地源热泵如何计算埋管面积

如题所述

  地源热泵计算埋管面积主要步骤 :

  (1)建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算

  建筑物冷热负荷计算与常规空调系统冷热负荷计算方法相同,可参考有关空调系统设计手册,在此不再赘述。

  冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式计算:

  

   一般地,水源热泵机组的产品样本中都给出不同进出水温度下的制冷量、制热量以及制冷系数、供热系数,计算时应从样本中选用设计工况下的 COP1、COP2 。若样本中无所需的设计工况,可以采用插值法计算。

  (2)地下热交换器设计

  这部分是土壤源热泵系统设计的核心内容,主要包括地下热交换器形式及管材选择,管径、管长及竖井数目、间距确定,管道阻力计算及水泵选型等。

  2.2 选择管材

  一般来讲,一旦将换热器埋入地下后,基本不可能进行维修或更换,这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足,且需要埋入地下的管道的数量较多,应该优先考虑使用价格较低的管材。所以,土壤源热

  泵系统中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯(PE)和聚丁烯(PB)管材,它们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;而PVC管材由于不易弯曲,接头处耐压能力差,容易导致泄漏,因此,不推荐用于地下埋管系统。

  2.3 确定管径

  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,管内流速控制在1.22m/s以下,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。

  2.4 确定竖井埋管管长

  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。文献[2]介绍了一种计算方法共分9个步骤, 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70~110W/m(井深),或35~55W/m(管长),水平埋管为20~40W/m(管长)左右。

  设计时可取换热能力的下限值,即35W/m(管长),具体计算公式如下:

  

    2.5 确定竖井数目及间距

  国外,竖井深度多数采用50~100m,设计者可以在此范围内选择一个竖井深度H,代入下式计算竖井数目:  

  然后对计算结果进行圆整,若计算结果偏大,可以增加竖井深度,但不能太深,否则钻孔和安装成本大大增加。

  关于竖井间距有资料指出:U型管竖井的水平间距一般为4.5m,也有实例中提到DN25的U型管,其竖井水平间距为6m,而DN20的U型管,其竖井水平间距为3m。若采用串联连接方式,可采用三角形布置来节约占地面积。

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第1个回答  2011-10-11
算好负荷,算室外换热器长度,根据规范要求确定埋管面积本回答被网友采纳
第2个回答  2020-08-11
地源热泵常见的基本设计步骤:
1、 工程勘察确定应用条件,依据热响应试验报告,取得土壤初始温度和热物性参数。必要时,可以根据换热曲线推算地下水综合渗流速度,大部分项目无需此步骤,因为如果是单纯的恒热流测试,在所谓的岩土导热系数中,已经包含地下水渗流的影响;
2、 使用能耗分析软件进行全年动态负荷计算,并对建筑全年8760小时逐时负荷进行数据统计、整理;
3、 冷热源方案设计及系统配置;
4、 计算系统能效比;
5、 将以上数据,输入专业软件(如EHPD,EED等)进行地埋管换热模拟计算;
6、 确定地埋管换热器各年各月的水温变化曲线;
7、 进行系统动态模拟,校核地埋管换热器是否满足要求,如果不满足,对地埋管换热器结构参数进行调整,重新进行步骤3~6;
8、 根据模拟计算结果和系统方案,开展施工图设计.

施工图设计完,自然就知道了占地面积。
估算其实也很简单,热负荷/延米热量/地埋管深度=井数,井数换算成一个矩形,即列数*行数=井数的矩形。
然后给定一个间距(默认可以取5m),就得到了估算面积。
第3个回答  2011-10-12
完成总负荷计算后,做热响应实验得出如下数据:
1、土壤的原始温度(℃)
2、土壤的比热(mj/m3.k)
3、土壤的导热系数(w/m.k)
4、大地的热流通量(w/m2)
5、流体与管壁的对流换热系数(w/m2.k)
6、地下换热器埋管管壁热阻(m.k/w)
7、地下换热器系统承担的累计总负荷(mwh)
8、地下换热器系统的峰值负荷(kw)
9、峰值负荷连续运行的小时数
通过上述数据计算得出:
1、地下换热器的形式(单U、双U)
2、地下换热器的间距 (m)
3、地下换热器的排布方式
4、地下换热器的深度(m)
5、地下换热器的打孔直径(m)
6、地下换热器的管间距离(m)
7、回填料热阻(m.k/w)
整合整体计算结果得出埋管面积。这方案够细吧,还有问题的话百度HI我~
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