地源热泵埋管数、配电量以及投资计算
地源热泵系统工程技术规范及埋管计算方法
地源热泵系统工程技术规范及埋管计算方法地源热泵系统是一种利用地下土壤或岩石的稳定温度来进行室内空调的系统。
它使用地源热能进行供暖、制冷和热水生产，具有高效节能、环保、可持续等优点。
为了确保地源热泵系统的正常运行和高效性能，需要严格遵守相关的工程技术规范，并合理计算埋管。
首先，工程技术规范是指在设计、安装、调试和运维地源热泵系统过程中必须遵守的规范性标准。
以下是地源热泵系统工程技术规范的一些主要内容：1.设计准则：包括设计热负荷计算、系统选型、管道布置、室内设备配置等方面的指导原则。
2.安装标准：包括安装位置、安全防护、设备间距离要求、管道施工质量要求等方面的规定。
3.调试要求：包括系统压力测试、系统流量调整、冷凝水排放、电气连接测试等方面的具体要求。
4.运维管理：包括设备日常维护、系统巡检、故障处理、水质管理等方面的管理要求。
其次，埋管计算方法是指地源热泵系统中埋管的规划和计算方法。
埋管是地源热泵系统中用于传输地源热能的重要部分，其合理的规划和计算直接影响系统的性能。
1.埋管的长度计算：根据设计热负荷、地源温度、环境温度等参数，通过热平衡计算确定需要埋设的管道长度。
2.埋管的深度计算：根据地下土壤或岩石的温度分布、管道材料的传热特性等参数，通过热传导计算确定管道的埋设深度。
3.管道间距计算：根据埋管的散热能力和热负荷的大小，通过管道间距的选择来达到合适的散热效果。
4.地源热泵系统的管道布局：根据建筑物的结构布局、热负荷分布等要素，选择合适的管道布局方式，确保热能的传输和供暖效果。
综上所述，地源热泵系统工程技术规范和埋管计算方法是确保地源热泵系统安装和运行安全、高效的重要依据。
只有严格遵守规范要求，并合理计算埋管，才能确保地源热泵系统的正常运行和优异性能。
地源热泵空调竖直埋管换热器计算方法
最大工况温度（制冷） 最大工况温度（制冷）℃ 30 最小工况温度（制热） 最小工况温度（制热）℃ 3
℃ 15
2.本地区土壤检测情况（一般土壤） 2.本地区土壤检测情况（一般土壤）
一般土壤：干土壤比热为0.837KJ/kg•K 埋管管材外径 mm 32
ห้องสมุดไป่ตู้
3. 3.管材参数
埋管管材导热率 埋管管材厚度 竖直埋管换热器深度 单孔竖直埋管数量 最热月平均每日运行时间
4. 4.竖直埋管换热器设计规范
竖直埋管换热器之间间距 最冷月平均每日运行时间 M h 制热时 制热时 5 12
竖直埋管总长( 竖直埋管总长(M) 竖直埋管换热器数量( 竖直埋管换热器数量(座）
地源热泵竖直埋管换热器计算器
1. 1.地源热泵空调参数
地源热泵制冷量（KW） 地源热泵制冷量（KW） 6000 地源热泵制热量（KW） 地源热泵制热量（KW） 6000
土壤平均导热率 土壤平均含水量 W/M℃ ﹪ W/M℃ mm M 根 h
地源热泵制冷功率（KW） 地源热泵制冷功率（KW） 138 地源热泵制热功率（KW） 地源热泵制热功率（KW） 173
390019 975
462822 1157
地源热泵竖直埋管换热器计算器:1.计算器内土壤平均导热率为天津某地区 2.计算器参数埋管管材为PE100
地源热泵系统工程技术规范及埋管计算方法
主要内容
1 总则 2 术语 3 工程勘察 4 地埋管换热系统 5 地下水换热系统 6 地表水换热系统 7 建筑物内系统 8 整体运转、调试与验收 9 附录
地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.1 地源热泵系统 groud-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵
分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系 统。
2.0.11 直接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水，经处理后直接流
经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层 的地下水换热系统。
8
地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.12 间接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换
后返回地下同一含水层的地下水换热系统。 2.0.13 地表水换热系统
14
地源热泵系统工程技术规范
3.1 一般规定
3.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容： 1 场地规划面积、形状及坡度；（是否满足打井或埋管面
积和位置要求） 2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布； 3 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电
缆的分布； 4 场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分
蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。 2.0.5 传热介质 heat-transfer fluid
地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地 表水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水 溶液。
6
地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.6 地埋管换热系统 ground heat exchanger system 传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交
地埋管换热器计算方法
摘 要：本文通过对某住宅小区地源热泵系统地热换热器的方案设计的工程实例，介绍了采用《地热之星》软 件设计地热换热器的方法；讨论分析了回填材料导热系数、岩土导热系数、钻孔间距以及循环液的类型四种 主要因素对地热换热器设计尺寸的影响，并指出提高回填材料导热系数、适当增大钻孔间距以及选择凝固点 较低的循环液有利于减小钻孔长度，从而节省地热换热器的初投资。
本工程采用单U型竖直埋管的形式。单个钻孔的截面示意图如图1 所示。管材采用目前国际上广泛使用的 高密度聚乙烯管（PE3408），其导热系数为
本工程采用单U型竖直埋管的形式。单个钻孔的截面示意图如图1 所示。管材采用目前国际上广泛使用的 高密度聚乙烯管（PE3408），其导热系数为 0.42 W/(m℃)；标准尺寸比为SDR11，管外径为32mm，内径为26mm。两支管间距选为C 型，即两根管子中心距 为钻孔半径。
4 方案比较 综合以上所述，在该工程地热换热器设计的方案比较中主要考虑以下几项因素的影响：①回填材料导热系数； ②岩土导热系数；③钻孔间距；④循环液的类型。
4.1 回填材料导热系数和岩土导热系数对地热换热器设计尺寸的影响
当循环液为乙二醇 16% ，钻孔几何分布为矩形阵列 4×25 ，钻孔间距为 4*5 （行间距*列间距）时，采用不 同的回填材料导热系数以及岩土导热系数计算出了一系列地热换热器的尺寸，据此画出了 1 万平米空调面积 总钻孔长度随岩土导热系数和回填材料导热系数的变化曲线图。图 2 中的曲线从上到下分别代表岩土的导热 系数为 0.8，1.2，1.6，2.0 W/(m.K) 。从图中可以看出，随着回填材料的导热系数的增大，钻孔长度逐渐减小； 随着岩土导热系数的增大，钻孔长度明显减小。另外，从图中还可以看到对于导热系数在 0.8-2.0 W/(m.K) 范 围内的岩土，当钻孔回填材料的导热系数由 0.6 W/(m.K)增大到 1.2 W/(m.K) 时，仅增大了 1 倍，钻孔总长度 就减少了 500m 左右。这说明：当回填材料导热系数较小，尤其当其小于 1.2 W/(m.K) 时，提高钻孔回填材料 的导热系数，可以减少相当可观的埋管长度。
地源热泵系统运行费用分析
地源热泵系统运行费用分析[摘要]以长春帕拉斯大酒店土壤源热泵系统项目为依据，着重介绍了土壤源热系统运行节能分析。
【关键词】地源热泵；地埋管换热器；节能近年来，随着我国社会经济的发展及人民生活水平的不断提高，改善建筑热舒适条件已成为一个比较突出的要求。
空调作为目前改善建筑热舒适条件的工具，早已悄悄进入我们的生活,尤其是在公共场所，空调已经基本普及。
然而，随着空调设备的日益普及，建筑耗能量势必将迅猛增加，对大气环境的污染也将日趋严重。
如何在建筑热舒适条件得到改善的条件下把建筑耗能量减下来，减轻对大气环境的污染，成了暖通界人士首要其冲需要解决的问题。
现阶段，在保证使用功能不降低的情况下，全国各地在新建房屋的设计及施工中采取各种有效的节能技术和管理措施，把建筑的能耗较大幅度地降下来，在北方还对原有建筑物有计划地进行节能改造，达到节省能源、保护环境和提高人民生活质量的目的。
地源热泵作为一种有益环境、节约能源和经济可行的建筑物供暖及制冷新技术越来越受到关注。
它是利用地下相对稳定的土壤温度，通过媒介质来获取土壤内冷（热）能量的新型装置，可一年四季方便地调节建筑内的温度，即可制冷又可制热，而且运行费用低。
在我国冬冷夏热的北方，地源热泵系统受到越来越多的欢迎。
地源热泵节能是显而易见的，但是否就省钱呢？节能并不等于就省钱，因为还要考虑设备的投资费用、燃料价格及电力价格等，因此必须综合考虑各种影响因素，才能正确判断地源热泵是否既节能又省钱。
在这里采用投资回收年限法，对地源热泵项目进行经济性分析。
投资年限是工程增量成本与年节约运行费用的比值，它是评估能源利用是否合理的指标之一。
工程实例1、工程概况长春帕拉斯大酒店位于长春市经济开发区，建筑面积6500平米，共六层。
原建筑采暖采用自烧锅炉供热，没有制冷系统；该建筑在2010年进行了改造，为了达到室内温度舒适，冬季温暖，夏季凉爽，并且提供生活热水，因此采用了土壤源热泵系统。
地源热泵室外地埋管系统冷热不均衡问题解决方案
地源热泵室外地埋管系统冷热不均衡问题解决方案一、冬夏季地下换热量计算：夏季向土壤中排放的热量Q1·= 597KW×（1+1÷5.15) -597KW×（1-1÷3.98)=713-378=335KW冬季从土壤中吸收的热量Q2·= 505KW×（1-1÷3.98)×2=756KW二、埋管孔数计算：冬季地埋管打孔数，口N2=756÷(40×0.045)=420口三、占地面积估算地埋管间距按四米计算，S=420×42=6720m2四、全年冷热不平衡校核计算整个制冷期向土壤排放的总热量：φ1=335KW×18×0.8小时×120×0.9天=整个制热期从土壤吸收的总热量：φ2=756KW×18×0.8小时×120×0.9天=冷热不平衡率U=φ1/φ2=0.443冷热不平衡率取值在0.8—1.15之间，则无需对地埋管系统进行地下温度场的冷热不平衡处理。
冷热不平衡率U＜0.8或＞1.15，则需对地埋管系统进行地下温度场的冷热不平衡处理。
说明：（以机组夏季运行120天、夏季运行120天、每天运行18个小时），空调全负荷使用系数见计算公式，我们按中原地区的气候条件,夏季制冷期为120天(6月1日—9月30日),冬季采暖期为120天(11月15日—3月15日),开动系数(制冷或采暖期内系统的开动天数比率)估算为0.90,主机使用系数为0.8[每天18小时运行,其计算依据是1/(0.17/A+0.39/B+0.33/C+0.11/D),其中A、B、C、D分别是在100%、75%、50%、25%负荷下运转的耗能量。
五、地埋管系统地下温度场的冷热不平衡处理1、冬季采用一台风冷热泵机组供应泳池热水；U=φ1/φ2=0.8862、夏季采用一台风冷热泵机组供应泳池热水；U=φ1/φ2=0.9433、冬季采用一台风冷热泵机组供应游泳馆空调；U=φ1/φ2=0.8864、安装锅炉对地埋系统补充热量:；按需调节5、屋顶布置太阳能，利用太阳能来实现地埋管系统地下温度场的冷热不平衡处理。
埋管式地源热泵系统介绍,成本,运行费用
一、地源热泵系统简介0 引言“热泵”这一术语是借鉴“水泵"一词而来。
在自然环境中，水往低处流动，热向低温位传递，水泵将水从低处“泵送”到高处利用。
而热泵可将低温位热能“泵送"(交换传递）到高温位提供利用。
在我国《暖通空调术语标准（GB50155－02)》中，对“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机"。
我们也可以称热泵为既可以制冷又可以供热的机组。
热泵的分类多种多样,国际上通常根据热泵的热汇：即冷源和热源的不同,以及供暖和制冷输送介质的不同进行热泵分类.当按冷源和热源分类时，可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵三大类.由于输送冷、热量的介质主要为空气和水，当同时考虑冷、热源的输送介质时，就形成了:空气－水热泵、水－空气热泵(包括地下水热泵和地表水热泵）、水－水热泵、以及地下耦合热泵.地源热泵（GSHP)是一个广义的术语，它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的热泵系统。
即:地下耦合热泵系统，也叫地下热交换器地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统。
地源热泵还有一系列其他术语：如地热热泵、地能热泵、地源系统等。
1997年之后由ASHAE统一为标准术语:地源热泵（ground—source heat pump，GSHP）.00 空气源热泵空气源热泵以室外空气作为热源.在供热工况下将室外空气作为低温热源，从室外空气中吸收热量，经热泵提高温度送入室内供暖。
空气源热泵系统简单,初投资较低。
空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低。
而且，其制热量随室外空气温度降低而减少,这与建筑负荷需求正好相反.因此当室外空气温度低于热泵工作的平衡点温度时,需要用电或其它辅助热源对空气进行加热.此外，在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜，这也消耗大量的能量。
在寒冷地区和高湿度地区热泵蒸发器的结霜成为较大的技术障碍.在夏季高温天气，由于其制冷量随室外空气温度升高而降低，同样可能导致系统不能正常工作.空气源热泵不适用于寒冷地区，应用受到很大局限。
精选地源热泵系统工程技术规范及埋管计算方法
地源热泵系统工程技术规范
4.2 地埋管管材与传热介质
4.2.1 地埋管及管件应符合设计要求，且应具有质量检验报 告和生产厂的合格证。
4.2.2 地埋管管材及管件应符合下列规定： 1 地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、
流动阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管（PE80或 PE100）或聚丁烯管（PB），不宜采用聚氯乙烯（PVC） 管。管件与管材应为相同材料。
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地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.2 水源热泵机组 water-source heat pump unit 以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵。通常
有水／水热泵、水／空气热泵等形式。 2.0.3 地热能交换系统 geothermal exchange system
将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。 2.0.4 浅层地热能资源 shallow geothermal resources
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地源热泵系统工程技术规范
4.3 地埋管换热系统设计
4.3.1 地埋管换热系统设计前应明确待埋管区域内各种地下 管线的种类、位置及深度，预留未来地下管线所需的埋管 空间及埋管区域进出重型设备的车道位置。 4.3.2 地埋管换热系统设计应进行全年动态负荷计算，最小 计算周期宜为1年。计算周期内，地源热泵系统总释热量宜 与其总吸热量相平衡。 4.3.3 地埋管换热器换热量应满足地源热泵系统最大吸热量 或释热量的要求。在技术经济合理时，可采用辅助热源或 冷却ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与地埋管换热器并用的调峰形式。 4.3.4 地埋管换热器应根据可使用地面面积、工程勘察结果 及挖掘成本等因素确定埋管方式。
蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。 2.0.5 传热介质 heat-transfer fluid
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1 钻井埋管埋管数量的确定
热负荷埋管数量
Qr * 0.78 = L * K * n
冷负荷埋管数量
Ql * 1.2 = L * K * n
其中：Qr---------------------冬季热负荷
Ql---------------------夏季冷负荷
0.78，1．2-------------系数
L----------------------单孔埋管深度
K----------------------单位管长换热系数
N----------------------埋管数量
计算后应乘以1.05的余量
2 机房及配电量
一般可取建筑冷负荷的三分之一(不建议采用，此句话的由来为：冷负荷/cop 。
一般地源热泵cop为6左右，通常制冷机取5.因此建议：机房设备总的功率乘上需用系数0.9-0.95，或者当设备较少时取需用系数为1 .）
机房的配电量一般根据工艺的要求把同一时间可能开启的的所有设备电功率加起来乘0.9-0.95就行。
注意冬夏季负荷功率及设备运行台数会有变化，分冬夏两个工况，分开计算，最后两者取其较大
值就行。
3 机房面积
机房占地面积宜为空调区域建筑面积的千分之五
4 冷冻水量和冷却水量
冷冻水量CMH＝制冷量（KW）X 0.172
冷却水量CMH＝制冷量（KW）X 0.224
5参考资料
做建筑给排水不用算商场的人数的,按面积算,最高日生活用水定额取X,其中X取5~8,单位为每平方米营业厅面积每日（L/m2 ·d），使用时数为12h,小时变化系数为1.5~1.2，具体参见《建筑给水排水设计规范》.
（1）确定主机类型；
根据户式中央空调系统的选择原则和用户所在之区域，确定空调系统方式和主机类型(单冷或热泵)。
(2)计算住宅夏季冷负荷 Ql 和冬季热负荷 QR ；
根据用户住宅的建筑面积和用户所处区域内建筑冷、热负荷指标按下式计算住宅冷负荷Ql 和热负荷 QR 。
QL = 建筑面积×冷指标(w) ，
QR = 建筑面积×热指标(w) 。
(3)确定主机型号；
根据住宅的冷负荷 Ql ，主机的名义制冷量和主机工作特性系数按下式确定主机型号: 某型号主机名义制冷量×夏季主机工作特性系数≥住宅冷负荷。
(4)如果是热泵型主机，则需校核计算该型号热泵冬季工况的实际制热量 Q机.R 。
主机实际制热量：
Q机.R = 该型号热泵主机名义制冷量×主机冬季工作特性系数。
(5)确定电加热器加热量 Q D.R ；
QD.R = 住宅冬季热负荷 QR - 主机，
冬季实际制热量 Q机.R 。
注：如果计算出来的 QD.R ≤1kw，则不需增设电加热器。
(6)如果空调系统是采用单冷（热泵过渡季用）加燃油（燃气）炉或城市热网冬季供热方式，则可按住宅冬季热负荷 QR 选择燃油（燃气）炉容量或热网供热量。
6标准煤消耗量
标准煤消耗量（t）=(运行费用/电价)*0.404*10
7埋管投资计算
岩石：180*L*n
土壤：80*L*n
8热泵机房投资计算
制冷负荷*（1250-1350）（使用这个公式数值较大）
机组造价
1）压缩式机组 0.8元/kcal/h×总负荷÷1.163÷10000
2)吸收式机组 1.47元/kcal/h×总负荷÷1.163÷10000
3)风冷热泵机组1.2元/kcal/h×总负荷÷1.163÷10000
4)VRV空调机组 2元/kcal/h×总负荷÷1.163÷10000
5)地源热泵机组1.34元/kcal/h×总负荷÷1.163÷10000
VRV空调机组>吸收式机组>地源热泵机组>风冷热泵机组>压缩式机组
9锅炉房投资（有待补充）
目前国内锅炉按热源一般有燃煤、燃油、燃气及电能几种，其具体的经济分析见下表：
煤气南京
天然气南京 2.2元/NM3 9000Kcal/m3
液化气南京 27000Kcal/m3
10 标准煤
国家发改委提供的数据是火电厂平均每千瓦时供电煤耗由2000年的392g 标准煤降到360g标准煤,2020年达到320g标准煤。
即一吨标准煤可以发三千千瓦时(3000度)的电。
工业锅炉每燃烧一吨标准煤就产生二氧化碳2620公斤，二氧化硫8.5公斤,氮氧化物7.4公斤.因此燃煤锅炉排放废气成为大气的主要污染源之一。
11机房配电量
配电量冷负荷的三分之一
12单位换算
1RT（冷吨）=3.517kW=3024kcal/h
1kcal=1.163KW
1匹=735×EER
O＝0.1MPa
1公斤压力=10mH
2
1巴(bar)=100,000帕(Pa)=10牛顿/平方厘米=0.1MPa
13能源费用的计算
按照《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
5.4.7 水冷式电动蒸气压缩循环冷水（热泵）机组的综合部分负荷性能系数（IPLV）宜按下式计算和检测条件检测：
IPLV=2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D
A B C D————100% 75% 50% 25%负荷时的性能系数
根据目前商用能源价格和项目投入使用后的实际运行状况，计算不同空调系统全年的运行费的计算参数条件如下：
a)运行时间：冬、夏季各运行的天数及每天运行的小时数
b)运行时段内部分负荷系数参照《公共建筑节能设计标准》〔GB50189-2005〕取定，按2.3%的时间为满负荷（100%）运行，41.5%的时间为75%负荷运行，46.1%的时间为50%负荷运行，10.1%的时间为25%负荷运行。
c)折算满载负荷时间
夏季折算满负荷运行时间
M×（2.3%×100%+41.5%×75%+46.1%×50%+10.1%×25%）
夏季折算满负荷运行时间
N×（2.3%×100%+41.5%×75%+46.1%×50%+10.1%×25%）
M N————夏季和冬季空调运行的时间，h
d)取得制冷机组制冷工况的cop，制热工况的eer，燃气热水机组效率
E=90%。
e)能源价：电价？元/kWh；燃气？元/Nm3，自来水？元/ m3。
每个分集水器16-24个支管，每个窗井设置？？个分集水器
清华同方
全热机组第大卡0.54;普通地源：每大卡0.46;
水冷冷水机组：0.41每大卡
定压补水装置：容积为系统水容积的5%，5%×面积×单位面积水容量（0.7-1.3）补水泵按照补水量（2%的系统水容量）的2.5-5倍。