地源热泵系统地热换热器的设计研究

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摘要：为优化地热换热器的设计，本文介绍了换热器传热量及埋管孔数的计算公式，并对地热换热器埋管方式及环路进行了分析，阐明了地热换热器设计时应考虑的主要问题。最后分析比较了各种管材的特性，指出适合地埋管的管材。

Abstract: In order to optimize the design of geothermal heat exchangers, this article introduces the heat exchanger and the formula for the number of buried hole, and analyzes the buried pipe of ground loop heat exchanger and the circle method, explains the main issues to be considered for the design of geothermal heat exchangers . Finally it makes comparison of various pipe properties, which is suitable to buried pipe.

关键词：地源热泵；地热换热器；设计计算

Key words: ground-source heat pump；geothermal heat exchanger；design and calculation

中图分类号：TK52 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）13-0049-02

0 引言

地源热泵空调及热水系统具有节能环保的优点，在国外已得到较为广泛的应用，技术逐渐成熟。目前，我国地源热泵技术实际工程的应用不多，影响地源热泵技术推广的主要原因是缺乏较完备的基础资料及设计规范。

地源热泵系统，按热源形式可分为地下水地源热泵系统、地表水地源热泵系统、土壤源地源热泵系统[1]。在这三种形式中效果最好的是地下水地源热泵系统，但受地下水资源使用条件的限制，不能广泛的使用；地表水地源热泵系统换热效果较好，但受地域限制很大，应用不广泛；因此目前国内外所谈及的一般均指土壤源地源热泵系统[2]。

国内地源热泵系统在工程中的应用逐渐增多。但由于其应用具有很强的地域特点，所需地下换热器数量又较多，因此，地源热泵系统在某种层面上又不具有普遍使用性，所以，应根据不同的气候、地理、工程条件设计不同的地源热泵系统。地热换热器是地源热泵空调系统设计的关键，地热换热器设计的优劣直接关系到地源热泵空调系统的经济性和运行的可靠性，因此对其进行优化设计十分必要。

1 设计时需简化的问题及换热计算公式

1.1 换热计算中几个问题的简化处理 ①沿垂直方向，不同地质结构，分别计算换热。②进出口温差，沿垂直方向，根据地质结构不同分段，确定热交换温度。③冬夏季进出口初始设计温度，按最不利情况考虑。④埋管距离，按3m

1.2 单井换热量的计算公式[3]

参考文献：

[1]ASHRAE. Commercial/ Institutional Ground Source HeatPump Engineering Manual[M]. 1995.

[2]丁勇,卢军等.地源热泵系统地下埋管换热器设计(1)[J].暖通空调,2005.3(35)：86-88.

[3]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册（第二版）（下册）[M].2008.

[4]Commercial/Institutional Ground-Source HeatPump Engineering anual1995 American Society of Heating Refrigerating and ConditioningEngineers,Ice[Z].

[5]王勇,刘宪英等.地源热泵及地下蓄能系统的实验研究[J].暖通空调，2003.3（35）：21-23.

[6]丁勇,李百战等.地源热泵系统地下换热器设计讨论[J].建设与设计,2005.12.

[7]丁勇等.地源热泵系统地下埋管换热器设计(2)[J].暖通空调,2005.11(35):76-79.