如，土壤和/或碎石。包含松散材料的该部分增加了热井的成本，因为必须安装特定的保护管道来防止井坍塌。另外，从松散材料部分生成的能量少于从岩石部分生成的能量，因此井被制造得更深，或者要在松散材料中制造多个并排的井。

[0008] 在三种采集方法之间的选择取决于可用区域的位置、表面积和土壤。因为采集回路的构建是高密集性劳动，所产生的成本通常很高，就该部分而言抑制了低能量系统的利益。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种低能量系统中的接地回路，由此可以大体避免上述问题。

[0010] 这可以通过具有在本发明的权利要求中所定义的特征的低能量系统中的接地回路来实现。本发明的低能量系统中的接地回路的问题可以通过结合权利要求1的特征部分所陈述的方式的特征来解决。此外，根据本发明的用于在低能量系统的接地回路中回收能量的方法的特点在于权利要求16的特征部分所陈述的特征。

[0011] 在相应的从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。

[0012] 本发明基于如下构思：可以通过在接地回路的结构中使用盘绕式管道来基本上减小接地回路在环境中占据的物理长度。由这种类型的管形成的环绕内腔的空心型材可以针对纵向方向上的1米管道提供最高达50米长的采集管道系统。通过将这些螺旋管（coil）布置成一个嵌套在另一个内部，可以进一步增加采集管道系统的总长度。每个螺旋管为管状结构，提供了一种易于制造且操作可靠的接地回路方案。

[0013] 本发明可以实现相当多的优点。因此，相同类型的采集管道系统可以单独地或成组地在水体中使用或埋置在地面中使用，无论是以竖直钻取的方式还是以水平挖掘的方式。

[0014] 由于针对组成采集管道系统的管路的长度布置了大量的空心型材，因此与之前相比显著缩短的管道将足够用于实施采集回路，由此安装工作和维护工作均明显变得更简单。

[0015] 通过布置一个嵌套在另一个内部的若干盘绕式采集管道系统，可以提供一种如下多管道采集回路：该多管道采集回路特别适合于流动的水，并且能够有效地利用输送到其中并流过其中的水的能量含量。

[0016] 特别地，包括嵌套的螺旋管的多管道采集管道系统非常适合例如在流动水附近使用，使得采集管道系统的两端连接到附近水体的流被输送到其中的竖直井中。当可以使用竖直井来对交换器进行维护（例如，使用压力式清洗器进行清洗）时，对于位于干燥陆地上并具有封闭的外表面的采集管道系统的维护变得更简单。另外，竖直井使得能够控制采集管道系统中的流速。

[0017] 通过放置本发明的采集管道系统使得其中形成的流动空间是基本竖直的，即使在低流动性的水中也能够提供在流动空间中的流通。由于采集管道系统从周围的水中提取能量，因此该水团冷却下来，从而随着冷却的水开始朝向水体表面移动而导致自然水循环。

[0018] 在制造管道系统的过程中，甚至能够使用其空心型材连接到连接管路和返回管路的本身公知的双壁管路。

[0019] 下面，在更详细地描述本发明的特定实施方式的同时，描述了本发明提供的其它优点。

附图说明

[0020] 在下文中，参照附图来更详细地描述本发明的一些优选实施方式，在附图中：

[0021] 图1示出用于回收能量的已知方案；

[0022] 图2是组成采集管道系统的螺旋管的示意图；

[0023] 图3是采集管道系统的示意性侧视图，以示出它的主要结构部件；

[0024] 图4是由单个空心型材和连接到该单空心型材的扁材形成的带孔采集管道系统的示意性横截面视图；

[0025] 图5是图4的采集管道系统的端视图；

[0026] 图6是由单个盘绕式双壁管道形成的管道系统的示意性横截面视图；

[0027] 图7是图6的采集管道系统的端视图；

[0028] 图8是由两个分离的盘绕式双壁管道形成的管道系统的示意性横截面视图；

[0029] 图9是图8的采集管道系统的端视图；

[0030] 图10示出设置有头部井和端部井的采集管道系统，在该管道系统中，嵌套的空心型材以配件相互连接；

[0031] 图11示出由并列布置的采集管道系统形成的采集域（collection field）；

[0032] 图12示出由串联布置的管道系统形成的采集域；

[0033] 图13示出被土壤包围并且以基本竖直的位置布置的采集管道系统；

[0034] 图14是其中采集管道系统的嵌套螺旋管从水体（例如湖）采集热能的装置的横截面视图；

[0035] 图15是图14的装置的俯视图；以及

[0036] 图16是沿图15的点A-A的根据图14的横截面图。

具体实施方式

[0037] 在附图中，低能量系统的接地回路的实施方式没有按比例示出，但是这些图示意性地在原理上示出了优选实施方式的结构和操作。因而，在附图中通过附图标记指出的结构部分对应于本说明书中通过附图标记表示的结构部分。

[0038] 本身已知的是利用根据图1的方案采集能量用于热泵。该图示出两个并行的系统，其中第一个系统包括布置在热井1中的采集管道系统2，该采集管道系统2通过连接和返回管路3和4与热泵5连通；在图的第二个系统中，热泵通过第二连接管路和第二返回管路与浸没在附近水体中的采集管道系统连通。

[0039] 这类型的示意图甚至示出了这些已知方案的采集管道系统2的大尺寸，该大尺寸构成了在建造低能量系统的过程中的一个相当大的挑战。

[0040] 已经发现了这种具有大物理尺寸的采集管道系统2可以被更加紧凑的方案所取代，在该方案中，不同于以前，形成采集管道系统的空心型材6被布置成形成紧凑的螺旋管以埋置在环境中。图2中示出了这样的螺旋管的示意性实施方式。基于该图，可以发现采集管道系统的物理尺寸受螺旋管的半径r以及螺旋管的相邻圈之间的相互间距（即，间距P）影响。螺旋管甚至可以形成为使得每一米纵向螺旋管包含50m的空心型材。空心型材的横截面形状和宽度受采集回路的总体结构、螺旋管的半径以及螺旋管的相邻圈之间的相互间距的影响。

[0041] 当空心型材6能够形成如图3所示的开放式螺旋弹簧型的螺旋管时，图2的螺旋管适于在采集管道系统2中使用，其中接合到采集管道系统的连接管路3同时形成螺旋管的撑杆7之一。连接管道例如通过机械紧固件或最优选地通过焊接附接到螺旋管的若干个圈，以防止螺旋管坍塌。螺旋管还可以包括一个或更多个其它如图所示的撑杆7。

[0042] 对图3的采集管道系统2进行操作，使得采集管道系统被安装在水体中或者被土壤包围，由此采集管道系统的空心型材6的外表面8基本完全与包含热能的周围材料接触。因此，热能被传送到在基本上遍布采集管道系统外表面的螺旋管中循环的传送流体。

[0043] 图4和图5依次示出本发明的低能量系统中的接地回路的采集管道系统2的实施方式的特定结构方案。在该情形下，采集管道系统由本身公知的盘绕式空心型材6组成，由此所述空心型材被用于传送流体的循环。在该实施方式中，空心型材的连续的圈通过布置在它们之间的扁材（flat bar）9而彼此分离。以这种方式，可以获得如图4所示的采集管道系统横截面，在该采集管道系统的外表面上，存在有面向外的槽10，以提供与周围材料的更大接触表面。另一方面，空心型材和扁材形成如图5所示的管状结构，该管状结构在此在它的边界之内定义了被称作流动空间11的腔。槽还可以被形成为使得通过在图4的空心型材的相反边缘上布置扁材来将槽定向为朝向该流动空间。

[0044] 通过将空心型材6之间的扁材9布置有穿孔12，可以通过流动空间的两端以及通过采集管道系统的外表面两者来将材料传送到采集管道系统2的流动空间11中。在安装采集管道系统使其被土壤包围的情况下以及安装采集管道系统使其被水包围的情况下，均可以利用该特征。例如，当使用十分细密纹理的填充材料来填充用于采集管道系统的沟道时，填充材料也更易于流入流动空间中，这使得采集管道系统与材料之间的接触表面更大。另一方面，当设置有带孔的扁材的采集管道系统被安装成被水包围时，穿孔使水能够自由流过采集管道系统的结构。

[0045] 根据图6至图9的采集管道系统2的实施方式优选地由本身公知的盘绕式双壁管道组成。该管道又由空心型材6和设置在空心型材6中的腔（即，流动空间11）组成。显然可以将并排设置的一个或更多个空心型材布置为环绕流动空间。在环绕该腔的空心型材（该空心型材与包围其的源材料相接处和/或与位于腔中或在腔中移动的源材料相接触）中，输送有被设置成从该材料接收热能的传送流体。热传送流体通过返回管路4将热能传送给连接到接地回路的热交换器5，以回收热能。在双壁管道的流动空间贯穿其长度地被多个空心型材包围的情形下，热传送流体可以被输送到这些空心型材中的一个或更多个空心型材中。因此，在双臂管道中循环的传送流体可以布置成贯穿双壁管道的整个表面或只是对于其部分表面而与周围源材料接触。在前一情形中，传送流体被输送到每个并行空心型材中。在后一情形中，传送流体仅被输送到一个或若干个空心型材中。

[0046] 提出了该盘绕式双壁管道的一种变型,当上述空心型材的连续的圈通过两个基本并列的扁材彼此分离时使得内表面和外表面两者一致。

[0047] 根据图6和图7，可以仅有一个双壁管道，由此在管道的内部限定了一个未分割的、具有相对大的横截面的流动空间11。另一方面，采集管道系统2也可以包括特别是以图8和图9示出的方式来回收更大量的热能的多个嵌套的双壁管道。在这种情形下，通过相对于它们的纵轴基本上同心安装的至少两个盘绕式双壁管道来形成采集管道系统，由此该采集管道系统将设置有若干相邻的环形流动空间，即便中间的流动空间将是具有小横截面的管状流动空间。这种类型的多层采集管道系统特别适合在水体中使用，尤其是在流动的水体中使用。

[0048] 尽管图8和图9示出了包括两个嵌套的双壁管道的采集管道系统，内安装管道的数量可以更高。然而，当形成这种类型的多层采集管道系统时，必须确保每个相邻的流动空间具有容许足够的流动的横截面面积，以便优化源材料与热传送流体之间的能量交换。通常，流动空间的高度为50mm至200mm。

[0049] 当采集管道系统2由图8和图9所示的多个嵌套的双壁管道制成时，有利的是使用特定的入口歧管13将每个相邻管道的空心型材6连接到连接管道，通过入口歧管13，冷却的传送流体可以从连接管道3馈送到空心型材。该入口歧管均衡输送到空心型材的传送流体的流动，尤其是在包括多个嵌套的空心型材层的实施方式中，以便使采集管道系统中的流动尽可能平稳。当热的传送流体从双壁管道的第一端到达它的第二端时，所述第二端类似地包括出口歧管14，以用于将传送流体从空心型材输送到返回管路4并且进一步输送到热交换器5。在空心型材中的传送流体的流动可以被特别地均衡，或另外地通过在馈送块和排出块中安装用于均衡流体的流动的特定阀来控制。还可以通过选择嵌套的管道的空心型材的横截面区域使得它们彼此略微不同来控制传送流体的流动，从而在相邻的嵌套管道中的流动优选地完全一致。

[0050] 根据上述实施方式的采集管道系统2的空心型材6优选地具有基本为方形的横截面。然而，型材的形状不限于这种形状，其它已知的横截面形状也是可以的，只要这些横截面形状适于螺旋状采集管道系统的制造即可。尽管特别地上述双壁管道主要由方形塑性材料型材制成，但是其它材料例如铝和钢也适合用于制造本文描述的采集管道系统。

[0051] 本发明的低能量系统中的接地回路的采集管道系统2可以用各种方法安装为被源材料包围。因此，采集管道系统可以被基本水平地放置水中，其中水连续流过采集管道系统，或者以基本竖直的位置放置在不流动的水中，由此，将会在采集管道系统的流动空间11中提供由水的冷却产生的自然竖直流动。采集管道系统也可以被竖直安装在所谓的热井中，在该热井中，采集管道系统被源材料包围。此外，采集管道系统可以水平地安装在像沟道的挖掘洞（dugout）中，在该挖掘洞中，采集管道系统有利地被具有细密纹理的源材料包围。特别有利的是采集管道系统在地下水盆地中使用，在地下水盆地中，水增强从周围材料到在空心型材6中循环的传送流体的热交换。

[0052] 通过在流动的水中安装接地回路的采集管道系统2，水冲刷包含传热流体的空心型材的两侧，从而显著提高到传送流体的热能传送以及从而进一步提高到热交换器5或冷却装置的热能传送。

[0053] 当采集管道系统2形成图14至图16所示的的采集器装置并且包括两个至十二个、优选地为七个至九个不同横截面的嵌套盘绕式管道时，实现了特别高效的能量传递。因为制图技术的原因，这些图仅示出六个嵌套的管道和围绕其的流动空间11。管道可以是双壁的或者它们可以包括通过扁材分离的螺旋管环路，其中，有利的是扁材被穿孔以改进流通。

[0054] 如上所述，在这些盘绕式空心型材中，传送流体流动，从而优选地借助于螺旋泵15将水输送到管道层之间的流动空间11以从水体中回收热能。

[0055] 采集器装置的制造材料优选地为塑性材料，例如高密度聚乙烯（HD-PE）塑性材料，由此，通过焊接产生每个具体应用所需的所有的接合点。塑性材料的优点包括非常长的使用期限以及在使用中耐用的、坚固的和不渗透的结构。

[0056] 为了将水输送到采集器系统，采集器系统要装配入口管16和排出管17。入口管16和排出管17要装配有保护性过滤器，使得没有外物进入采集器装置或进入提供流的螺旋泵以损坏它们或妨碍流动。出于安全原因以及为了可靠操作，自然地，在图14至图16中出现的、布置在服务井18中的人孔是可锁定的。采集器装置的非常简单的结构保证了在很长时间段上可靠地操作。

[0057] 通过将该采集器装置的采集管道系统附接到在图14中出现的特定的用于建造目的的锚定板19，例如，可以提供被准备来用于安装的采集管道系统元件。在图中，附件被实施为缠绕最外面的保护管道20的外壳的附件绳索21。

[0058] 该采集器装置可以简单快速地安装在流动水中的任何地方或安装在在流动水的附近。属于采集器装置的连接和返回管路3和4可以通过简单的措施连接到分离的热交换器。

[0059] 在图14至图16中示出的实施方式中通过将采集器装置的总长度选择为大约15m，2
提供了一种采集管系统，其中空心型材6的总表面积高达1,000m。将采集器装置的采集管道系统分为两个单元系列是有利的，如图所示。发现通过以这种方式将采集管道系统分为两部分能够增强从源材料的热能采集。

[0060] 当+4℃温度的水在采集器装置中循环时，通过计算，发现这种类型的采集器装置的效率为700kW的量级。这意味着当以性能系数3（COP-3）进行使用时，根据该采集器装置的实施方式的输出热容量将为1MW。通过比较，该热容量足够用于大约100栋标准尺寸的独立式住房。采集器装置自身将需要大约10kW的功率，螺旋泵需要该功率来使水流动。

[0061] 当将该采集器装置与传统的岩石或沉积物的热方案相比时，实现了相当多的优点。例如，可以说：当采集器装置经历连续的能量供给时，根据图14至图16的一个采集器装置对应于70个300m深的很好的岩石热井。因为本发明的采集器装置非常有效，接地回路的成本将会比以前低。当使用本发明的采集器装置时，接地回路的购买成本和安装成本仅是以前方案的三分之一。当上述采集器装置与钻井域相比较时，接地回路所需的建筑面积显著变小。

[0062] 当采集器装置由塑性材料制成时，提供了一种对盐分和周围材料温度的变化的忍受能力都好于以前的结构。因此，采集器装置还具有比以前更长的使用期限。

[0063] 由一个或更多盘绕式多层采集管道系统元件组成的采集器装置还可以在它的第一端处包括基本竖直的头部管道22，如图10所示。该头部管道的主要目的在于：保护用于形成安装在水体中的采集管道系统2的管道的遇到水流的第一端，使其免受由水中的杂质引起的持续侵蚀，以及免受由沿着水流动的物体引起的撞击。头部管道22还以平稳的压力将水流输送到采集管路系统的至少一个流动空间11中。

[0064] 遍布在采集管道系统2中的水流压力还可以通过在盘绕式管道的第二端（与头部管道22相对）处布置基本竖直的端部井23而进一步均衡，如图10所示。从流动空间11排出的水因此进入端部井，并在竖直传送之后从端部井返回到周围的流中。

[0065] 当制造上述采集管道系统元件时，连接和返回管道3和4可以被安全地安装在锚定板19上，并且受到图10中示意性示出的头部管道22和端部井23的保护。

[0066] 本采集管道系统提供的方案特别有利于安装在发电厂等的冷凝水流中，安装在污水处理厂的排放流中，安装在河中或安装在其他自然水流例如潮汐区中。

[0067] 如果认为不必要使用头部管道22，可以通过待安装到两端的保护框架来保护多层采集管道元件。例如，保护性金属框架阻止外物例如木材、冰块等破坏采集管道系统元件。

[0068] 所描述的采集管道系统元件还可以安装在接近水体的干燥陆地上使用，例如图14中描述的。因此，当需要时，头部管道22和端部井23可以在采集管道系统元件的两端形成竖直井。通过这些竖直井，可以例如使用入口管16和出口管17将附近河或其他水体的水输送到以及输送出采集管道系统2。当必要时，可以通过以上述方式安装到头部管道或采集管道系统中的泵15来控制采集管道系统中水的流速。另外，可以利用这些竖直井来维护采集管道系统元件，例如，用来以压力清洗机对它进行清洗。

[0069] 本文描述的低能量系统中的接地回路以如下方式使用。以上述方式来布置接地回路所包括的采集管道系统2，以形成至少一个螺旋管，每个螺旋管具有基本一致的横截面。接地回路中的传送流体沿着该螺旋管（如图3所示）从该螺旋管的第一端处的连接管路3流动到该螺旋管的第二端，该螺旋管的第二端连接到返回管路4，以用于将待被进一步使用的传送流体流传送到例如图1中的热泵5中。

[0070] 采集管道系统2的外表面8被布置成与包含热能的周围源材料接触，使得热能传送到在基本上遍布采集管道系统外表面的螺旋管中循环的传送流体。通过将采集管道系统布置成包括若干螺旋管使得这些螺旋管例如以图8和图9所示方式基本上同心地嵌套，并且通过连接和返回管路3和4将它们互连到的连续采集回路，可以增加每米纵向采集管道系统的回收热量。

[0071] 当采集管道系统2由包括空心型材6和由它围绕的腔（即，流动空间11）的至少一个盘绕式管道形成时，由空心型材提供的管道外表面以及内表面两者可以布置成同时与包含热能的周围源材料接触。当使用双壁管道时，热能被传送到在遍布管道的外表面和遍布管道的内表面两者的空心型材中循环的传送流体。当采集管道系统包括多个螺旋管时，嵌套的管道在它们之间形成分离的流动空间并且最里面的管道腔形成流动空间，这些流动空间贯穿采集管道系统的长度延伸。在这种方式下，由空心型材在每个管道中形成的外表面和内表面两者均布置成通过输送流体流通过采集管道系统的流动空间而与包括热能的周围源材料接触。

[0072] 还可以通过将接地回路布置成包括至少两个并置的采集管道系统2来增强热能的回收，如图11所示。可选地或另外地，采集管道系统可以包括至少两个连续的采集管道系统，如图12所示。

[0073] 对本领域的普通技术人员明显的是，随着技术进步，上述方案的基本构思可以以各种方式实现。所描述的方案及其实施方式不限于上述示例，它们可以在所附权利要求的范围内进行变化。