【暖通空调知识】地源热泵地埋管设计

地源热泵系统U型地埋管换热器的选型要点及施工技术摘要：本文在工程施工的基础上，对该系统的选型及施工技术进行了探讨与研究，其中包括地下换热器的布置形式、环路方式及管材的选择，管径、管长及数目、钻孔间距确定，管内传热介质、钻孔深度、回填料的选择等。

此文可以应用在该系统的设计、施工中，对实际工程有较强的指导意义。

关键词：地源热泵；地下换热器；选型；施工技术1、概述地源热泵是指将传统空调器的冷凝器与蒸发器延伸至地下，使其与浅层地能（浅层土壤、地下水和地表水）进行热交换来提供冷热源，或是通过中间介质（如水或以水为主要成份的防冻液）在封闭的环路里在土壤中循环流动，实现利用浅层地能为建筑物内供暖或制冷的一种节能、环保型的新能源技术。

地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，是热泵很好的供热热源和供冷能源。

地源热泵系统可分为地下换热器的设计施工和地上设备管道的设计施工两部分，地上设备管道的安装施工与设计和传统暖通空调设备的设计与安装并无太大差别，而地下换热器的设计与施工比较有特点，作者结合无锡某项目地源热泵工程的设计与施工的特点，对地埋管换热器的的设计选型及施工问题进行研究与经验讨论。

2、U型地埋管换热器的选型埋管处地质情况和岩土传热性能是地埋管换热器设计选型与施工的重要参数。

设计地埋管换热器时，首先需要确定当地的岩土类型、导热系数、比热容等参数。

2.1 地埋管的管材、管径与传热介质2.1.1 地埋管管材地源热泵系统地埋管管材的选择非常重要。

一般来说，一旦将地埋管换热器埋入地下后，基本就不可能进行维修或更换。

地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件，我国国家标准[1]给出了地埋管换热器地埋管管道外径尺寸标准和管道的压力级别，地埋管外径及壁厚可按规定选用。

2.1.2 管径的选择原则管径的选择应根据热泵本身的换热器的流量要求以及选用的串联或并联的形式确定。

埋管管径不能太大，要保证管中流体的流速足够大，保证管中流体处于紊流区（Re≥2100），有利于强化流体与管壁的换热效率[2]；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，管内流速控制在1.22m/s 以下（经验数字是0.3-1.0m/s之间），对更大管径的管道，管内流速控制在2.44m/s 以下或一般把各管段压力损失控制在4mH2O/100m 当量长度以下。

笔名：admi n 性别：保密注册时间：2006-10-05[HYPERLINK"javascript:AddFrie nd('Admin')"加为好友]年龄: 99 积分：100 最近登录时间：2006-10-0514:45[HYPERLINK"javascript:Se ndMsg('Admi n')"给我留言]专业：00400001 行业：0003所在地区：-等级：经验值：10•简介：通过国税局办公大楼采用土壤源（垂直埋管）热泵的空调设计，介绍土壤源热泵的设计方法、施工工艺。

同时根据该空调工程实际运行模式的参数测量、数据处理，得出土壤源（垂直埋管）热泵是一种节能、环保的空调能源。

•关键字：土壤源热泵，垂直埋管，节能近年来随着能源和环境的问题日益严重，在满足人们健康、舒适要求的前提下，合理利用能源，保护环境，减少常规能源消耗、节约能源已成为暖通空调行业需要面对的一个重要课题。

土壤源热泵热泵空调系统是通过吸收大地（包括土壤、井水、湖泊等）的冷热量，冬季从大地吸收热量，夏季从大地吸收冷量，再由热泵机组向建筑物供冷供热而实现节能，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调系统。

为了合理利用能源、减少常规能源消耗、节约能源，大力推广这种新型节能空调系统，对设计、施工运行指导，国家建设部相继颁布了民用建筑及公共建筑节能设计标准，地源热泵系统工程技术规范。

本文对宁波鄞州区国税局土壤源（垂直埋管）热泵空调设计、施工、调试及运行情况作了较详细的论述，供同行借鉴参考。

一、工程简况宁波市鄞州区国税局办公楼坐落在风景优美的宁波鄞州区鄞县大道旁，它是一幢办公性质综合楼。

本建筑地上十九层，地下一层（主要为设备层及车库）。

其中一至三层主要功能区为大厅、纳税大厅、办公室、餐厅、活动室，四至九层以及十一至十九层主要功能区为办公室、会议室、多功能厅、招待所，十层为信息中心、办公室，总建筑面积约为26000平方M,空调面积约为19000平方M。

地源热泵中央空调系统地埋管施工技术发布时间：2022-04-19T08:54:16.388Z 来源：《时代建筑》2022年1月中作者：朱国民[导读] 近些年，地源热泵中央空调系统的发展速度提高，这项技术具有节能、环保舒适、空气污染程度低等特点，并且经济性良好。

地源热泵中央空调系统在建筑物中运用能够有效地提高建筑功能。

本文是针对地源热泵中央空调系统实施中的施工技术进行分析，分析技术运用中需要注意的问题，希望为施工人员开展工作提供指导。

北京金茂人居环境科技有限公司朱国民摘要：近些年，地源热泵中央空调系统的发展速度提高，这项技术具有节能、环保舒适、空气污染程度低等特点，并且经济性良好。

地源热泵中央空调系统在建筑物中运用能够有效地提高建筑功能。

本文是针对地源热泵中央空调系统实施中的施工技术进行分析，分析技术运用中需要注意的问题，希望为施工人员开展工作提供指导。

关键词：地源热泵；中央空调系统；地埋管施工技术一、地源热泵中央空调系统地埋管施工技术概述地源热泵中央空调系统是一种综合性比较强的技术，主要是通过内部散热和热泵等系统实现换热的功能。

地源热泵中央空调系统能够调节建筑物的温度，其性能良好。

地埋管施工技术的实施可以实现空调调控的功能，在供热的施工可以将气体排出输入冷凝器内部冷却为气体，之后与气体蒸发。

而制冷是通过压缩机排出制冷气体，进入冷凝器中水的温度会不断的生长，进行蒸发循环制冷。

地源热泵中央空调系统能够实现能源的重复利用，可以再生，利用水和土壤就可以实现制冷和制热等，其应用价值比较高。

并且采用这种方式能够有效地改善环境污染情况，这项技术的运用能够降低对环境的压力，改变传统制冷装置和制热装置对于周围环境的影响。

地源热泵中央空调系统的运行效率比较高，室内外的环境对于系统运行的影响并不大，在地下就可以实现对建筑物室内温度的控制。

这项技术的运用能够有效地降低制冷和制热的成本，节省费用能够达到50%左右。

二、地源热泵中央空调系统地埋管施工技术（一）钻井施工地源热泵中央空调系统建设中要先进行钻井使用，结合地质情况钻孔，并且要制定埋管的方案，按照实际情况钻井施工。

地源热泵在暖通空调设计中的应用摘要：在倡导节能化的社会，地热热泵在暖通空调设计中得以重视，通过对其研究，利于节约能源，促进可持续发展。

关键词：地源热泵；暖通空调设计；应用中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：在倡导节能化的社会，地热热泵在暖通空调设计中得以重视，通过对其研究，利于节约能源，促进可持续发展。

以下是对地热热泵的介绍分析。

一地源热泵技术在暖通空调设计中地源热泵利用地下浅层地热资源(也称低能，如地下水，地表水，土壤等)的即可供热又可供冷的空调系统。

地源热泵通过输入少量的低品位能，实现低品位能向高品位能的转移。

地能分别作为冬季热泵供热的热源和夏季制冷的冷源。

如在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖，夏季，把室内的热量取出来释放到地能中去。

通常地源热泵消耗ikw的能量，用户可以得到4kw 以上的热量或冷量。

地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，尤其表现在对于同时有供热和供冷要求的建筑物。

地源热泵有着明显的优点，可以有效节约能量的消耗，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的原始资金投入，同时，地源热泵还可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、办公楼、学校、商场等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

二地热热泵空调系统的节能特性其他热泵系统诸如风冷热泵系统在运行时都会遇到一个同样的尴尬问题,就是当我们最需要它们的时候,它们总是处在效率最低的时候。

因为它们冬天运行时需要从室外空气(水)吸热,夏天运行时需要放热给室外空气(水)。

由热力学第二定律可知两种介质之间的传热量是由这两种介质的温差决定的,冬天室外温度越低,热泵的冷媒和空气(水)间的温差越小,吸热量越小,供热情况则越差。

同时,由于室内外温差较大,大量的热量从围护结构的缝隙中自室内泄漏至室外,要维持恒温,就需要同等的热量来补充这部分泄漏的热量。

浅谈地埋管地源热泵的设计摘要:本文将论述地埋管地源热泵系统的设计体要点。

关键词：“卡诺循环”“制热系数”“单口井换热量”“换热热阻”中图分类号： th3 文献标识码： a 文章编号：1.引言近年来，地埋管地源热泵系统在建筑工程中得到广泛应用。

一提到地埋管地源热泵系统，人们立刻想到“节能”、“环保”、“绿色”、“减排”，但是根据工程回访（京津地区），很多业主反应地埋管地源热泵系统没有想象中的那么节能。

本文将追根溯源，讨论地埋管地源热泵系统为什么节能，怎样才能节能，提出建筑物地埋管地源热泵系统比传统空调系统经济节能是靠精细、合理、优化的设计来保证的。

2.地埋管地源热泵系统的概念地埋管地源热泵系统是一种以大地作为冷、热源，以水溶液作为媒介，通过垂直或水平封闭管路与大地交换热量，并把交换的热量提供给地源热泵机组，维持地源热泵机组正常工作，向建筑物供冷或供热的集中空调系统。

在冬季，地埋热泵系统通过埋在地下的封闭管道（亦称地下换热系统）从大地收集自然界热量，而后由环路中的循环水溶液把热量带到室内，再由室内的地源热泵系统提升热的品位，把热量释放到室内。

在夏季，为达到给室内降温目的，地源热泵系统将从室内吸收的多余热量排入水溶液环路中，再经过地下换热系统，讲多余热量释放给大地。

在一年里，对大地而言，冬季大地在放热，夏季大地在蓄热，这种独特的工况使地埋管地源热泵系统成为跨季节的蓄能空调系统。

3.热泵原理和根本优势地埋管地源热泵系统首先是一种热泵技术。

热泵技术的基本原理基于卡诺循环，它采用电能（或其它方式）驱动，耗功n,从低温热源中吸取热量q’，并通过高温热源输送热量q，我们把输送的热量与驱动热泵消耗的功之比称为制热系数，即。

我国火力发电网输送到用户的综合效率为33%左右，理论上只要工程中地源热泵制热系数>3.3 , 热泵供暖对一次能源的利用率>1.0。

实际上，大多数情况下，地源热泵制热系数是可以达到 3.0~3.5 的。

地源热泵桩间埋管布置原则及施工做法引言随着世界能源危机日益严重,绿色可再生能源越来越多的被人们所认知,地源热泵空调系统,地源热泵空调系统因其节能效果显著、绿色环保等优势，在工程中得到广泛应用。

地源热泵空调系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源技术。

根据地热交换系统不同，地源热泵空调系统分为两种形式，一种采用地下水的方式；另一种是埋管式。

抽取地下水地源热泵，由于技术限制，全部回灌不易做到会影响地基下沉，对地下水和地质有不好的影响，保护不好会污染地下水。

目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，但由于地埋管热交换器是在地下进行的，其使用受到场地限制。

对于蓝钻项目建筑物以外场地面积不能满足设计需要的竖直地埋管换热器使用，因此采用在建筑的基础桩间埋设竖直地埋管换热器，其布置原则、施工做法及分析将作为本文论述的重点。

1. 工程概况1.1工程概述本工程位于天津市滨海新区，距天津中心城区45公里，距北京150公里。

本项目位于中新天津生态城南部片区核心位置，是整个城市的次中心，用地性质为商业金融业用地。

项目用地北起和韵路，南至生态谷，西到规划混合用地，东达和旭路。

总建筑面积 109863.8 m2,其中地上建筑面积78701 m2,地下建筑面积 31162.8 m2，占地面积7973.75 m2。

1.2 暖通系统概述本工程空调冷负荷：9560kW，空调热负荷：6230kW夏季冷源由地源热泵系统、电制冷水冷离心式冷水机组联合提供。

冬季热源由地源热泵系统、电锅炉联合蓄热系统共同提供。

由于本项目用地范围有限，地基基础复杂，地埋管数量受到限制。

最终确定采用桩间钻孔方式。

实际布置钻凿换热孔数量约为418眼，换热孔深度为120米,夏季负荷不足部分由电制冷冷水机组提供空调冷水，并设有水蓄冷设施；冬季负荷不足部分由水蓄热设施提供，蓄热负荷首先由地源热泵提供，超出地源热泵供热能力时，采用地源热泵机组和电热水锅炉联合蓄热。

本工程地下二层设置了冷冻热力站。