地源热泵地埋管选型.doc

1、1广东芬尼克兹节能设备有限公司地 埋 管 系 统1） 冬 夏 季 地 下 换 热 量 计 算可 由 下 述 公 式 计 算 ：（ 1）（ 2）其中 Q1 夏季向土壤排放的热量，kW ；Q1夏季设计总冷负荷，kW； Q2冬季从土壤吸收的热量，kW； Q2冬季设计总热负荷，kW； COP1设计工况下机组的制冷系数（4.5）COP2设计工况下机组的供热系数（4.0）例 如 ： 冬 季 设 计 总 热 负 荷 为 97.5kW， 夏 季 设 计 总 冷 负 荷 为 107kW。机 组 制 冷 量 为 116kw， 制 热 量 为 135kw。 根 据 空 调 和 采 暖 的 使 用 特 点 ， 夏季

2、向 土 壤 排 放 的 热 量 以 机 组 夏 季 制 冷 量 计 算 ， 冬 季 向 土 壤 吸 收 的 热 量 以冬 季 设 计 总 热 负 荷 计 算 。根 据 计 算 可 知 ：Q1 =116*（ 1+1 4.5） =141.8 KWQ2 =135*（ 1-1 4.0） =108 KW2） 热 交 换 器 的 形 式考 虑 现 场 可 用 地 表 面 积 、 以 及 钻 孔 费 用 ， 确 定 热 交 换 器 采 用 单 U 垂直 埋 管 布 置 ； 地 下 埋 管 换 热 器 中 流 体 方 向 是 采 用 并 联 的 形 式 。 为 保 持 系统 环 路 间 的 水 力 平 衡 ，

3、 工 程 中 多 采 用 同 程 式 系 统 。3） 管 材 的 选 择常 用 的 是 聚 乙 烯 （ PE） 和 聚 丁 烯 （ PB） 管 材 ：PE 管 重 量 轻 、 韧 性 好 ， 耐 低 温 性 能 较 好 ， 无 毒 ， 价 格 较 便 宜 ， 抗 冲2广东芬尼克兹节能设备有限公司击 强 度 高 ， 抗 压 、 抗 拉 强 度 较 低 。 可 以 热 溶 焊 接 、 法 兰 螺 纹 连 接 。 适 用于 饮 水 管 、 雨 水 管 、 气 体 管 道 、 工 业 耐 腐 蚀 管 道 等 。 PB 管 其 突 出 特 点 是 抗 蠕 变 性 能 （ 冷 变 形 ） ， 反 复 绕

4、缠 而 不 断 ， 耐 温 ，化 学 性 能 也 很 好 。 可 以 热 熔 焊 接 、 法 兰 螺 纹 连 接 。 适 用 于 给 水 管 、 冷 热水 管 、 燃 气 管 、 地 下 埋 管 道 。 管 道 可 以 弯 曲 或 热 熔 形 成 更 牢 固 的 形 状 ，可 以 保 证 使 用 50 年 以 上 。4） 管 径 的 确 定在 实 际 工 程 中 确 定 管 径 必 须 满 足 两 个 要 求 ： （ 1） 管 道 要 大 到 足 够 保持 最 小 输 送 功 率 ； （ 2） 管 道 要 小 到 足 够 使 管 道 内 保 持 紊 流 以 保 证 流 体 与管 道 内 壁 之

5、 间 的 传 热 。 显 然 ， 上 述 两 个 要 求 相 互 矛 盾 ， 需 要 综 合 考 虑 。一 般 并 联 环 路 用 小 管 径 ， 集 管 用 大 管 径 ， 地 下 热 交 换 器 埋 管 常 用 管 径 有20mm、 25mm、 32mm、 40mm、 50mm。 管 内 流 速 大 小 按 以 下 原 则 选 取 ： 对 于小 于 dn50mm 的 管 子 ， 管 内 流 速 应 在 0.2 0.8m/s 范 围 内 ， 对 于 大 于dn50mm 的 管 子 ， 管 内 流 速 应 小 于 1.8m/s， 并 使 所 有 管 子 的 压 降 小 于400Pa/m。5）

6、竖 井 埋 管 管 长 的 确 定地 下 热 交 换 器 长 度 的 确 定 除 了 已 确 定 的 系 统 布 置 和 管 材 外 ， 还 需 要有 当 地 的 土 壤 技 术 资 料 ， 如 地 下 温 度 、 传 热 系 数 等 。 这 些 因 素 的 计 算 很繁 琐 ， 并 且 部 分 数 据 不 易 获 得 。 在 实 际 工 程 中 ， 可 以 利 用 管 材 “换 热 能力 ”来 计 算 管 长 。 换 热 能 力 即 单 位 垂 直 埋 管 深 度 或 单 位 管 长 的 换 热 量 ，一 般 垂 直 埋 管 为 50 80W/m(井 深 )， 或 25 55W/m(管 长

7、)， 水 平 埋 管 为20 40W/m（ 管 长 ） 。 以 单 U 垂 直 埋 管 为 例 ， 设 计 时 可 取 换 热 能 力 的 下限 值 ， 即 25W/m（ 管 长 ） ， 具 体 计 算 公 式 如 下 ： L= Q1201000 （3）其中 L竖井埋管总长，m Q1 夏季向土壤排放的热量，kW 3广东芬尼克兹节能设备有限公司分母“30”是夏季每 m 单 U 管长散热量，W/m计 算 得 知 ： L=141.8*1000/20=7090 米可 根 据 以 下 公 式 计 算 ：（ 4）其中 N竖井总数，个 L竖井埋管总长，m H竖井深度，取 100m 分母“2”是考虑到竖井内供回水埋管管长约等于竖井深度的 2 倍。计算得知：N=7090/2*100=35.4预留一定的富余量，取 35 个竖井。竖井间距取 5 米。