谈地源热泵空调设计(1)

测井也可测出U型竖埋管出水温度T出 。

综合传热系数K在系统运行初期波动值较大，系统运行一段时间后其值趋于一稳定值。我们通过实测K值波动在一个较小的范围内，在目前数据资料较少情况下可取波动平均值作为计算数据误差不会太大。 6 竖直埋管地源热泵空调的设计 6.1 确定设计参数与热泵机组

6.1 .1 计算建筑物空调夏季冷负荷及冬季热负荷。

6.1.2 确定夏季冷水的供回水温度及地埋管进出水温度，进而确定机组中工质的夏季蒸发温度及冷凝温 度。

6.1.3 计算冬季风机盘管的供水温度，取回水温度比供水温度低7～12℃。设定地埋管进水温度，根据测井测出的进出水温差推算出地埋管出水温度，进而确定热泵机组中工质冬季的蒸发温度和冷凝温度。

6.1.4 由建筑物空调夏季冷负荷、机组蒸发温度和冷凝温度,以及冬季热负荷和冬季机组蒸发温度和冷凝

温度，就可以进行热泵机组的选型设计，或将参数提供给生产厂家，由厂家制造热泵机组。

6.1.5 确定热泵机组型式（活塞机、螺杆机、蜗旋压缩机等），查出或计算出 该机组在夏季埋管水温最高时和冬季埋管水温最低时工况下的COP值。

6.2 计算夏季总放热量和冬季总吸热量

6.2.1 夏季竖直埋管换热器总放热量等于建筑总冷负荷加上埋管最高水温时机组消耗功率（机组消耗功率等于夏季冷负荷除以埋管最高水温时的COP值）。 6.2.2 冬季竖直埋管换热器总吸热量等于建筑物总热负荷减去埋管最低水温 时机组所消耗的功率（机组消耗功率等于冬季热负荷除以埋管最低水温时COP值）。

6.3 计算竖直埋管总长度

6.3.1 夏季竖直埋管总长度计算 ①夏季换热温差DTx 8C DTx=Tx-Td ????????⑶ 式中：

Tx ü 夏季竖直埋管内最高设计平均水温 8C； Td ü 地温 8C。

②夏季每米竖直埋管散热量qx W/m qx=Kx ·DTx ????????⑷ 式中：

Kx ü 夏季综合传热系数 W/m8C。 ③夏季竖直埋管换热器埋管总长度Lx m ????????⑸ 式中：

Q夏—建筑物夏季总冷负荷 W； A—安全系数，取1.1-1.2。 6.3.2 冬季竖直埋管总长度计算 ①冬季换热温差 DTD 8C DTD=Td-TD ????????⑹ 式中:

TD ü 冬季竖直埋管内最低设计平均水温 8C。 ②冬季每米竖直埋管散热量qD W/m qD=KD ·DTD ????????⑺ 式中：

KD ü 冬季综合传热系数 W/m8C。

③冬季竖直埋管换热器埋管总长度LD m ????????⑻ 式中：

Q冬—建筑物冬季总热负荷 W； A—安全系数 取1.1-1.2。

6.3.3 确定竖直埋管换热器埋管总长度

以上计算取LX、LD二者中较大数值为本工程埋管总长度L m。 6.4 计算竖直埋管数量并确定布置形式 6.4.1 竖直埋管数量计算 ????????⑼ 式中:

n—U型竖直埋管个数； H—竖直埋管设计有效深度 m； L—埋管总长度 m。 6.4.2 竖直埋管布置形式

结合工程场地可一字型布置、L型布置或矩阵型布置均可，根据测试结果分析,U型竖直埋管间距以5—6m为宜。 6.5 确定竖直埋管水流速度与水泵选型 6.5.1 确定水流速

试验显示，竖直埋管中如提高水流速度则换热量可适当增加，但增加量不与流速提高量成比例。竖直埋管中水流应为紊流状态，流速太快会增加循环水泵能量消耗，流速取1m/s左右为宜。 6.5.2 确定水泵型号

流速确定后计算循环水流量及压力损失即可选择循环水泵的型号。 7 结论

7.1 地源热泵空调是节能、环保、对地下水无污染，并不影响地面沉降的好形式。特别是竖直埋管地源热泵更具有诸多优点，应予推广。

7.2 采用土壤钻孔的综合传热系数法，可简化地源热泵的传热计算。 7.3 竖直埋管地源热泵空调的设计步骤，为设计人员提供了一种设计方法，有利于提高设计速度，并减少设计失误。 参考文献

1、曾淼等，地源热泵地下U型管换热器实验研究，全国暖通空调制冷1998年学术年会《论文集》，P371；

2、龚玉烈、赵军等，浅层桩埋换热器的实验研究与工程应用，全国暖通空调制冷2002年学术年会《论文集》上册，P802；

3、周倩、李新国等，垂直埋管式换热器及周围土壤温度场的实验研究，全国暖通空调制冷2002年学术年会《论文集》上册，P806。

摘 地源热泵是节能、环保型冷热源装置。竖直埋管式地源热泵还具有对地下水无污染，并不影响地面沉降的优点，

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