地源热泵土方量计算

地源热泵打井计算及方案（供参考）•项目概况项目共分三期；其中，二期办公楼建筑面积为3200㎡，空调面积约为3000㎡；二期厂房一层建筑面积为11218㎡，空调面积约为8918㎡，夹层建筑面积6880㎡，空调面积约为4780㎡；三期厂房建筑面积6648㎡，空调面积约为1600㎡。

二期和三期总建筑面积为27946㎡，总空调面积约为18298㎡。

根据甲方要求，现需为二期和三期的厂房及办公室配置空调系统。

•设计依据1、《民用建筑节能设计标准》2、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)3、《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2005)4、《地源热泵系统工程技术规范》 (GB50366-2005)5、《埋地聚乙烯（PE）管材》（CJJ101-2004）6、《实用供暖空调设计手册》7、《空气调节设计手册》8、《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）9、《地源热泵工程技术指南》，徐伟译10、国际热湿环境ISO7730《室内热湿环境的相关标准》11、世界卫生组织《室内空气品质WHO标准》12、甲方提供的建筑平面图•暖通专业范围本项目单位空调冷指标取120W/㎡，空调热指标取85W/㎡；则总冷负荷为2196KW，总热负荷为1555KW。

采用节能、环保的地源热泵系统为空调系统提供冷热源，夏天制冷、冬天采暖，选用两台制冷量为1100KW的地源热泵冷水机组。

二期办公区及厂房夹层空调末端主要采用风机盘管+新风的形式，二期、三期厂房部分空调末端主要采用组合式空气处理机组+新风的形式。

本项目室外地埋管采用垂直双U型埋管，共360口，有效埋管深度为100米，埋管井间距取4.5米；单位孔深排热量按56W/m，单位孔深吸热量按34W/m（根据北京威乐项目地质勘探报告）；室外打井位置为三期厂房区域及室外绿化带。

除此之外，考虑到地源热泵地下热平衡性，需额外配置一台闭式辅助冷却塔，冷却塔水流量为110m3/h。

地源热泵地埋管施工计算方法（一）管材选择及流体介质一、管材一般来讲，一旦将地下埋管系统换热器埋入地下后，基本不可能进行维修或更换，因此地下的管材应首先要保证其具有良好的化学稳定性、耐腐性。

1、聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）在国外地源热泵系统中得到了广泛应用。

2、PVC（聚氯乙烯）管的导热性差和可塑性不好，不易弯曲，接头处耐压能力差，容易导致泄漏，因此在地源热泵系统中不推荐用PVC 管。

3、为了强化地下埋管的换热，国外有的提出采用薄壁（0.5mm）的不锈钢钢管，但目前实际应用不多。

4、管件公称压力不得小于1.0Mpa，工作温度应在-20℃～50℃范围内。

5、地埋管壁厚宜按外径与壁厚之比为11倍选择。

6、地埋管应能按设计要求长度成捆供应，中间不得有机械接口及金属接头。

二、连接1、热熔联接（承接联接和对接联接，对于小管径常采用）2、电熔联结三、流体介质及回填料流体介质南方地区：由于地温高，冬季地下埋管进水温度在0℃以上，因此多采用水作为工作流体；北方地区：冬季地温低，地下埋管进水温度一般均低于0℃，因此一般均需使用防冻液。

（①盐类溶液——氯化钙和氯化钠水溶液；②乙二醇水溶液；③酒精水溶液等）。

埋管水温：1、热泵机组夏季向末端系统供冷水，设计供回水温度为7—12℃，与普通冷水机组相同。

地埋管中循环水进入U管的最高温度应 <37℃，与冷却塔进水温度相同。

2、热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值，并降低能耗。

地埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取3—4℃。

当然为了使地埋管换热器获得更多热量，可加大循环水与大地间温差传热，然而大地的温度是不变的，因此只有将循环水温降至0℃以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。

但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。

在严寒地区不得不这样做，而在华北地区的工程中用水就可满足要求，不一定要加防冻液。

对武汉地质构造特点，对地下一定深度的温度场进行研究，并对地埋管的换热设计计算中的若干问题进行了研究，在简化计算换热模型的基础上，在Excel 上用VBA 编写宏功能，得到实用的地埋管换热的工程设计计算方法，是一种工程易用的计算软件。

同时将这种计算方法应用到了一个实际工程中。

0 前言地埋管地源热泵空调系统由土壤换热器、热泵主机和空调末端三部分组成，其中系统的关键是土壤换热器的设计与施工。

在现有的工程实践中，垂直地埋管方式居多。

这是因为垂直地埋管要比水平地埋管经济一些。

土壤换热器的设计计算要根据实测岩土体及回填料热物性参数，采用专用软件进行计算，或者按《地源热泵系统工程技术规范》附录B的方法进行计算。

由于上述两种方法在工程应用中都有诸多不便，在实际工程设计中并不实用。

一般工程设计都常用指标法。

为了保证计算结果安全可靠，在此，对现有的方法作了一些改进，在EXCEL上用VBA 编写宏功能，得到一种工程上易用的计算软件，并应用于工程实践。

通过一个实际工程来验证计算的正确性。

1 地质条件及温度场1.1 地勘柱状图及温度分布图1 为武汉市汉口的一个工程的地质条件及岩土体的情况，图2 为武汉市汉阳的一个工程的地质条件及岩土体的情况。

图3 为工程一地下温度场分布曲线图，图4 为工程二地下温1.2 测试结果分析由现场测试的结果可知：两工程地区跨度大，地质结构也有所不同，但地下平均温度却变化不大。

工程一所在地的地下平均温度为18.4 度，工程二所在地的地下平均温度为19.4 度。

由此可知，地区跨度较大，但地下的平均温度基本稳定在18度到19 度之间。

2 换热计算及其若干问题2.1 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）埋管管井距，按3m<H<6m 考虑。

第三章地源热泵系统的设计及计算一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。

设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。

空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。

现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。

所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。

目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。

从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。

对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。

空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。

所以，设备选型较大。

空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。

避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。

因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。

一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准1、通用设计规范1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003年版））；2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88）3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87）4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95）5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范：1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87）2)．《住宅设计规范》（GB50096-99）3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89）4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89）5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004）7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005）8)．其它专用设计规范3．专用设计标准图集：1)．《暖通空调标准图集》2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册）3)、其它有关标准二、空调冷、热负荷计算空调负荷是指为保持室内空气设计条件，单位时间内室内空气输入或排出的热量，前者称为热负荷，后者称为冷负荷。

基金项目:河北省教育厅资助项目(2003209)土壤源热泵埋地换热器的简便计算高桂芝,王桂娟(河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001)摘要:土壤源热泵是利用土壤作为吸热和排热源的一种高效、节能、环保的热泵技术,近年来得到了快速的发展。

本文介绍了一种简化的土壤与埋地换热器的传热数学模型,并利用Foxpro 编制了简便、快速的计算程序。

关键词:土壤源热泵;埋地换热器;简化计算;Foxpro中图分类号:T K172;TB24　文献标识码:A 文章编号:1004-7948(2005)05-0022-031土壤源热泵的工作原理及组成土壤源热泵是利用土壤作为低位热源的一种热泵形式,其构成主要包括三套管路系统:室外管路系统、热泵工质循环系统及室内空调管路系统。

其与一般空调系统不同之处主要在于室外管路系统———即埋于土壤中的换热器盘管。

该盘管作为换热器,在冬季从土壤中取热以作为热泵系统的吸热源;在夏季向土壤中放热以作为热泵系统的排热源。

原理见图1所示,其工作原理为:夏季空调时,室内的余热经过热泵转移后通过土壤源换热器释放于土壤中,同时蓄存热量,以备冬季采暖用;冬季供暖时,通过土壤源换热器从土壤中取热,经过热泵提升后,供给采暖用户,同时,在土壤中蓄存冷量,以备夏季空调用。

图1　土壤源热泵空调系统工作原理图土壤源换热器根据埋管方式的不同,可分为水平埋管,垂直埋管和螺旋型埋管三大类。

其布置形式如图2所示,其中a 为水平埋管形式,该形式适用于有足够大空闲场地的地方,其埋深深度通常在112～310m ,常采用单层或多层串、并联水平铺地埋管,优点是施工方便、造价低,缺点是换热器传热效果差、受地面温度波动影响较大、热泵运行不稳定,同时占地面积也较大。

b 为垂直埋管形式,适用埋深于10～100m 的U 型垂直埋管或套管,该形式的优点是:占地面积小、深层土壤的全年温度波动较小、热泵运行稳定,缺点是初投资(钻孔土建费等)较高。

土方计算量怎么计算公式土方计算是指在工程建设中对土壤的开挖和填方进行计算，以确定需要开挖或填方的土方量。

土方计算是工程建设中非常重要的一部分，它直接影响着工程的施工进度和成本控制。

因此，正确的土方计算是确保工程顺利进行的关键之一。

土方计算的公式是根据土方的体积和密度来计算的。

土方的体积可以通过测量土方的长度、宽度和高度来确定，而土方的密度则可以通过实验室测试或参考土方的类型和质地来确定。

根据土方的体积和密度，可以通过以下公式来计算土方的量：土方量 = 土方体积×土方密度。

其中，土方体积通常以立方米或立方英尺为单位，而土方密度通常以千克/立方米或磅/立方英尺为单位。

通过这个公式，可以准确地计算出土方的量，从而为工程的施工提供准确的土方需求量。

在进行土方计算时，还需要考虑到土方的损耗和浪费。

由于土方在运输、堆放和施工过程中可能会有一定的损耗和浪费，因此在计算土方量时需要适当地考虑这些因素，以确保实际开挖或填方的土方量能够满足工程的需求。

除了土方量的计算，还需要考虑土方的运输和堆放。

在进行土方计算时，需要考虑到土方的运输距离和堆放方式，以确定土方的实际需求量和运输成本。

同时，还需要考虑到土方的堆放和压实对土方密度的影响，以确保土方的实际密度能够满足工程的要求。

在实际工程中，土方计算通常需要结合工程的实际情况和要求进行调整和修正。

因此，在进行土方计算时，需要充分考虑工程的实际情况和要求，以确保土方计算的准确性和可靠性。

总之，土方计算是工程建设中非常重要的一部分，它直接影响着工程的施工进度和成本控制。

正确的土方计算需要根据土方的体积和密度来进行，通过相应的公式来计算土方的量。

在进行土方计算时，还需要考虑到土方的损耗和浪费、运输和堆放等因素，以确保土方计算的准确性和可靠性。

通过正确的土方计算，可以为工程的施工提供准确的土方需求量，从而确保工程的顺利进行。

土方量计算方法及算例
一、土方量计算方法
1.计算前准备
具体情况不同，准备工作也有所差别，一般需要完成以下准备内容：（1）了解建筑物所在的地形和地质情况，以便掌握影响工程量的地
形和地质因素；
（2）编制整个工程建设范围的图斑表，以便保证计算结果的准确和
合理；
（3）绘制土方工程造价表，依据此表确定施工图上土方量；
（4）依据上述图斑表或收获图，绘制施工面状示意图，了解施工分
区状况；
（5）熟悉施工单位以及计算者的数学计算能力，以及相关计算软件
的操作要求。

2.计算步骤
（1）土方量计算的基本原理是由施工面状示意图推算出施工图上的
厚度，根据施工图上的厚度和施工范围的面积计算出施工用土方量。

（2）按照施工面状示意图绘制施工图，计算每个面积小方块的厚度，计算方法不同，有均等厚度法、平面图法、高程图法等；
（3）根据每个小方块的厚度和面积，计算每个小方块的土方量，以
及整个施工范围的土方量；
（4）根据工程实际情况，调整施工图，优化厚度以及调整施工范围，计算最终的土方量；
（5）根据计算结果，编制工程土方量汇总表，完成土方量计算工作。

工程量计算规则、常用计算面积及体积计算公式、附参考表（土石...分享首次分享者： shuchang已被分享51次评论(0)复制链接分享转载举报工程量计算规则、常用计算面积及体积计算公式、附参考表（土石方工程）一、平整场地建筑物场地厚度在±30cm以内的挖、填、运、找平。

1、平整场地计算规则（1）清单规则：按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。

（2）定额规则：按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。

2、平整场地计算方法（1）清单规则的平整场地面积：清单规则的平整场地面积＝首层建筑面积（2）定额规则的平整场地面积：定额规则的平整场地面积＝首层建筑面积3、注意事项（1）、有的地区定额规则的平整场地面积：按外墙外皮线外放2米计算。

计算时按外墙外边线外放2米的图形分块计算，然后与底层建筑面积合并计算；或者按“外放2米的中心线×2=外放2米面积”与底层建筑面积合并计算。

这样的话计算时会出现如下难点：①、划分块比较麻烦，弧线部分不好处理，容易出现误差。

②、2米的中心线计算起来较麻烦，不好计算。

③、外放2米后可能出现重叠部分，到底应该扣除多少不好计算。

（2）、清单环境下投标人报价时候可能需要根据现场的实际情况计算平整场地的工程量，每边外放的长度不一样。

二、大开挖土方1、开挖土方计算规则（1）、清单规则：挖基础土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘挖土深度计算。

（2）、定额规则：人工或机械挖土方的体积应按槽底面积乘以挖土深度计算。

槽底面积应以槽底的长乘以槽底的宽，槽底长和宽是指混凝土垫层外边线加工作面，如有排水沟者应算至排水沟外边线。

排水沟的体积应纳入总土方量内。

当需要放坡时，应将放坡的土方量合并于总土方量中。

2、开挖土方计算方法（1）、清单规则：①、计算挖土方底面积：方法一、利用底层的建筑面积+外墙外皮到垫层外皮的面积。

外墙外边线到垫层外边线的面积计算（按外墙外边线外放图形分块计算或者按“外放图形的中心线×外放长度”计算。

一、平整场地：建筑物场地厚度在±30cm以内的挖、填、运、找平。

1、平整场地计算规则（1）清单规则：按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。

（2）定额规则：按设计图示尺寸以建筑物外墙外边线每边各加2米以平方米面积计算。

2、平整场地计算公式S=（A+4）×（B+4）=S底+2L外+16式中：S———平整场地工程量；A———建筑物长度方向外墙外边线长度；B———建筑物宽度方向外墙外边线长度；S底———建筑物底层建筑面积；L外———建筑物外墙外边线周长。

该公式适用于任何由矩形组成的建筑物或构筑物的场地平整工程量计算。

二、基础土方开挖计算开挖土方计算规则（1）、清单规则：挖基础土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘挖土深度计算。

（2）、定额规则：人工或机械挖土方的体积应按槽底面积乘以挖土深度计算。

槽底面积应以槽底的长乘以槽底的宽，槽底长和宽是指基础底宽外加工作面，当需要放坡时，应将放坡的土方量合并于总土方量中。

2、开挖土方计算公式：（1）、清单计算挖土方的体积：土方体积＝挖土方的底面积×挖土深度。

（2）、定额规则：基槽开挖：V=（A+2C+K×H）H×L。

式中：V———基槽土方量；A———槽底宽度；C———工作面宽度；H———基槽深度；L———基槽长度。

.其中外墙基槽长度以外墙中心线计算，内墙基槽长度以内墙净长计算，交接重合出不予扣除。

基坑开挖：V=1/6H[A×B+a×b+(A+a)×(B+b)+a×b]。

式中：V———基坑体积；A—基坑上口长度；B———基坑上口宽度；a———基坑底面长度；b———基坑底面宽度。

三、回填土工程量计算规则及公式1、基槽、基坑回填土体积=基槽（坑）挖土体积-设计室外地坪以下建（构）筑物被埋置部分的体积。

式中室外地坪以下建（构）筑物被埋置部分的体积一般包括垫层、墙基础、柱基础、以及地下建筑物、构筑物等所占体积2、室内回填土体积=主墙间净面积×回填土厚度-各种沟道所占体积主墙间净面积=S底-（L中×墙厚+L内×墙厚）式中：底———底层建筑面积；L中———外墙中心线长度；L内———内墙净长线长度。

太阳能放置位置包括：（1）、30号楼楼顶（面积约400m2），楼高51m；（2）、后期30号楼前有车棚，顶部可放置，车库楼高2米，（3）、机房屋顶，机房楼高约6米。

三块地方总面积可以满足1000m2的要求。

1.4.4 太阳能辅助热源计算（1）太阳能资源分析太阳能资源是用不枯竭的清洁可再生能源，是人类可期待的、最有希望的能源之一。

我国幅员辽阔，有着丰富的太阳能资源，如下是我国太阳能资源分布图：本项目地点位于山东省、临沂市。

地理坐标为：北纬34°22′，东经117°24′。

根据国家气象中心2001年公布的《中国气象辐射资料全册》公布的数据，具体参数如下：（2）辅热与补热工作原理介绍春夏秋补热工作原理春夏秋三季，关闭阀门V2，V3，开启阀门V1。

运行太阳能循环水泵1，使集水箱内水被太阳能集热器加热。

当集水箱内水温达到65℃后，运行板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，对土壤进行补热；当集水箱内水温低于25℃后，停止板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，停止补热。

（3）补热定量计算春夏秋日平均太阳辐射强度为15.759 MJ/m2。

太阳能集热器的平均集热效率，根据经验取值取0.25～0.50，取0.48。

A 太阳能集热板选型按照民用太阳能设计规范中规定，直接系统集热器总面积按下式计算，在本项目中设太阳能在春夏秋三季内补充地埋部分所需的热量，考虑室外地埋换热器在设计过程中亦考虑了热平衡措施，太阳能补热仅需作为辅助措施，本方案中按总吸热量1084200 kW•h（3903120 MJ）的50%进行配置，则：A c =Q w f/ (nJ tηcd)式中：A c——直接式系统集热器采光面积；Q w——年累计吸热量，MJ；n ——年累计吸热天数，本方案为120天。

J t——当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，15.759MJ/㎡•d；f——太阳能保证率，%；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，一般为30%～80%范围内；ηcd——集热器的年平均集热效率，根据经验取值取0.25~0.50；根据以上公式计算出太阳能集热器采光面积为：1000㎡。