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1、地源热泵设计要求地埋管地源热泵空调系统简介：地埋管地源热泵空调系统一般由地埋换热器，地源热泵机组和室内空调末 端三部分组成。在夏季，地埋管内的传热介质经过水泵送入冷凝器，将热泵机组 排放的热量带走并释放给地层；蒸发器中产生的冷水，经过循环泵送至空调末 端设备对房间进行供冷。在冬季，热泵机组经过地下埋管吸收的地层热量，冷凝 器产生的热水，则经过循环水泵送至末端设备对房间进行供暖。在特定条件下，夏季也可利用地下换热器进行直接供冷。地源热泵适应性分析：1、全年地下恒温带温度处于1020 C的地域；2、具有经济打井的地质条件和拥有合适浅层地下水资源的地域；3、全年向地下总排热量和总取热量相等或接近的供
2、热供冷工程 ，否则就需 采用一些工程的辅助与补救措施；4、夏季供冷温度不低于5 C,冬季供热温度不高于60 C的工程；鉴于以上分析，西安地区能够采用地源热泵系统。理论循环的热力计算清楚的表明，一台制冷装置的制冷量、 放热量、耗功 率计制冷系数，均不是定值,而随其运行工况变化。理论循环的运行工况主要指 蒸发温度和冷凝温度，其中蒸发温度对制冷装置的制冷量、制冷系数等影响最大。在蒸发器和冷凝器的设计中，应依据土壤换热器的特征来计算设计热泵机 组，考虑到热泵中央空调系统实际合理的经济效益平衡点。地源热泵的实际运行工况：制冷状态：蒸发器出进水温度712C,冷凝器进出水温度2530C(或 2832 C)；
3、制热状态：蒸发器出进水温度48C(或0-2C),冷凝器出水温度4550C。（）普通空调运行工况：制冷状态：蒸发器出进水温度712C,冷凝器进出水温度3040C（受 室外空气湿球温度影响大，室外温度最高时空调负荷最大，同时冷却水回水温 度高，COP低）;节能分析：热泵系统有效的降低了夏季冷凝水温度，相比普通空调节能2040%,制 冷系数可达4.5;同时可使冬季室外温度 0c的地区能够运行制热工况，一般 认为制热系数=制冷系数+1能效比额定工况和规定条件下，空调进行制冷运行时实际制冷量与实际输 入功率之比。这是一个综合性指标，反映了单位输入功率在空调运行过程中转换 成的制冷量。空调能效比越大，在制
4、冷量相等时节省的电能就越多，地源热泵换 个利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热 又可制冷的高效节能空调器械。地源热泵经过输入少数的高品位燃料（如电能）， 达到由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬天从事热泵供热的热源和更 天制冷的冷源，即在冬天，把地能中的热量取出来，提升温度后，供给房间里 采暖；夏天，把房间里的热量取出来，排出到地能中去。普通地源热泵消耗 1kWh的能量，用户没障碍得到4kWh以上的热量或冷量。地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可供应生活热水，一机多用，一套系 统替换本有的锅炉加空调的两套装置或系统。 地源热泵有着鲜明的优点。不但节 省了众多的
5、能量，并用一套器械满足供热、 供冷、供生活用水的要求，去掉了 器械的初投资，地源热泵可应用于宾馆、 居住小区、公寓、厂房、商城、办 公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适于于别墅住宅的采暖、 空调。据了解，“十二五”规划中明确提出，非化石燃料在未来燃料结构中将占15%Z上。如此，能够预见，随着地源热泵技术快速普及,地热能利用在本国未 来燃料利用中必将占有更为重要的地位。不同空调系统标准煤耗对比口城市热网+冷水机组蓄热式电锅炉+冷水机组 口电热膜+冷水机组口壁挂式燃气炉+冷水机组 直燃机+冷水机组口本系统（地源热泵）从能源需求角度考虑，地源热泵与锅炉电能能源系统比较，锅炉供热只能 将90%Z上的电
6、能或7090%勺能源内能为热量,供用户运用，如此地源热泵要 比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比能源锅炉节省约二分之一的能量； 因为地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为1025C,其制冷、制热系数 可达3.54.4,与传统的空气源热泵比拟,要超出40%E右，其运行费用为一般 中央空调的5060%注：中国正在运行的火力发电机组，平均发电效率约为35%基于地源热泵系统的新技术：1、鉴于太阳能、地热能两种低位热源热泵单独运行的不足，两者联合运 行是一种比较合理的方案，取长补短，弥补单一热源热泵的不足，提高热泵系 统的COP充分利用土壤具有良好的蓄热性，储存热量供太阳能不充分时使用， 同时太阳能的
7、辅助供热作用，使得埋地换热器间歇运行，土壤温度场能够得到及时恢复，蒸发温度及冷凝温度波动不大，从而使热泵运行稳定。（此类方式在实际工程中已经有成熟的应用，但太阳能辐射受夜晚、 阴雨及雾霾等天气影响 较多，同时初投资高，没有大范围应用）2、双蒸发蓄冰热泵机组，采用两个完全独立的蒸发器，分别完成蓄冰和蓄 冷，低温蒸发器在夜间制取低温乙二醇水溶液完成制冰，如果需要高温蒸发器 在日间制取冷水补充冷量。（冰蓄冷实际没有节约能源，因蒸发温度降低甚至增 加了能耗，但充分利用了电价差，节省了运行费用）地源热泵与其它空调系统比较情况详见下表项目地源热泵空调冷水机组+然气锅炉（传统中央空调）VRV空调系统风冷热泵
8、空调（传统中央空调）制冷效果不受室外气温影响夏季室外气温越高，冷却塔散热差，影响制冷效果夏季室外气温越高，制冷越差制热效果不受室外气温影响不受室外气温影响冬季室外气温越低，制热越差，低 于-5 0c会使热泉尢法正常工作 ,往 往需要设置辅助电加热装置 ，增加 能耗除霜问题不存在结霜及除霜问题不存在结霜及除霜问题当冬季室外温度在40C左右时，室外换热器会出现结霜，因此要采取除 霜措施，这必然会影响到室内热环 境品质及多耗能量年维修管理费地埋管不需维护，主机为操作方便冷却塔易损失，过一定时 间要更换填料，操作复杂主机在室外，日晒风吹易损坏，操作简单使用灵活性可随时开机可随时开机可随时开机占地无室外
9、系统， 地下室机房占 地较少。另设热交换站，占地卜室面积较大不占地卜室，但屋顶需较不占地卜室，但屋顶、外墙需较大面积故障率极低较局较局噪音全封闭，噪音低冷却塔在屋顶，噪声较局噪声较局污染无污染冷却塔洒水，容易产生军 团病菌，引起各种污染， 正引起空调界重视用热污染调节方式10100%6 节调速主机可调,冷却塔/、可调调节方便调节方便安全评价可靠使用寿命主机25年，地下埋管50年以上主机25年，但冷却塔只有8年，电热锅炉也需维修露天放置，较短相对优势节能环保初投资较少相对劣势钻孔费用较高占地面积大，天燃气受限制引起热岛效应，高温和极端低温时机组出力大量衰减基础资料影响地埋管道换热器设计的主要因素影响因素单位说明tooC埋管区域岩土体的初始温度入sW/(m x k)岩土体的导热系数入bW/(m x k)回填料的导热系数QKW地源热泵系统的负荷aW/(m x k)传热介质与U型管内壁的对流换热系数土层深度m用于确定埋管深度