地源热泵埋管方式有几种怎么施工

1  土壤源热泵系统设计的主要步骤
　　（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[2]计算：
　　kW  （1）
　　kW  （2）
　　其中  Q1＇——夏季向土壤排放的热量，kW
　　Q1——夏季设计总冷负荷，kW
　　Q2＇——冬季从土壤吸收的热量，kW
　　Q2——冬季设计总热负荷，kW
　　COP1——设计工况下水源热泵机组的制冷系数
　　COP2——设计工况下水源热泵机组的供热系数
　　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。
　　（3）其它
　　2  地下热交换器设计
　　2.1  选择热交换器形式
　　2.1.1  水平（卧式）或垂直（立式）
　　在现场勘测结果的基础上，考虑现场可用地表面积、当地土壤类型以及钻孔费用，确定热交换器采用垂直竖井布置或水平布置方式。尽管水平布置通常是浅层埋管，可采用人工挖掘，初投资一般会便宜些，但它的换热性能比竖埋管小很多，并且往往受可利用土地面积的限制，所以在实际工程中，一般采用垂直埋管布置方式。
　　根据埋管方式不同，垂直埋管大致有3种形式：
　　（1）U型管
　　（2）套管型
　　（3）单管型。
　　套管型的内、外管中流体热交换时存在热损失。单管型的使用范围受水文地质条件的限制。U型管应用最多，管径一般在50mm以下，埋管越深，换热性能越好，资料表明：最深的U型管埋深已达180m.U型管的典型环路有3种，其中使用最普遍的是每个竖井中布置单U型管。
　　2.1.2  串联或并联地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种，串联系统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性限制了系统能力。并联系统管径较小，管道费用较低，且常常布置成同程式，当每个并联环路之间流量平衡时，其换热量相同，其压降特性有利于提高系统能力。因此，实际工程一般都采用并联同程式。结合上文，即常采用单  U型管并联同程的热交换器形式。
　　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[3].
　　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：
　　（3）  其中  Q1＇——竖井埋管总长，m  
　　L  ——夏季向土壤排放的热量，kW
　　分母“35”是夏季每m管长散热量，W/m
　　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：
　　（4）  其中  N——竖井总数，个
　　L——竖井埋管总长，m
　　  H——竖井深度，m
　　分母“2”是考虑到竖井内埋管管长约等于竖井深度的2倍。
　　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[3]，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[4].若采用串联连接方式，可采用三角形布置来节约占地面积。
　　2.6  计算管道压力损失在同程系统中，选择压力损失最大的热泵机组所在环路作为最不利环路进行阻力计算。可采用当量长度法，将局部阻力件转换成当量长度，和管道实际长度相加得到各不同管径管段的总当量度，再乘以不同流量、不同管径管段每  100m管道的压降，将所有管段压降相加，得出总阻力。
　　结论地源热泵系统在我国长江流域及其周围地区具有广阔的应用前景，但有关影响土壤源热泵系统广泛应用的主要因素（如地下热交换器的传热强化、土壤性质等）的研究还很有限，设计时大致可以遵循以下原则：
　　（1）若建筑物周围可利用地表面积充足，应首先考虑采用比较经济的水平埋管方式；相反，若建筑物周围可利用地表面积有限，应采用竖直U型埋管方式。
　　（2）尽管可以采用串联、并联方式连接埋管，但并联方式采用小管径，初投资及运行费用均较低，所以在实际工程中常用，且为了保持各并联环路之间阻力平衡，最好设计成同程式。
　　（3）选择管径时，除考虑安装成本外，一般把各管段压力损失控制在4mH2O/100m（当量长度）以下，同时应使管内流动处于紊流过渡区。
　　转贴的资料，仅供参考，具体还要看当地的地质情况（地层，含水率以及采用埋管的形式）

在自然界中，水总是
地源热泵系统原理
地源热泵系统原理
由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。人们可以用水泵把水从低处抽到高处，实现水由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。
所以热泵实质上是一种热量提升装置，工作时它本身消耗很少一部分电能，却能从环境介质（水、空气、土壤等）中提取4-7倍于电能的装置，提升温度进行利用，这也是热泵节能的原因。
地源热泵是热泵的一种，是以大地或水为冷热源对建筑物进行冬暖夏凉的空调技术，地源热泵只是在大地和室内之间“转移”能量。利用极小的电力来维持室内所需要的温度。
在冬天，1千瓦的电力，将土壤或水源中4-5千瓦的热量送入室内。在夏天，过程相反，室内的热量被热泵转移到土壤或水中，使室内得到凉爽的空气。而地下获得的能量将在冬季得到利用。如此周而复始，将建筑空间和大自然联成一体。以最小的低价获取了最舒适的生活环境。

您好，很高兴为您解答。  目前地源热泵地下埋管换热器主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等形式，由于多层埋管的下层管处于一个较稳定的温度场,换热效率好于单层，而且占地面积较少。希望可以帮助到您。

水平埋管地源热泵方式主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等形式,由于多层埋管的下层管处于一个较稳定的温度场,换热效率好于单层,而且占地面积较少,因此应用多层管的较多.近年来国外又新开发了两种水平埋管形式,一种是扁平曲线状管,另一种是螺旋状管.它们的优点是使地沟长度缩短,而可埋没的管子长度增加.管路的埋设视岩土情况,可采取挖沟或大面积开挖方法.单层管最佳深度0.1.0m,双层管1.1.9m,但无论任何情况均应埋在当地冰冻线以下.由于水平管埋深较浅,其埋管换热器性能不如垂直埋管,而且施工时,占用场地大,在实际使用中,往往是单层与多层互相搭配；螺旋管优于直管,但不易施工.由于浅埋水平管受地面温度影响大,地下岩土冬夏热平衡好,因此适用于单季使用的情况（如欧洲只用于冬季供暖和生活热水供应),对冬夏冷暖联供系统使用者很少.

本工程地处大兴，砂层较多，为防止竖孔塌陷和渗水，钻孔进行中适时向钻孔内注入黏土，以提高成孔质量和缩短成孔时间。