地源热泵地埋管计算方法
地埋管地源热泵系统的设计及优化.
钻 孔 区 域 、 埋 管 形 式
其 他 便 于 利 用 的 能 源
系统投资与 运行费用
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地源热泵设计任务 资料收集及现场踏勘 制定地源测试方案
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建筑能耗动态模拟计算
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场地勘Hale Waihona Puke 孔施工•场地勘测孔施工
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岩土层结构堪查 •
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岩土体热响应测试
试验成果分析和报告撰写
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使用专业软件进行地下换热系统设计和热平衡模拟
工程经验修正
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与建筑、结构等各专业配合
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地源热泵系统初步设计
地源热泵设计工作程序框图
地埋管地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。
夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式计算：
上海富田空调冷冻设备有限公司 地源热泵事业部
地埋管地源热泵系统 • 地埋管地源热泵系统是利用地下 岩土（土壤、岩石等）作为热源 或热汇，它是由地埋管换热系统 与热泵机组构成。 • • 土壤温度在地面15米以下温度接 近当地全年平均气温，常年保持 恒定的温度，远高于冬季的室外 温度，又低于夏季的室外温度， 因此地源热泵是利用土壤“冬暖 夏凉“的特性来制冷/供热的节能 中央空调，和利用空气源制冷/供 热相比较，效率大大提高，且不 受环境温度影响。
水平埋管
• 垂直埋管：（已成为工 程应用中的主导形式） 1. 垂直埋管分为单U和 双U两种埋管方式
• • 优点：占地面积较小， 工作性能稳定， • 缺点：造价相对较高
垂直埋管
垂直埋管还分为单U和双U两种埋管方式
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。
地源热泵中央空调系统地埋管施工技术
地源热泵中央空调系统地埋管施工技术发布时间：2022-04-19T08:54:16.388Z 来源：《时代建筑》2022年1月中作者：朱国民[导读] 近些年，地源热泵中央空调系统的发展速度提高，这项技术具有节能、环保舒适、空气污染程度低等特点，并且经济性良好。
地源热泵中央空调系统在建筑物中运用能够有效地提高建筑功能。
本文是针对地源热泵中央空调系统实施中的施工技术进行分析，分析技术运用中需要注意的问题，希望为施工人员开展工作提供指导。
北京金茂人居环境科技有限公司朱国民摘要：近些年，地源热泵中央空调系统的发展速度提高，这项技术具有节能、环保舒适、空气污染程度低等特点，并且经济性良好。
地源热泵中央空调系统在建筑物中运用能够有效地提高建筑功能。
本文是针对地源热泵中央空调系统实施中的施工技术进行分析，分析技术运用中需要注意的问题，希望为施工人员开展工作提供指导。
关键词：地源热泵；中央空调系统；地埋管施工技术一、地源热泵中央空调系统地埋管施工技术概述地源热泵中央空调系统是一种综合性比较强的技术，主要是通过内部散热和热泵等系统实现换热的功能。
地源热泵中央空调系统能够调节建筑物的温度，其性能良好。
地埋管施工技术的实施可以实现空调调控的功能，在供热的施工可以将气体排出输入冷凝器内部冷却为气体，之后与气体蒸发。
而制冷是通过压缩机排出制冷气体，进入冷凝器中水的温度会不断的生长，进行蒸发循环制冷。
地源热泵中央空调系统能够实现能源的重复利用，可以再生，利用水和土壤就可以实现制冷和制热等，其应用价值比较高。
并且采用这种方式能够有效地改善环境污染情况，这项技术的运用能够降低对环境的压力，改变传统制冷装置和制热装置对于周围环境的影响。
地源热泵中央空调系统的运行效率比较高，室内外的环境对于系统运行的影响并不大，在地下就可以实现对建筑物室内温度的控制。
这项技术的运用能够有效地降低制冷和制热的成本，节省费用能够达到50%左右。
二、地源热泵中央空调系统地埋管施工技术（一）钻井施工地源热泵中央空调系统建设中要先进行钻井使用，结合地质情况钻孔，并且要制定埋管的方案，按照实际情况钻井施工。
某地源热泵地埋管系统的简化算法
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｇｏ ｎ ｏ ｒｅｈ ａ ｐ ｍｐ ｌ ｅｓ ｕｃ ｈ ｏ ， ｕ ｎｉ ｆｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｆｒｕ ｉ ｗｅｌ ｅ ｔ ， ｏ ｚ ｎａ ｙ ｒ ｓ ｒ ｕ ｄ ｓ ｕｃ ｅ ｔ ｕ ， ｉ －ｏ ｒｅｔｅ ｒ ｑ ａ ｔ ｏ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｎｔ ｌ ｄ ｐｈ ｈ ｒ ｏ ｔｌ ｎ ｙ ｙ ｔ ｏ ｉ
Ｃｏｎｃｉ ｅ ｇｏｒｔ ｓ Ａｌ ｉｈｍ ｏｒＢｕｒ ｅ ｆ ｉ ｄ Ｔｕｂｅ Ｓｙｓ ｅｍ ｏｕ ｔ ｏｆＧｒ ｎｄ Ｓｏｕｒ ｃｅ Ｈｅａｔ Ｐｕｍ ｐ
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Ｕ型埋 管换热 器进行换 热分 析和模 拟计算 ，并 结合工
垂直 ｕ 型埋管换 热器 管 内流体 与土壤 间 的换热 过程可分 为钻孑 内传热和钻孑 外瞬态传 热两部 分 ， Ｌ Ｌ 利
用土壤较大的蓄热系数 ， 实现热量 的散失或补充 ， 保证
程实例 ，介绍确定垂 直 ｕ型埋管单位井 深换热 量 、 埋 管间距的方法 ， 为实际工程提供参考 。
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｅ ｌ ｅ ｓ ｕ ｃ ｈ ｏ ｙ， ｏ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎｔ ｉ —ｏ ｒ ｅｔ ｅ ｒ ｃ ｍｂｉｅ ｅｃ ｎ ｅ ｆｒ ｓｓａ ｃ ， ｈｙ ｉａ ｏ ｅ ｆｖ ｒｉ ａ －ｕ ｏ ｌ ｈ ｎ ｎ ｄｔ ｏ ｃ ｐｔ ｉｔｎ ｅ ａｐ ｃ ｌ ｈ ｏ ｅ ｓ ｍ ｄ ｌ ｅ ｔ ｌ ｔｂｅｃ ｉ ｏ ｃ Ｕ ｆ ｒｇ ｏ ｎ ｏ ｃ ｅ ｔｐ ｍｐ ｓ ｔｍ ａ ｎｒ ｄ ｅ ， ｎｄ ｔ ａｎ ｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓｉｆｕ ｎｃｎ ｈｅｈ ａ— ｘ ｈ ｎ ｅ ｅ ｆ ｃ ｒ ｏ ｒ ｕ ｄ ｓ ｕｒｅ ｈ ａ ｕ ｙｓｅ ｗ ｓｉ ｔｏ ｕｃ ｄ ａ ｈｅｍ ｉ ａ ａ ｔｒ ｎ ｅ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｆｅ ｔｆ ｌ ｏ
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。
地埋管地源热泵系统热量流向图示及平衡关系分析
地埋管地源热泵系统的相关热量计算一直是考试的重点、热点。
GB 50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》第4.3.3 的条文说明，有关于地埋管地源热泵系统最大释热量和最大吸热量计算的描述。
但主要是针对地埋管循环水系统热量收支平衡，没有整个地源热泵系统的热量平衡关系。
因此本文拟从整体为研究对象，分夏季和冬季两种工况，分别对系统中各种热量得失进行分析，以循环介质为研究对象，建立热量平衡关系。
根据GB/T19409-2013《水（地）源热泵机组》，对于地埋管热泵机组，EER表示制冷工况的性能系数，COP 表示制热工况的性能系数。
1.夏季工况分析图1是夏季工况，各种热量在系统中的流向。
箭头指向流程线，表示系统循环介质吸热，箭头离开流程线，表示系统循环介质放热。
从图1可以看出，夏季热量主要是从空调系统流向土壤。
对于土壤而言，属于蓄热过程，对于热泵系统而言，属于放热过程。
冷冻水泵释热冷却水泵释热图1 地埋管地源热泵系统夏季热量流向示意图整个系统分为三个相互联系又相对独立的子系统。
左边是冷冻水循环系统，主要功能是从空调系统吸收热量。
右边是冷却水循环系统（地埋管循环水系统），它主要功能把热泵机组冷凝器的热量传递给土壤。
中间是制冷剂系统，其功能是把低温冷冻水循环系统的热量转移到高温冷却水循环系统。
对于冷冻水循环系统，热量满足公式（1）的关系：（1）式中：Q1—热泵机组夏季工况的制冷负荷。
对于制冷循环系统，热量满足公式（2）和（3）的关系：（2）（3）式中：Q2—热泵机组夏季制冷工况，冷凝器的负荷。
对于冷却水循环系统，热量满足公式（4）的关系：（4）式中：Q3—热泵系统夏季释热量或夏季土壤的得热量。
由公式（1）~（4）联立，得（5）热泵系统夏季释热量（夏季土壤的得热量）=（空调系统冷负荷Q y1+冷冻水泵释热量Q y2+ 冷冻水输送过程得热量Q y3）+冷却水泵释热量Q d1-冷却水输送过程散热量Q d2。
【真题2011-3-22】某建筑采用土壤源热泵冷热水机组作为空调冷、热源。
地埋管地源热泵系统
地埋管地源热泵系统土壤源热泵为保证地下换热器系统的长期有效运行要求地下换热器系统一年中的取热和排热相平衡。
对冷、热负荷的平衡采取了以下措施解决：根据11页计算热泵机组全年从土壤吸热量11808MW,根据小区实际特点6.1利用毛细管回热在浦东雅典二期工程室外墙面和楼顶铺设毛细管网，分集水器40个，由4.3*0.8mmPP聚乙烯毛细管组成间距10mm的网栅，用乳胶将10mm边角保温板沿墙粘贴，粘贴平整，搭接严密, 在找平层上铺设保温层2cm厚聚苯保温板，在保温层上铺设铝箔纸, 在铝箔纸上铺设一层Ф2mm钢丝网，间距100×100mm，然后将毛细管固定在钢丝网上，填充C15以上砼，并于砼中掺入适量防龟裂剂。
浦东雅典小区二期计算铺设毛细管网总面积约为5500㎡，依照太原市年太阳辐射总量为5442.8兆焦耳/平方米~5652.18兆焦耳/平方米计算，年采集热能约为8288MW5500×5442.8≈29935400×106（焦耳）≈29935400×106÷4.2≈7127476×106（卡）≈7127476000（大卡）≈7127476000÷860≈8287763（千瓦）≈8288（MW）×0.4≈3315(MW)按照浦东雅典二期工程采暖期供暖150天，每天24小时计算，总面积约145025㎡，浦东雅典二期工程采暖期需要11808MW，太阳辐射年采集热能约为8288MW，由于年采集热能有限.又不能达到100%利用，我们按照40%的储存量计算是3315MW，由于夏季天气炎热，我们可以采用井水直通方式提取热能储存到地下，这样不紧大大的提高了能量的采集，同时也拟补了部分回热问题，而且夏季使用毛细管采集能量不但可以为冬季采暖储存能量，由于采集能量的过程中使得周围空气温度变低这样也使得室内空气变的凉爽清新。
6.2利用观赏池回热我们利用夏季地面人工观赏池提取热能，在小区内我们还设计了几处总面积约为1000㎡深1m的观赏池，在七、八、九月份也可以进行换热，我们选择3台水泵，扬程32m，观赏池内铺设PE-100聚乙烯管，管径DN50，间距1.25m，观赏池内主管线与地埋管主管线对接，进行换热，并使用温度控制器，电动阀门进行监控，据我们统计在夏季每天12小时换热以每100吨水（温差5度）采集500KW的热量计算每天循环3次：1000×3×90×500÷100＝1350MW整个夏天（按90天计算）可以采集1350MW的热能。
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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（0.5mm）的不锈钢钢管，但目前实际应用不多。
4、管件公称压力不得小于1.0Mpa，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。
天津市年平均气温是12.2℃，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。
（单层管最佳深度1.2～2.0m，双层管1.6～2.4m）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。
其换热效率较U 形管提高16.7%。
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，钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，天津地区地表土壤层很厚，为了钻孔、下管方便多采用Ф300孔径。
（三）地下埋管系统设计一．地下换热量计算地下换热量可以由下述公式计算：Q1'= Q1*(1+1/COP1) kW （1）Q2'= Q2*(1-1/COP2) kW （2）其中Q1'--夏季向土壤排放的热量，kWQ1--夏季设计总冷负荷，kWQ2'--冬季从土壤吸收的热量，kWQ2--冬季设计总热负荷，kWCOP1--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、。
若样本中无所需的设计工况，可以采用插值法计算。
二、地下热交换设计1.水平埋管：确定管沟数目:埋管管长的估算：利用管材“换热能力”，即单位埋管管长的换热量。
水平埋管单位管材“换热能力”在20～40W/m（管长）左右，；设计时可取换热能力的下限值，即20 W/m。
单沟单管埋管总长具体计算公式如下： L=Q/20其中L --埋管总长，mQ --冬季从土壤取出的热量，w分母“20”是每m 管长冬季从土壤取出的热量，W/m单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管布置时分别乘上0.9、0.85、0.75、0.70 的热干扰系数（热协调系数）。
确定管沟间距：为了防止埋管间的热干扰，必须保证埋管之间有一定的间距。
该间距的大小与运行状况（如连续运行还是间歇运行；间歇运行的开、停机比等）、埋管的布置形式（如单行布置，只有两边有热干扰；多排布置，四面均有热干扰）等等有关。
建议串联每沟1 管，管径1/4"～2"；串联每沟2 管， 1 又1/4"～1 又1/2"。
并联每沟2 管， 1"～1 又1/4"；并联每沟4～6 管，管径13/4"～1"。
管沟间距：每沟1 管的间距1.2m，每沟2 管的间距1.8m，每沟4 管间距3.6m。
管沟内最上面管子的管顶到地面的的最小高度不小于1.2m。
2、竖直埋管确定竖井埋管管长一般垂直单U 形管埋管的换热能力为60～80 W/m(井深)，垂直双U 形管为80～100W/m(井深)左右，设计时可取换热能力的下限值。
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。
设计时可取换热能力的下限值，即35W/m（管长），双U管设计具体计算公式如下：L=Q1/25 （3）其中 L--竖井埋管总长，mQ1--夏季向土壤排放的热量， W分母“35”是夏季每m管长散热量，W/m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:N=L/(4*H) （4）其中 N--竖井总数，个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。
工程较小，埋管单排布置，地源热泵间歇运行，埋管间距可取3.0m；工程较大，埋管多排布置，地源热泵间歇运行，建议取间距4.5m；若连续运行（或停机时间较少）建议取5～6m注意事项1、垂直地埋管换热器埋管深度应大于30m，宜为60m～150m；钻孔间距宜为3m～6m。
水平管埋深应不小于1.2m。
2、地埋管换热器水平干管坡度宜为0.3%，不应小于0.2%。
3、地埋管环路之间应并联且同程布置，两端应分别与供、回水管路集管相连接。
每个环路集管连接的环路数宜相同。
4、地埋管换热器宜靠近机房或以机房为中心设置。
铺设供、回水集管的管沟宜分开布置；供、回水集管的间距不应小于0.6m。
三、管径与流速设计1、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4mH ２O/100m当量长度以下。
备注：① 地下埋管换热器环路压力损失限制在30～50kPa/100m 为好，最大不超过50kPa/100m。
同时应使管内流动处于紊流过渡区。
② 地下埋管系统单位冷吨（1 冷吨=3024kcal/h=3.52kW）水流量控制在0.16～0.19L/s．t③ 最小管内流速（流量）：在相同管径、相同流速下，水的雷诺数最大大。
所以采用CaCl2 和乙二醇水溶液时，为了保证管内的紊流流动，与水相比需采用大的流速和流量。
2、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：P=P0+ρgH+0.5P h其中 p--管路最大压力，PaP0--建筑物所在的当地大气压，Paρ--地下埋管中流体密度，kg/m3g--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，mPh--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。