文档介绍：地源热泵地埋管计算方法地埋部分设计(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()的不锈钢钢管,但目前实际应用不多。 4、,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。地温是恒定值,可通过测井实测。有关资料介绍某地地下约100米的地温是当地年平均气温加4℃左右。℃,实测天津市地下约100米的地温约为16℃,基本符合以上规律。回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好,但造价高、施工难度大,但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好,而且施工容易、造价低,可广泛采用。(二)埋管系统环路一、埋管方式 1、水平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,因此应用多层管的较多。(~,~) 近年来曲线状管,另一种是螺旋状管。它们的优点是使地沟长度缩短,而可埋设的管子长度增加。 2、垂直埋管根据埋管形式的不同,一般有单U形管,双U形管,套管式管,小直径螺旋盘管和大直径螺旋盘管,立式柱状管、蜘蛛状管等形式;按埋设深度不同分为浅埋(≤30m)、中埋(31~80m)和深埋(>80m)。 1)U形管型:是在钻孔的管井内安装U形管,一般管井直径为100~150mm,井深10~200m,U形管径一般在φ50mm以下。 2)套管式换热器:的外管直径一般为100~200mm,内管为φ15~φ25mm。%。缺点:⑴下管比较困难,初投资比U形管高。⑵在套管端部与内管进、出水连接处不好处理,易泄漏,因此适用于深度≤30m的竖埋直管,对中埋采用此种形式宜慎重。二、地下埋管系统环路方式 1、串联方式优点:①一个回路具有单一流通通路,管内积存的空气容易排出; ②串联方式一般需采用较大直径的管子,因此对于单位长度埋管换热量来讲,串联方式换热性能略高缺点:①串联方式需采用较大管径的管子,因而成本较高; ②由于系统管径大,在冬季气温低地区,系统内需充注的防冻液(如乙醇水溶液)多; ③安装劳动成本增大; ④管路系统不能太长,否则系统阻力损失太大。 2、并联方式优点:①由于可用较小管径的管子,因此成本较串联方式低; ②所需防冻液少; ③安装劳动成本低。缺点:①设计安装中必须特别注意确保管内流体流速较高,以充分排出空气; ②各并联管道的长度尽量一致(偏差应≤10%),以保证每个并联回路有相同的流量; ③确保每个并联回路的进口与出口有相同的压力,使用较大管径的管子做集箱,可达到此目的。从国内外工程实践来看,中、深埋管采用并联方式者居多;浅埋管采用串联方式的多三、地埋管打孔孔径孔径: 根据地质结构不同,