土壤源热泵系统的设计计算方法
唐山某校土壤源热泵空调系统设计及节能分析
内设 学 生 教 室 、 实验 室 多媒 体 教 室 等 ， 地
下 １层 、地 上 ８层 ， 建筑 高 度 为 ３ 。 ４ ｍ 建 筑 室 内总 冷负 荷约 为 １ ７ ｋ ， ５ ５ Ｗ 总热 负荷 约
为 １２ ｋ 。 ２ ５ Ｗ
济 指 标 。 泵供 热 系统 用 高 位 能 ｗ 推 热
要 低 于 ０．ｍ／ 。 ６ ｓ
土 壤 源 热 泵 比空 气 源 热 泵 节 能 １ ５％， 夏 季 节 能 １ ％ ： 季 节 能 ２ ％ ．土壤 溺 冬 ３ ０ 泵 机组 的季 节 性能 比均 高于 空 气 源热 豸
工程节能技术分析
１投 资与经 济性 比较 ，
组 ，且 由于 唐 山冬 季 室 外 气 温较 寒冷 ， 季 气 温 较 高 ， 此 土 壤 源 热 泵 的节 能 茹 因
通 过 比 较 可 以 看 出 其节 能优 势 。 ２ 能 源 利 用 系数 Ｅ 传 统 的 供 热 方 ． 比 式 高
表 ２不 同 供 热 方 式 的 能源 利 用 系 数 Ｅ
量 ￡ｒ 二 一 砸 丑 ■ 厕 ｚ 垂 癣 垂
喻 等 编 中国 水 利 水 电出 版社 １ ９ ９７ ２ 《 泵 》 徐 邦 裕 等 编 中国 建 ．热
尽 可 能 的 大 。 一 般 埋 管 孔 洞 直 径 为
１ ０ ５ ａｍ。对 于 Ｕ型 管式 ，埋 管直 径 ０ －１ ０ｒ
为热 要 节 约高 品位 能 。
结 语
在 学 校 应 用 中 ，通过 全 年 能 耗 比！
５． 速 的 选 择 流 为保 证 系统 开 始 投 入 运 行 时 能快 速 排 除 管路 内的残 留空 气 ，管 内流 速 建议 不
台动 力 机 ． 后 再 由 动 力机 来驱 动 工 然
土壤源热泵系统设计关键方案的确定
ＨＥ ＡＴＩ ＮＧ． ＶＥＮＴ Ｉ Ｌ ＡＴＩ ＮＧ ＆ ＡＩ Ｒ ＣＯＮＤＩ ＴＩ ＯＮＩ ＮＧ
土壤源 热泵 系统 设计关键 方案 的确定 水
焦 宏照， 王建华， 李
（ 郑州大学综合设计研究 院， 郑州
英
４ ５ ０ ０ ０ ２ ）
摘要 ： 土壤 源热泵 系统近年来发展 迅速。 我 国南北横跨 多个 气候 区， 每个气候 区的特点各 自不同。 对每 个气候 区的土壤 源热 泵系统设
季的供 回水温差等） 进行计 算、 分析 ， 并举 例说 明 ， 提 出了 设 计的结论或设计原 则， 以期达到指导设计和借 鉴的作 用。
关键 词： 土壤 源热泵； 地埋管换热器； 热平衡； 运行策略； 深度和 间距； 管径； 供 回水温差
中图分类号 ： Ｔ Ｕ８ ３ １ 文献标 志码： Ａ 文章 编号： １ ６ ７ ３ — ７ ２ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ０ １ － ０ ６
（ ￣ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｆ ｕ ｎ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ｕ ｉ ｒ ｅ ｄ ｔ ｕ ｂ ｅ ｈ ｅ ｔ ａ ｃ ｈ ａ ｎ ｅｒ ｇ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ｔｕ ａ ｒ ｅ ｄ ｆｅ ｉ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｆ ｏ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ｗ ｔ ａ ｅ ｒ ｉ ｎ ｗ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ Ｄ ｏ ｎ ， ｒｅ ａ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ｔ ａ ｅ ｄ ｎｄ ａ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｅ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ Ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｓ ｒ ｅ ｉｏ ｇ ｎ （ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｆｃ ｏ ｏ ｌ ｄ ｒ ｅ ｉｏ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏｒ ｎ ｔ ｈ ｆｈ ｏ ｏ ｔ ｓ ｕ ｍｍ ． ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｌ ｄ ｗ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ） ． Ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｒ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｆｔ ｏ ｅ ｈ ｅｓ ｄ ｉ ｇ ｎ ｒｅ ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｄｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ｔｅ ａ ｄ Ｓ Ｏａ ｓ ｔ ｏ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ｅｓ ｄ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ￣ ｒ ｅ ｅｅ ｎ ．
地源热泵供热系统设计方案
地源热泵供热系统设计方案第一部分工程概况一、项目概述本项目为某小区，每户户型建筑面积约100平方米，空调面积约50平方米。
本建议书对将对该别墅进行空调系统的设计，建议使用绿色环保节能的地源热泵空调系统。
二、地源热泵技术在本项目中的应用在满足空调要求的基础上为响应国家节能减排的号召，拟采用在长期运营上更为节能的地源热泵系统作为本项目的冷热源。
地源热泵系统（Ground-Source HeatPump）是随全球能源危机和环境问题出现，逐渐兴起的一项节能环保技术。
地源热泵系统是以地表能为热源，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低品位热能向高品位热能转移的热泵系统。
地源热泵系统冬季供暖时，把地表中的热量“取”出来，供给室内采暖，同时向地下蓄存冷量，以备夏用；夏季制冷时，把室内热量取出来，释放到地表中，向地下蓄存热量，以备冬用，因此说地源热泵系统是可再生能源利用技术。
地源热泵系统不存在对大气排热、拍冷的热污染和排烟、排尘、排水等污染，是真正的绿色能源。
地源热泵是目前最流行的空调方式。
与传统的空调相比具有更加节能、运行费用更低、运行工况更加稳定的优点，是实现可持续发展的绿色建筑的有效技术之一。
本文就对地源热泵系统设计进行详细阐述，并和传统的风冷热泵系统进行初投资和运行成本的综合比较。
第二部分设计依据一、国家相关设计规范和标准《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002《空气调节设计手册》第二版《建筑给水排水设计规范》《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005《地源热泵工程技术指南》，徐伟译《水源/地源热泵应用设计手册》，吴展豪著《地面辐射供暖技术规程》，JGJ142-2004《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13633《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002《美国水源热泵热能回收系统工程应用手册》，吴展豪编译《水源及地源热泵空调系统工程设计与应用手册》，吴展豪编译二、室内外设计参数1、室外气象参数1.室外空气设计参数大气压力：冬季P= 1025.2 hpa；夏季P＝1004.0hpa室外干球温度：冬季t＝-3℃；夏季t＝35℃夏季室外计算湿球温度： t＝28.3℃冬季室外计算相对湿度：73％2.室内设计参数夏季：26±2℃，相对湿度：60%冬季：20±2℃，相对湿度：40%三、负荷估算1. 冷负荷估算指标在方案设计阶段，一般采用冷负荷指标估算确定，同时参照层高、楼层、窗户面积大小、人员数量等进行修正。
热泵制热量计算公式
热泵制热量计算公式热泵制热量计算公式是用来计算热泵系统在制热过程中获得的热量的数学表达式。
热泵是一种利用外界环境热源（如空气、水、土壤等）进行热能转换的设备，通过工质循环的方式将低温热源的热能转移到需要加热的环境中。
在制热过程中，我们需要知道热泵所能提供的热量，以便合理选择和设计热泵系统。
热泵制热量的计算公式主要依赖于两个参数，即热泵的制冷量和制热效率。
制冷量指的是热泵在单位时间内从低温热源吸收的热量，通常用单位为千瓦（kW）来表示。
制热效率是指热泵在制热过程中所提供的热量与所消耗的能量之间的比值，通常用百分比（%）来表示。
热泵制热量计算公式可以表示为：制热量 = 制冷量× 制热效率其中，制冷量可以通过热泵的技术参数或实测数据来获取。
制热效率则需要根据具体的热泵系统来确定，它受到热泵的设计、工况以及运行状态等因素的影响。
在实际应用中，为了更准确地计算热泵的制热量，还需要考虑到一些修正因素。
例如，热泵系统在制热过程中会消耗一定的电能，这部分能量需要从制热量中扣除。
另外，由于环境温度和湿度的不同，热泵的制热效率也会有所变化，需要进行适当的修正。
修正因素的考虑可以提高计算结果的准确性。
需要注意的是，热泵制热量计算公式只是一种理论上的计算方法，其结果并不一定等于实际的制热量。
实际的制热量还受到建筑物的热损失、热泵系统的运行状态、环境条件等因素的影响。
因此，在实际应用中，为了获得更准确的制热量，需要结合实际情况进行实测或模拟计算。
总结起来，热泵制热量计算公式是一种用于计算热泵系统制热量的数学表达式。
它通过制冷量和制热效率这两个参数来计算热泵的制热量。
然而，在实际应用中，还需要考虑修正因素以及其他影响因素，以获得更准确的结果。
热泵制热量的计算是热泵系统设计和运行的重要依据，可以帮助我们合理选择和使用热泵设备，提高能源利用效率。
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
第三章地源热泵系统的设计及计算讲解
第三章地源热泵系统的设计及计算一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。
设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。
空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。
现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。
所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。
目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。
从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。
对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。
空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。
所以，设备选型较大。
空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。
避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。
因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。
一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准1、通用设计规范1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003年版））；2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88）3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87）4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95）5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范：1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87）2)．《住宅设计规范》（GB50096-99）3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89）4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89）5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004）7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005）8)．其它专用设计规范3．专用设计标准图集：1)．《暖通空调标准图集》2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册）3)、其它有关标准二、空调冷、热负荷计算空调负荷是指为保持室内空气设计条件，单位时间内室内空气输入或排出的热量，前者称为热负荷，后者称为冷负荷。
地源热泵方案设计
地源热泵方案设计一、地源热泵系统概述地源热泵是一种利用地下土壤、地下水或地表水等作为冷热源，通过热泵机组进行能量交换，为建筑物提供制冷、供暖和生活热水的系统。
与传统的空调和供暖系统相比，地源热泵系统具有以下显著优势：1、高效节能：地源热泵系统的能效比（COP）通常较高，可大大降低能源消耗和运行成本。
2、环保无污染：不使用化石燃料，减少了温室气体排放和对环境的污染。
3、稳定可靠：地下温度相对稳定，使得系统运行更加稳定可靠，不受外界气候条件的影响。
4、使用寿命长：热泵机组和地下换热器的使用寿命较长，维护成本相对较低。
二、工程场地条件评估在进行地源热泵方案设计之前，首先需要对工程场地的条件进行详细评估。
这包括地质结构、土壤类型、地下水位、水文地质条件等。
不同的场地条件会影响地下换热器的设计和安装方式。
1、地质结构：了解地层的分布、厚度和岩石类型，以确定钻孔的可行性和难度。
2、土壤类型：土壤的热导率和比热容会影响热量传递效率，常见的土壤类型如砂土、黏土和壤土等，其热性能有所差异。
3、地下水位：地下水位的高低会影响换热器的安装深度和防水措施。
4、水文地质条件：包括地下水的流动速度、水质等，这对于选择合适的换热器类型和防止地下水污染至关重要。
三、建筑物负荷计算准确计算建筑物的冷热负荷是地源热泵方案设计的基础。
负荷计算需要考虑建筑物的用途、面积、朝向、围护结构的保温性能、室内人员和设备的发热量等因素。
通过专业的负荷计算软件，可以得到建筑物在不同季节和不同时段的制冷和供暖负荷需求。
1、制冷负荷：主要由室内外温差、太阳辐射、人员散热和设备散热等因素引起。
2、供暖负荷：与室外温度、建筑物的保温性能、通风换气次数等有关。
根据负荷计算结果，可以确定热泵机组的容量和地下换热器的规模，以保证系统能够满足建筑物的冷热需求。
四、地源热泵系统类型选择地源热泵系统主要有三种类型：地下水地源热泵系统、地埋管地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
土壤源热泵 散热量计算
土壤源热泵散热量计算哎呀，说起土壤源热泵的散热量计算，这可真是个技术活儿，得慢慢来，不能急。
咱们先得搞清楚，土壤源热泵是个啥玩意儿。
简单来说，它就是利用地下土壤的温度来给建筑物供暖或者制冷的一种系统。
冬天，地下的温度比地面高，可以用来供暖；夏天呢，地下的温度比地面低，可以用来制冷。
这玩意儿环保又节能，挺受欢迎的。
好了，咱们言归正传，说说散热量计算。
这事儿得从几个方面来看，首先得知道土壤的温度，然后是土壤的热传导率，还得考虑土壤的密度和比热容。
这些参数都会影响到散热量的大小。
比如说，你得先去测量一下地下土壤的温度。
这可不是随便找个地方挖个坑就能测的，得找个有代表性的地方，比如离建筑物不远的地方。
测量的时候，你得用专业的设备，比如地温计，这样才能得到准确的数据。
接下来，你得知道土壤的热传导率。
这个参数可不是固定的，它会随着土壤的类型和湿度变化。
比如说，沙土的热传导率就比粘土的高。
你得查查资料，或者做个实验，才能得到这个参数。
然后，土壤的密度和比热容也得考虑进去。
这两个参数会影响到土壤吸收和释放热量的能力。
密度大的土壤，散热量就大；比热容大的土壤，吸收的热量就多。
有了这些参数，你就可以开始计算散热量了。
计算公式是这样的：Q = k A (T1 - T2) / L，其中Q是散热量，k是土壤的热传导率，A是接触面积，T1和T2分别是土壤和建筑物的温度，L是土壤的厚度。
这个公式看起来简单，但是实际操作起来还是挺复杂的。
你得把测量的数据代入公式，然后进行计算。
计算的时候，还得注意单位的转换，不能出错。
最后，你得把计算结果和实际情况对比一下，看看有没有偏差。
如果有偏差，你得找出原因，可能是测量数据不准确，也可能是计算过程中出了问题。
总之，土壤源热泵的散热量计算是个技术活儿，得细心，得耐心。
不过，只要你掌握了方法，一步一步来，就能得到准确的结果。
这玩意儿虽然复杂，但是挺有意思的，能让你学到不少东西。
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土壤源热泵系统的设计计算方法摘要：本文主要介绍了土壤源热泵系统的设计方法和步骤，重点论述了地下热交换器的设计过程。
并举例加以说明。
0 引言随着我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，而供热系统和空调系统是建筑能耗的主要组成部分，因此，设法减小这两部分能耗意义非常显著。
地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统[1]。
冬季通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，向建筑物供热；夏季向大地释放热量，给建筑物供冷。
相应地，地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统3种形式。
土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热交换器。
地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下；闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。
地表水热泵系统与土壤源热泵系统相似，用潜在水下并联的塑料管组成的地下水热交换器替代土壤热交换器。
虽然采用地下水、地表水的热泵系统的换热性能好，能耗低，性能系数高于土壤源热泵，但由于地下水、地表水并非到处可得，且水质也不一定能满足要求，所以其使用范围受到一定限制。
国外（如美国、欧洲）主要研究和应用的地源热泵系统以及我国理论研究和实验研究的重点均是土壤源热泵系统。
目前缺乏系统设计数据以及较具体的设计指导，本文进行了初步探讨，以供参考。
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： ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+×=′11111COP Q Q kW （1）⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−×=′22211COP Q Q kW （2）其中——夏季向土壤排放的热量，kW′1Q 1Q ——夏季设计总冷负荷，kW′2Q ——冬季从土壤吸收的热量，kW2Q ——冬季设计总热负荷，kW1COP ——设计工况下水源热泵机组的制冷系数2COP ——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、。
若样本中无所1COP 2COP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。
（在下文将具体叙述）（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[3]，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（详见[2]）。
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[4]：最深的U型管埋深已达180m。
U型管的典型环路有3种（详见[1]），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[2]：（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4mHO/100m当量长度以下[1]。
22.4 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：3510001×′=Q L （3） 其中L ——竖井埋管总长，m′1Q ——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/m2.5 确定竖井数目及间距国外，竖井深度多数采用50～100m [2]，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:HL N ×=2 （4） 其中——竖井总数，个N L ——竖井埋管总长，mH ——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（详见[2]）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长度，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。
2.7 水泵选型根据上述计算最不利环路所得的管道压力损失，再加上热泵机组、平衡阀和其他设备元件的压力损失，确定水泵的扬程，需考虑一定的安全裕量。
根据系统总流量和水泵扬程，选择满足要求的水泵型号及台数。
2.8 校核管材承压能力管路最大压力应小于管材的承压能力。
若不计竖井灌浆引起的静压抵消，管路所需承受的最大压力等于大气压力、重力作用静压和水泵扬程一半的总和[1]，即：h p gh p p 5.00++=ρ其中p ——管路最大压力，Pa0p ——建筑物所在的当地大气压，Paρ——地下埋管中流体密度，kg/m 3g ——当地重力加速度，m/s2h ——地下埋管最低点与闭式循环系统最高点的高度差，mh p ——水泵扬程，Pa3其它3.1与常规空调系统类似，需在高于闭式循环系统最高点处（一般为1m）设计膨胀水箱或膨胀罐，放气阀等附件。
3.2在某些商用或公用建筑物的地源热泵系统中，系统的供冷量远大于供热量，导致地下热交换器十分庞大，价格昂贵，为节约投资或受可用地面积限制，地下埋管可以按照设计供热工况下最大吸热量来设计，同时增加辅助换热装置（如冷却塔＋板式换热器，板式换热器主要是使建筑物内环路可以独立于冷却塔运行）承担供冷工况下超过地下埋管换热能力的那部分散热量。
该方法可以降低安装费用，保证地源热泵系统具有更大的市场前景，尤其适用于改造工程[1]。
4 设计举例4.1 设计参数上海某复式住宅空调面积212m 2。
4.1.1 室外设计参数夏季室外干球温度t w ＝34℃, 湿球温度t s ＝28.2℃冬季室外干球温度t w ＝-4℃, 相对湿度φ＝75％4.1.2 室内设计参数夏季室内温度t n ＝27℃, 相对湿度φn ＝55％冬季室内温度t n ＝20℃, 相对湿度φn ＝45％4.2 计算空调负荷及选择主要设备参考常规空调建筑物冷热负荷的计算方法，计算得到各房间冷热负荷并选择风机盘管型号；考虑房间共用系数（取0.8），得到建筑物夏季设计总冷负荷为24.54kW，冬季设计总热符负荷为16.38kW，选择WPWD072型水源热泵机组2台，本设计举例工况下的＝3.3，＝3.7。
1COP 2COP 4.3 计算地下负荷根据公式（1）、（2）计算得 98.313.31154.2411111=⎟⎠⎞⎜⎝⎛+×=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+×=′COP Q Q kW 95.117.31138.1611222=⎟⎠⎞⎜⎝⎛−×=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−×=′COP Q Q kW 取夏季向土壤排放的热量进行设计计算。
′1Q 4.4 确定管材及埋管管径选用聚乙烯管材PE63（SDR11），并联环路管径为DN20，集管管径分别为DN25、DN32、DN40、DN50，如图1所示。
4.5 确定竖井埋管管长 根据公式（3）计算得91435100098.313510001≈×=×′=Q L m 4.6 确定竖井数目及间距选取竖井深度50m，根据公式（4）计算得14.95029142=×=×=H L N 个 圆整后取10个竖井，竖井间距取4.5m。
h 2因此，管路最大压力h p gh p p 5.00++=ρ＝668959 Pa（约0.7Mpa）聚乙烯PE63（SDR11）额定承压能力为1.0MPa，管材满足设计要求。
5 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。