地源热泵地埋管计算方法

地源热泵地埋部分设计（一）管材选择及流体介质一、管材一般来讲，一旦将地下埋管系统换热器埋入地下后，基本不可能进行维修或更换，因此地下的管材应首先要保证其具有良好的化学稳定性、耐腐性。1、聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）在国外地源热泵系统中得到了广泛应用。2、PVC（聚氯乙烯）管的导热性差和可塑性不好，不易弯曲，接头处耐压能力差，容易导致泄漏，因此在地源热泵系统中不推荐用PVC管。3、为了强化地下埋管的换热，国外有的提出采用薄壁（0.5mm）的不锈钢钢管，但目前实际应用不多。墨4家、管件输公称压京力不得糊小买于悦1.0壤Mp劣a轮，工作敲温度应晶在历-2常0卷℃什～池5叨0阁℃父范围内话。晌5描、地埋予管壁厚县宜按外季径与壁太厚之比亩为赖1闪1竹倍选择门。辰颈6突、地埋崭管应能须按设计吊要求长朋度成捆谅供应，绞中间不届得有机粱械接口波及金属瞧接头碰。啊内二、连吩接娘1洲、热熔庆联接（筋承接联朴接和对恩接联接倦，对于聪小管径难常采用革）慨2值、电熔灶联结限三、流烧体介质资及回填少料晃流体介症质抛南方地前区：由旬于地温局高，冬猛季地下稳埋管进徒水温度极在敲0采℃与以上，究因此多等采用水宅作为工肃作流体豆；恋北方地轿区：冬猜季地温翻低，地挂下埋管男进水温堡度一般蚂均低贵于队0慧℃怕，因此必一般均矮需使用阶防冻液崖。鲜（筛①纺盐类溶拾液避—缩—造氯化钙姥和氯化恶钠水溶孙液坟；笋②浸乙二醇榆水溶液伸；称③义酒精水于溶液等仅）。江埋管水炸温穿：带诱1别、盘热泵机策组夏季饶向末端仪系统供光冷水，跑设计供交回水温耳度帽为温7染—碑1叙2罗℃抓，与普傻通冷水坐机组相室同。地隙埋管中镇循环水境进优入迟U探管的最宏高温度友应律<3漫7缩℃随，与冷星却塔进直水温度铜相同岸。宋调2踢、那热泵机姓组冬季刺向末端蔽系统供要水温度迁与常规很空调不惩同，在桥满足供崖热条件佛下，应资尽量减部低供热局水温度贫，这样浙可改善糟热泵机经组运行仔工况、珍减小压拜缩比、疫提灵高照co剖p勺值，并尤降低能碎耗垦。堪赵地埋管率中循环缓水冬季尽进水温史度，以式水不冻疲结并留侍安全余促地为好栋，可誉取举3减—辅4庙℃最。当然谣为了使睡地埋管筋换热器求获得更笛多热量垃，可加脚大循环度水与大刚地间温况差传热误，然而糖大地的汪温度是镇不变的秤，因此泡只有将呼循环水抹温降泽至家0帮℃钟以下，负为此循好环水必签须使用悬防冻液婚，如乙傍二醇溶题液或食凉盐水。景但这样粥会提高搞工程造鼻价、增懂加对设凉备的腐饮蚀。在静严寒地田区不得摆不这样放做，而弟在华北排地区的私工程中坦用水就美可满足占要求，兵不一定饮要加防鹊冻液充。剃除地温是头恒定值超，可通测过测井拉实测。督有关资活料介绍脸某地地退下约暖100岩米的地够温是当决地年平馅均气温冒加进4孩℃植左右。痒天津市繁年平均斧气温是示12.贩2鸦℃丹，实测拒天津市卷地下约疤100年米的地温温约为裙16撤℃掠，基本横符合以锦上规律螺。膝回填材气料墨可以选短用浇铸隶混凝土猎、回填偷沙石散添料或回势填土壤诉等。材无料选择矿要兼顾狱工程造伯价、传爽热性能亭、施工催方便等洒因素。霞从实际孟测试比灿较浇铸懂混凝土核换热性踏能最好揭，但造岂价高、急施工难树度大，炉但可结泽合建筑梦物桩基贤一起施浊工。回底填沙石雄或碎石牛换热效博果比较供好，而纱且施工渠容易、钥造价低短，可广柏泛采用珍。网（二）史埋管系垃统环路产一、埋迅管方式朴1境、水平色埋管晚水平埋抱管主要羞有单沟薄单管、烫单沟双孝管、单渡沟二层挤双管、之单沟二布层四管司、单沟谊二层六狐管等形肥式，由蹄于多层昆埋管的销下层管克处于一厌个较稳简定的温佣度场，嚼换热效黎率好于象单层，椒而且占粘地面积宴较少，失因此应废用多层若管的较宅多。（愁单层管炸最佳深杰度岗1.炭2葬～蛋2.0幻m差，双层钩管缘1.川6邻～郑2.4唇m驱）播近年来楼国外又勉新开发肃了两种橡水平埋港管形式忽，一种哭是扁平栗曲线状及管，另纯一种是弱螺旋状锅管。它匪们的优鸦点是使鲁地沟长葛度缩短编，而可万埋设的坐管子长姥度增加霞。表2圣揉、垂直墓埋管壤根据埋钻管形式迷的不同龟，一般玩有售单剧U配爆形管，峡双艺U埋装形管，洗套管式愈管，小香直径螺梢旋盘管气和大直裤径螺旋筒盘管，志立式柱乡状管、鲁蜘蛛状就管等形村式；按摊埋设深才度不同款分为浅型埋槐（禽≤弊30岁m壶）、中影埋把（赖3苗1饭～完80准m史）和深程埋由（赵>80岗m樱）。蔽1滥）胡U爬专形管型赤：是在尾钻孔的稼管井内窃安忘装瓜U嫂碰形管，杰一般管数井直径挨为惊10录0枝～侍150座m两m按，井番深蓬10~辈200估m透，马U令纽形管径叔一般松在壤φ扫50m翠m咐谣以下。悉2响）套管吵式换热毒器：的灯外管直用径一般科为充10安0弃～课200载m朽m搏，内管弱为沙φ革1骡5吐～披φ牵2勺5助ｍｍ。式其换热宰效率出较骨U木习形管提妈高量16.坝7漂%顶。缺点诱：垂⑴咽下管比趁较困难仆，初投武资引比费U车每形管高钩。机⑵惑在套管凶端部与棋内管进瓜、出水都连接处角不好处迁理，易恋泄漏，业因此适角用于深编度猜≤级30m芽泻的竖埋除直管，凑对中埋抗采用此恼种形式伟宜慎重戚。贵二、地慢下埋管检系统环谜路方式屠1龙、串联版方式迅优点拢：册①众一个回猫路具有叼单一流丰通通路之，管内秆积存的残空气容娱易排出结；唯②灶串联方绪式一般督需采用报较大直算径的管狗子，因洁此对于慌单位长凡度埋管饶换热量说来讲，物串联方访式换热营性能略梢高坐缺点译：汇①荡串联方良式需采模用较大坏管径的北管子，殃因而成约本较高狸；丽②岩由于系躺统管径备大，在披冬季气络温低地屯区，系厨统内需火充注的动防冻液失（如乙锻醇水溶琴液）多句；爷财③促安装劳坚动成本情增大杀；却敬④壁管路系坚统不能胶太长，艘否则系冬统阻力侧损失太鹿大。佛2粗、并联育方式财优点醒：牌①它由于可愧用较小殃管径的越管子，粒因此成窜本较串呀联方式听低；追②等所需防阿冻液少吗；场③黄安装劳器动成本犁低。缺点：本①蜂设计安栋装中必稻须特别读注意确假保管内绍流体流义速较高跑，以充槐分排出眯空气；却②响各并联应管道的捷长度尽页量一致璃（偏差辆应柱≤竿10音%做），以尘保证每玉个并联艇回路有脑相同的乞流量；逃③立确保每叉个并联河回路的杜进口与巷出口有郑相同的贝压力，岛使用较丘大管径千的管子类做集箱芝，可达则到此目最的。屈从国内杠外工程思实践来讽看，中棚、深埋剥管采用坚并联方披式者居健多；浅膝埋管采液用串联花方式的金多纠三、地象埋管打暑孔孔径便孔径橡：廊副根据地材质结构闻不同，胡钻孔孔顺径可以茄是陵Ф旱10缘0蒜、炼Ф茎15雨0骂、姨Ф煌20蓄0武或旗Ф叠30炼0尽，天津畅地区地趴表土壤孕层很厚贱，为了菜钻孔、宾下管方棕便多采昌用酸Ф书30虎0其孔径短。雹今（三）推地下埋歇管系统勾设计耽一．地宫下换热彻量计算歇地下换土热量可旧以由下层述公式雕计算：刃Q1'瞧=Q1坡*(1青+1/紧COP白1)k诞W充御（役1严）顺Q2'扫=Q震2*(宵1-1穗/CO典P2)辫kW语剑（双2洗）懒其送中秃Q1仍'侵—默—国夏季向轿土壤排妥放的热吼量瓦，趴kW季Q榜1锹—帖—旧夏季设则计总冷摸负荷器，倦kW宜Q2纸'倡—翅—嚼冬季从婚土壤吸戴收的热岁量搞，打kW时Q俩2岂—膀—厨冬季设裂计总热馆负荷悼，勿kW弄COP灰1振—愁—且设计工山况下水绳源热泵凳机组的鲁制冷系丧数渡COP判2市—冲—沸设计工亚况下水形源热泵历机组的译供热系璃数碎一般地童，水源造热泵机征组的产唉品样本宪中都给丰出不同式进出水郑温度下怖的制冷荣量、制姑热量以歇及制冷群系数、尖供热系丛数，计考算时应袄从样本壶中选用排设计工感况下管的坊击、州遥。若样杏本中无胃所需的慨设计工馆况，可锦以采用肺插值法典计算。震二、地矮下热交宴换设计剃1蜡.扰水平埋嫩管：术确定管贪沟数蹲目粥:仗埋管管天长的估截算：利陷用管接材衬“姐换热能采力斤”罪，即单队位埋管秤管长的肌换热量碧。水平恩埋管单徒位管跌材级“以换热能饲力胡”锄在汪2萌0柄～售40W苦/临m敲（管长疑）左右黎，；设往计时可嘱取换热号能力的沉下限值恶，脏即垄20驶W/壁m鞠。龙单沟单羽管埋管锤总长具哄体计算开公式如醉下盛：钢L=雾Q/2总0雕其小中诱L芬蜡—础—债埋管总壶长略，迁m少Q誓仆—退—鼠冬季从甲土壤取押出的热妻量嘉，彼w肌分誉母津“潮2犬0过”蚊是强每待m埋差管长冬算季从土敏壤取出伴的热量葡，植W/m登单沟双炉管、单辆沟二层船双管、肯单沟二扒层四管黄、单沟蓄二层六指管布置依时分别牢乘杀上懂0.细9盼、打0.8俱5杀、施0.7值5唱、斤0.7群0共柱的热干重扰系数滋（热协塔调系数牵）。智确定管谱沟间距些：寄为了防银止埋管娘间的热昂干扰，尽必须保信证埋管承之间有庸一定的当间距。堤该间距卡的大小圆与运行领状况（首如连续呀运行还蜓是间歇丑运行；票间歇运权行的开落、停机愁比等）炎、埋管亏的布置纱形式（山如单行抛布置，愚只有两浪边有热逝干扰；诚多排布级置，四森面均有建热干扰碧）等等宝有关。寄建议串床联每辈沟壁1阔迷管，管赖径回1/4活"末～反2劫"俊；串联煎每收沟常2梦寄管信，艺1特形又逃1/4削"垮～夸1名涝又没1/2饿"烛。并联扎每使沟杆2寒删管春，晚1筝"闯～傻1绞此又良1/4回"迎；并联颗每愉沟趟4巧～金6摸却管，管追径高13/套4孩"花～勒1畜"患。层管沟间新距：每纪沟药1芬捧管的间栋距忍1.2烤m逼，每死沟鸟2桃辨管的间团距脱1.8熊m东，每减沟么4幻排管间想距醉3.6遮m逼。管沟球内最上滑面管子惠的管顶朗到地面评的的最葬小高度梁不小买于她1.2臣m沫。舞2趟、竖直既埋管第确定竖村井埋管滩管长慢一般垂保直劲单秘U祸凡形管埋崖管的换危热能力锄为打6急0采～遵80婆W/m虹(绒井霸深欣)蚁，垂直已双胆U离烘形管倾为抗8缴0预～毯100欢W/m巴(燕井堪深谦)士左右，收设计时晌可取换亩热能力购的下限狐值。拒衔一般垂袭直埋管帆为纷7贿0严～袜110冬W/m车(别井福深岗)威，止或荐3执5袋～钓55W亡/m励(攻管店长弟)君，水平馒埋管且为撇2炼0拳～艺40W倍/贱m宣（管长赌）左右棚。栗设计时吵可取换剪热能力搁的下限科值，葬即音35W趁/真m阿（管长尺），孝双港U派管设计欣具体计腿算公式漂如下：刮L=获Q1/没25枣惨（看3侨）屑其校中吸L倡—盼—捷竖井埋想管总长误，蹲m剥Q乓1镜—杆—完夏季向并土壤排穗放的热吉量尿，下W烛分龄母薯“违3揉5得”昂是夏季钞每解m唉管长散岗热量猛，成W/m恨确定竖亿井数目纸及间距煤边国外，尽竖井深慰度多数嫩采剪用疾5挡0倚～关100期m何[2]央，设计沫者可以作在此范倍围内选眨择一个矩竖井深穴度旗H倒，代入箱下式计曾算竖井侨数昆目弟:磨N=智L/(递4*H在)辅（货4侦）最其疮中略拌N晃—暗—万竖井总畜数，个黄L抹—犯—感竖井埋询管总长皮，吊m践H委—零—比竖井深控度导，蔬m归分绪母辛“稀2番”易是考虑炉到竖井绒内埋管园管长约末等于竖第井深度衣的肺2卖倍。倒然后对挣计算结须果进行孤圆整，推若计算荷结果偏卫大，可其以增加屋竖井深阔度，但轿不能太裙深，否蝇则钻孔静和安装勤成本大名大增加乳。便关于竖借井间距哪有资料墓指出厉：云U妇型管竖迎井的水飘平间距厉一般魂为铁4.5烛m近[3]吵，也有密实例中新提宗到慕DN2弱5龄的红U截型管，漠其竖井百水平间给距咳为盛6瑞m渡，蚀而红DN2前0撕的老U阔型管，井其竖井素水平间乘距贺为傅3m为[4]虑。若采逮用串联添连接方束式，可卵采用三畜角形布缺置（详该见缸[2宰]强）来节铃约占地寨面积。啄工程较评小，埋学管单排卵布置，钩地源热栏泵间歇俗运行，换埋管间矮距可政取虎3.0酸m社；工程摊较大，莫埋管多希排布置剧，地源尽热泵间站歇运行光，建议闯取间变距谣4.5谢m立；若连铲续运行件（或停静机时间振较少）海建议吸取剖5叮～瓣6m础注意事跨项胀1老、垂直协地埋管倾换热器宏埋管深克度应大粒于租30躬m膛，宜勉为挑60秋m趣～惜150或m毁；钻孔晶间距宜而为屠3聪m亡～律6棍m睛。水平球管埋深恭应不小验于圈1.2炎m鲜。讲削2骄、地埋激管换热驾器水平壮干管坡去度宜兵为阴0.3叹%敌，不应业小括于哪0.2拉%找。厕怖3忠、地埋寄管环路坚之间应田并联且练同程布鼻置，两刮端应分孩别与供劲、回水接管路集退管相连姓接。每就个环路块集管连雪接的环泡路数宜警相同揭。晚快4份、地埋聋管换热疼器宜靠午近机房赤或以机汤房为中路心设置斧。铺设认供、回仔水集管垒的管沟芳宜分开千布置；剑供、回歉水集管汉的间距丧不应小米于旱0.6坐m犹。腾三、管镇径与流垂速设计末1取、确定容管示径演聋在实际荡工程中洗确定管替径必须康满足两益个要求轮：驳辜（德1域）管道支要大到正足够保内持最小堵输送功滋率闭；威义（菊2津）管道贴要小到时足够使遇管道内恶保持紊途流以保命证流体浩与管道针内壁之股间的传软热熔。务蛾显然，零上述两扣个要求点相互矛琴盾，需悲要综合筒考虑。堪一般并赤联环路吓用小管额径，集毕管用大比管径，榆地下热这交换器饭埋管常漏用管径典有集20m怠m闯、类25m帆m坊、漂32m龄m中、讨40m鼓m袍、光50m阅m赠，管内舒流速控浊制在甲1.2型2m/勇s今以下如,虫对更大宗管径的喊管道，诱管内流匪速控制态在扶2.4腐4m/迟s肯以下或赴一般把评各管段春压力损普失控制后在沸4mH蕉２绒O/1厅00m鹅当量长翼度以下稻。备注充：让①助宏地下埋丘管换热革器环路魔压力损娱失限制滑在雄3冤0蛛～华50k倚Pa/探100斧m速村为好，龟最大不郊超垄过油50k枕Pa/满100迅m俩。同时期应使管岂内流动辈处于紊摆流过渡厕区。肉②台马地下埋姥管系统违单位冷甘吨墨（魂1北注冷劫吨测=30撒24k梁cal躬/h=毫3.5菊2k膝W叫）水流葡量控制伪在形0.1支6常～慨0.1烤9L/这s包．战t挂③坏此最小管值内流速巨（流量湿）：在击相同管娇径、相待同流速呜下，水凤的雷诺闪数最大册大。所匙以采犁用受CaC荣l2蚂昆和乙二愁醇水溶饱液时，躬为了保矛证管内吨的紊流滴流动，材与水相流比需采滩用大的油流速和拦流量。订2碧、校核推管材承灿压能力慌管路最摄大压力舒应小于溜管材的未承压能榨力。若栋不计竖叙井灌浆具引起的捡静压抵郊消，管柴路所需火承受的刺最大压迈力等于拆大气压胶力、重依力作用晴静压和要水泵扬纲程一半闭的总和委[1]惰，即：训P=米P0谨+穴ρ拍gH+戏0.5舒Ph娘其驱中座变p浇—么—笔管路最弦大压力挤，妈Pa膏P蒜0珠—投—驼建筑物落所在的斜当地大宝气压充，倡Pa何ρ—钥—奇地下埋庭管中流子体密度先，属kg/搭m童3绞棋g杂—钳—迈当地重互力加速成度彩，龟m/s眨2举市H趋—化—皮地下埋玻管最低离点与闭辛式循环周系统最缺高点的惩高度差辽，番m秋P晒h肠—晕—奏水泵扬疗程别，乏Pa3其它叮3.依1睡与常规药空调系乒统类似乞，需在御高于闭冈式循环工系统最挂高点处佣（一般旬为株1受m斤）设计廉膨胀水炎箱或膨湾胀罐，欣放气阀群等附件汤。怎（四）拼设计举苏例馅一．设侍计参数桨上海某世复式住闯宅空调溜面上积眯212寄m签2继。藏1搅、室外赴设计参寿数砌夏季室舅外干球柱温踏度治t护w净＝曲3床4龟℃组,丸津湿球温宰度剑t零s炮＝火28.致2朋℃壶冬季室辅外干球太温朝度峡t览w采＝素-称4闹℃遮,我呼相对湿舟度置φ脏＝伍7坝5陵％袍2访、室内略设计参擦数泊夏季室曲内温虚度递t刷n型＝杂2驴7纲℃娇,婆绣相对湿浸度稻φ俊n幕＝陕5哗5故％劲冬季室荡内温吗度晨t垦n思＝祸2滨0锡℃利,肤赵相对湿摔度难φ意n眯＝堡4乘5唉％碑二．计衔算空调冻负荷及评选择主塘要设备接1行、参考佣常规空池调建筑退物冷热咽负荷的塌计算方取法，计铃算得到著各房间抱冷热负迹荷并选昂择风机三盘管型尾号；考上虑房间联共用系余数（圾取嗽0.供8扒），得秋到建筑腰物夏季南设计总刊冷负荷万为约24.棒54k务W晃，冬季庭设计总番热符负菠荷横为像16.披38k召W怀，选享择阵NOB岛OS痕I20躬T渣R姻型地源浩源热泵碑机录组肠1迹台，本翅设计举羊例工况洁下散的座COP忆1栗＝尾5.愧9跨，匀CO啊P雨2驴＝乓4.右2及。赢2诸、计算蛇地下负史荷被根据公权式嫩（包1配）、蒙（折2缸）计算衫得茶Q1'牲=Q1嘉*(1那+1/阿COP杯1)=蔬24.哥54*者(1+松1/5天.9)肠=28岛.7滨kW史Q2'奖=Q易2*(亩1-1柿/CO批P2)沈=16所.38坡*(1脂-1/坐4.2蚀)=1养2.4肯8kW扶取夏季恭向土壤妹排放的察热绕量命衫进行设提计计算邪。盗3耻、确定漏管材及编埋管管类径阅选用聚惜乙烯管勒材衬PE6螺3