【正文】 末端系統(tǒng) 地源熱泵空調(diào)的優(yōu)點： ，穩(wěn)定可靠 。通常地源熱泵消耗 1KW 的能量，用戶可以得到 5KW以上的熱量或 4KW 以上冷量，所以我們將其稱為節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。 表 21 不同熱量提供方式的能量利用率 熱量提供方式 燃油爐 燃氣爐 電取暖 熱泵 性能系數(shù) COP ＞ 。 。 。 。要比普通空調(diào)高 35 年使用壽命。 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè) 設(shè)計說明書 7 。 ：土壤有較好的蓄熱性能，冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖，同時蓄存冷量，以備夏用；夏季通過熱泵將建筑物內(nèi)的熱量 轉(zhuǎn)移到地下對建筑進行降溫，同時蓄存熱量，以備冬用，保證了大地熱量的平衡。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。該系統(tǒng)無論嚴寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用。 影響制約地源熱泵發(fā)展的 因素： ? 地埋式換熱器的傳熱強化、土壤源熱泵系統(tǒng)仿真及最佳匹配參數(shù)的研究還不夠深入 ,無法為設(shè)計提供最簡介的方法； 土壤源熱泵自 身存在的缺點：地埋換熱器受土壤性質(zhì)影響較大；連續(xù)運行時，熱泵的冷凝溫度或蒸發(fā)溫度受土壤溫度變化的影響而發(fā)生波動；土壤導(dǎo)熱系數(shù)小，使地埋換熱器的面積較大等； 關(guān)于埋地盤管的數(shù)學(xué)模型和土壤熱場特點的理論研究還不夠深入，仍處于試驗階段；由于它涉及鉆探工程，使施工困難，系統(tǒng)投資比較大。提供正確可靠供工程設(shè)計參考的技術(shù)數(shù)據(jù)； 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計說明書 8 開發(fā)成熟的可供工程設(shè)計參考的設(shè)計計算方法；現(xiàn)有的設(shè)計只有專業(yè)公司會做，一般設(shè)計人員基本不會，嚴重制約了該技術(shù)的推廣； 現(xiàn)有的產(chǎn)品規(guī)格、品種還不夠齊全，影響使用； 地下?lián)Q熱器的安裝、施工技術(shù)還沒有普及，一般的施工隊伍無法保 證質(zhì)量。通過蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將由風機盤管循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)同時再通過冷凝器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地水、地下水或土壤里。 制熱模式 ： 室外地源熱泵系統(tǒng) 水循環(huán) 水源 熱泵 水或空氣循環(huán) 建 筑 物 采暖、空調(diào)，供暖 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計說明書 9 在供暖狀態(tài)下，壓縮機對冷媒做功，并通過換向閥將冷媒流動方向換向。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以 35℃ 以上熱風的形式向室內(nèi)供暖。根據(jù)地熱能交換系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。因此熱泵的發(fā)展長期處于空白狀態(tài)。為熱泵市場的發(fā)展提供了廣闊的空間。 熱量。11 1(1 ) EER?? 冬季： 39。若樣本中無所需的設(shè)計工況，可以采用插值法計算。 選擇熱交換器形式 水平（臥式）或垂直（立式） 在現(xiàn)場勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮現(xiàn)場可用地表面積、當?shù)赝寥李愋鸵约般@孔費用，確定熱交換器采用垂直豎井布置或水平布置方式。 根據(jù)埋管方式不同，垂直埋管大致有 3 種形式： U 型管 、 套管型 和單管型。單管型的使用范圍受水文地質(zhì)條件的限制。 水平埋管的優(yōu)點是室外施工費用相對較低；缺點是室外占地面積較大，一 般適用于小型的而且具有足夠占地面積的地方。缺點是初投資費用稍高 。 水平埋 管就是將塑料管水平敷設(shè)在離地面 1～ 2m 的地溝內(nèi) . 水平埋管的地熱換熱器受地表氣候變化的影響 , 效率較低 , 而且占地的面積比較大 , 在國內(nèi)建筑物比較密集的情況下 , 它的使用受到一定的限制 。 串聯(lián)或并聯(lián) 地下熱交換器中流體流動的回路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩 種，串聯(lián)系統(tǒng)管徑較大，管道費用較高，并且長度壓降特性限制了系統(tǒng)能力。因此，實際工程一般都采用并聯(lián)同程式。 傳熱介質(zhì) 傳熱介質(zhì)應(yīng)以水為首選，也可選用符合下列要求的其它介質(zhì)： ，腐蝕性弱，與地埋管管材無化學(xué)反應(yīng)； ； ，較低的摩擦阻力； 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè) 設(shè)計說明書 13 、運輸和儲藏。良好的傳熱特性和較低的摩擦阻力損失是指傳熱介質(zhì)具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)和較低粘度。 在傳熱介質(zhì)（水）有可能凍結(jié)的場合，傳熱介質(zhì)應(yīng)添加防凍液。為了防止出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象，添加防凍液后的傳熱介質(zhì)的冰點宜比設(shè)計最低運行溫度低 3~5℃。 選擇管材 一般來講，一旦將換熱器埋入地下后，基本不可能進行維修或更換，這就要求保證埋入地下管材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。所以，土壤源熱泵系統(tǒng)中一般采用塑料管材。 地源熱泵系統(tǒng)地埋管管材應(yīng)采用化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)大、流動阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（ PE80 或 PE100）或聚丁烯管（ PB）。 地埋管質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準中的各項規(guī)定。 地埋管及管件應(yīng)符合設(shè)計要求，且應(yīng)具有質(zhì)量檢驗報告和生產(chǎn)廠的合格證。顯然，上述兩個要求相互矛盾，需要綜合考慮。 確定豎井埋管管長 地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當?shù)氐耐寥兰夹g(shù)資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。 由于這種計算方法較復(fù)雜，要用到地埋管換熱系數(shù)及當?shù)氐耐寥罒嵛镄裕蝗菀子嬎?，所以這里只給出換熱器管長的公式不自在詳細介紹。 供熱工況下，豎直地埋管換熱器鉆孔的長度可按下列公式計算： 式中 hL —— 供熱工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長度 hQ —— 水源熱泵機組的額定熱負荷（ kW）； COP—— 水源熱泵機組的供熱性能系數(shù)； hL —— 供熱工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長度 hQ —— 水源熱泵機組的額定熱負荷（ kW）； COP—— 水源熱泵機組的供熱性能系數(shù)； ，可以利用管材 “ 換熱能力 ” 來計算管長。1 10 00 35LQ? ? ? 其中 L —— 豎井埋管總長， m Q1＇ —— 向土壤 最大換熱量 的較大者 分母 “35” 是夏季每 m 管長散熱量， W/m 確定豎井數(shù)目及間距 國外，豎井深度多數(shù)采用 50～ 100m，設(shè)計者可以在此范圍內(nèi)選擇一個豎井深度 H，代入下式計算豎井數(shù)目 : 一般垂直 U 型管為 60～ 80W/m（井深），垂直雙 U 型管為 80～ 100W/m左右，設(shè)計師取換熱能力的下限值。 然后對計算結(jié)果進行圓整，若計算結(jié)果偏大，可以增加豎井深度，但不能太深，否則鉆孔和安裝成本大大增加。 也有實例中提到 DN25 的 U 型管，其豎井水平間距為 6m，而DN20 的 U 型管，其豎井水平間距為 3m。 計算管道壓力損失 在同程系統(tǒng)中，選擇壓力損失最大的熱泵機組所在環(huán)路作為最不利環(huán)路進行阻力計算。 校核埋管換熱器管材承壓能力 校核埋管換熱器最下端管道的重力作用，靜壓是否在其承壓范圍內(nèi)。如果超過管子的耐壓范圍，則需換用耐壓極限更高的管材或用板式換熱器將埋管換熱器與建筑物內(nèi)的水環(huán)路分開。但在工程應(yīng)用中，有時甚至可以夏季進出水取40℃ ～ 44℃ ，冬季取取 9℃ ～ 6℃ 地埋管地源熱泵系 。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè) 設(shè)計說明書 18 地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)進行全年動態(tài)負荷計算，最小計算周期不得小于1年，在此計算周期內(nèi)，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。 最大釋熱量和最大吸熱量相差不大的工程，應(yīng)分別按供冷與供熱工況進行地埋管換熱器的長度計算，并取其較大者確定地埋管換熱器的長度；當兩者相差較大時，宜進行技術(shù)經(jīng)濟比較，通過增加輔助熱源或增加冷卻塔輔助散熱的措施來解決 。 地埋管換熱器宜以機房為中心或靠近機房設(shè)置，其埋管敷設(shè)位置應(yīng)遠離水井，水渠及室外排水設(shè)置。 地埋管換熱系統(tǒng)工程勘察應(yīng)包括以下內(nèi)容：巖土層的結(jié)構(gòu)及分布、巖土體的熱物性參數(shù)、巖土體的溫度分布；地下水溫度、靜水位、徑流方向、流速、水質(zhì)及分布；凍土層的厚度。 下 表列出了我國主要城市的年平均氣溫。 環(huán)路集管不應(yīng)包括在地埋管換熱器長度內(nèi)。 水平地埋管換熱器可不設(shè)坡度敷設(shè)。單層管最佳埋設(shè)深度為 ～ ，雙層管為 ～ 。水平環(huán)路集管距地面不 宜小于 ，且應(yīng)在凍土層以下 。 豎直地埋管環(huán)路兩端應(yīng)分別與水平供、回水環(huán)路集管相連接，且宜同程布置，為平衡各環(huán)路的水流量和降低其壓力損失 ,每對水平供、回水環(huán)路集管連接的豎直地埋管環(huán)路數(shù)宜相等。 豎直地埋管環(huán)路也可采取分、集水器聯(lián)接的方式，一定數(shù)量的地埋管環(huán)路供、回水管分別接入相 應(yīng)的分、集水器，分、集水器宜有平衡和調(diào)節(jié)各地埋管環(huán)路流量的措施。地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際選用的傳熱介質(zhì)的水力特性進行水力計算。 在水源熱泵機組外進行冷、熱轉(zhuǎn)換的地埋管地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)在水系統(tǒng)管路上設(shè)置冬、夏季節(jié)的功能轉(zhuǎn)換閥門，轉(zhuǎn)換閥門應(yīng)性能可靠，嚴密不漏，并作出明顯標識。生活熱水的制備可以采用制冷劑環(huán)路加熱或水路加熱的方式