地源热泵如何选择地埋管管径
地源热泵地埋管计算方法
•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。
地源热泵系统U型地埋管换热器的选型要点及施工技术
地源热泵系统U型地埋管换热器的选型要点及施工技术摘要：本文在工程施工的基础上，对该系统的选型及施工技术进行了探讨与研究，其中包括地下换热器的布置形式、环路方式及管材的选择，管径、管长及数目、钻孔间距确定，管内传热介质、钻孔深度、回填料的选择等。
此文可以应用在该系统的设计、施工中，对实际工程有较强的指导意义。
关键词：地源热泵；地下换热器；选型；施工技术1、概述地源热泵是指将传统空调器的冷凝器与蒸发器延伸至地下，使其与浅层地能（浅层土壤、地下水和地表水）进行热交换来提供冷热源，或是通过中间介质（如水或以水为主要成份的防冻液）在封闭的环路里在土壤中循环流动，实现利用浅层地能为建筑物内供暖或制冷的一种节能、环保型的新能源技术。
地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，是热泵很好的供热热源和供冷能源。
地源热泵系统可分为地下换热器的设计施工和地上设备管道的设计施工两部分，地上设备管道的安装施工与设计和传统暖通空调设备的设计与安装并无太大差别，而地下换热器的设计与施工比较有特点，作者结合无锡某项目地源热泵工程的设计与施工的特点，对地埋管换热器的的设计选型及施工问题进行研究与经验讨论。
2、U型地埋管换热器的选型埋管处地质情况和岩土传热性能是地埋管换热器设计选型与施工的重要参数。
设计地埋管换热器时，首先需要确定当地的岩土类型、导热系数、比热容等参数。
2.1 地埋管的管材、管径与传热介质2.1.1 地埋管管材地源热泵系统地埋管管材的选择非常重要。
一般来说，一旦将地埋管换热器埋入地下后，基本就不可能进行维修或更换。
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，我国国家标准[1]给出了地埋管换热器地埋管管道外径尺寸标准和管道的压力级别，地埋管外径及壁厚可按规定选用。
2.1.2 管径的选择原则管径的选择应根据热泵本身的换热器的流量要求以及选用的串联或并联的形式确定。
埋管管径不能太大，要保证管中流体的流速足够大，保证管中流体处于紊流区（Re≥2100），有利于强化流体与管壁的换热效率[2]；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（经验数字是0.3-1.0m/s之间），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。
地源热泵地埋管单双U选择探讨
摘要：以上海佘山某别墅地源热泵项目为例，分析了地下换热器系统单U 、双U 及管径的选择对其各年进出水平均温度的影响。
首先，对该项目基本情况进行了简要的介绍；然后简要回顾了地埋管内热阻计算方法，而后分别采用EED2.0和EHPD1.3软件，在给定的系统条件下分别就采用双U32、单U32、双U25及单U254种工况进行了大量的计算分析,得到了其对应的各年各月地下换热器进出水平均温度；进而得出该项目地埋管选用17口单U25井和选用16口双U25井在技术和经济上均基本等价，其中17口单U25井的形式略优的结论。
关键词：地源热泵；地下换热器；U 形管；换热量；比较分析1引言近几年随着暖通行业的发展，地源热泵作为一种节能、环保的空调系统受到越来越多的关注和应用。
其中竖直埋管的形式在我国的工程中应用较多。
竖直埋管一般有单U 、双U 两种形式，每种形式又有DE32和DE25两种选择，以上四种条件交叉组合是我国目前应用最多的地埋管配置形式。
随着计算机技术的发展，FLUENT 软件作为建立数学模型和数值计算的工具在地源热泵的计算分析中得到了越来越多的应用，文献[1]中通过对某30m 埋深的U 形管进行FLUENT 建模分析得出“排热工况下，埋深30m 时，单Ｕ形管换热器的单位井深换热量约为86W/m ，而双Ｕ形管换热器的单位井深换热量达到120W/m ，较单Ｕ形管高约40%”等结论。
文献[2]采用FLUENT 对某60m 井深的U 形管三维建模后得出“对外径25mm 和32mm 的单Ｕ形地埋管换热器及外径25mm 的双Ｕ形地埋管换热器换热性能的模拟对比表明，后两者换热量分别比前者提高了8%和22.4%”等结论。
文献[3]同样采用FLUENT 软件，对某100m 井深的U 形管三维建模后得出“双U 型换热器的换热性能不一定大于单U 型换热器。
当流量较小时，双U 型换热器支管间热短路现象比单U 型换热器严重，双U 型换热器换热性能小于单U 型换热器;随着流量的增大，支管间热短路现象减轻，双U 型换热器的换热性能大于单U 型换热器”等结论。
地源热泵系统u型地埋管换热器的选型要点及施工技术
地源热泵系统U型地埋管换热器的选型要点及施工技术一、选型要点1. 确定热负荷和冷负荷：根据建筑物的使用功能和当地的室外气候条件，确定地源热泵系统的热负荷和冷负荷，从而选择合适型号的U型地埋管换热器。
2. 确定换热器长度和直径：根据系统的热负荷和冷负荷，以及土壤的热性能参数，计算出所需的换热面积，进而确定换热器的长度和直径。
3. 选择合适的管材：U型地埋管换热器的管材应具有良好的耐腐蚀性、热传导性和较高的机械强度，常用的管材有高密度聚乙烯（HDPE）等。
4. 确定管间距：在土壤中，管间距的确定应考虑土壤的热传导性能、地下水位以及施工条件等因素，一般管间距在3-5米之间。
5. 选择连接方式：U型地埋管换热器的连接方式分为单U型和双U型两种，根据实际情况选择合适的连接方式，以确保系统的正常运行。
二、施工技术1. 施工前准备：清理施工现场，确保施工现场干净整洁，并对管道、管件、阀门等材料进行检查，确保符合设计要求。
2. 测量定位：根据设计图纸和现场实际情况，确定U型地埋管换热器的位置，并进行准确的测量定位。
3. 钻孔：使用钻机在地下钻孔，孔径和深度应符合设计要求，并确保钻孔的位置、角度和深度准确无误。
4. 下管：将U型管放入孔中，确保管道的连接牢固可靠，并按照设计要求进行固定。
5. 回填：使用合适的回填材料将孔洞填满，并确保回填材料密实、均匀，以减小热阻。
6. 管道连接与试压：按照设计要求将管道连接起来，并进行试压检验，确保管道无泄漏。
7. 系统调试与运行：对整个地源热泵系统进行调试和运行，确保系统运行正常、稳定，达到设计效果。
需要注意的是，U型地埋管换热器的施工需要在专业技术人员指导下进行，严格遵守相关施工规范和技术要求，确保施工质量符合设计要求和使用安全。
同时，施工过程中应加强质量控制和安全管理，确保施工人员的安全和健康。
地埋管地源热泵地埋管管径的选取_张海琳
能等。
２ 工 程 现 状 根 据 现 有 工 程 设 计 经 验 ，地 埋 管 换 热 器 常 用 管
径有２０，２５，３２，４０，５０ｍｍ，管内流速控制在 ０．６～ １．２２ｍ／ｓ范围内［４］，对更大管 径 的 管 道，管 内 流 速
控 制 在 ２．４４ ｍ／ｓ以 下 或 一 般 把 各 管 段 压 力 损 失 控
流 动 时 不 可 避 免 地 要 消 耗 一 定 的 机 械 能 ，用 来 克
服流经直管的沿程阻力和 Ｕ 形管底部弯管处流
体运动方 向 改 变 所 引 起 的 局 部 阻 力。 影 响 阻 力
损 失 的 因 素 有 流 体 的 密 度 、黏 度 、流 速 、管 径 、管
长 、管 壁 粗 糙 度 。 由 于 地 埋 管 采 用 聚 乙 烯 管 ，内
３ 理 论 分 析
管径 的 影 响 有 两 个 方 面：１）水 泵 能 耗；２）换
热面和流速的改变对地埋管换热的影响。
３．１ 管 径 对 地 埋 管 水 泵 能 耗 的 影 响
首先对地埋管换热系统进行水力计算和埋管
压力损失计算。
１）计 算 管 内 流 体 流 速 ｕｍ
ｕｍ
＝
Ｇ ３ ６００Ａ
（１）
制在每 １００ ｍ 当 量 长 度 ４０ｋＰａ 以 下。 在 相 同 管
径、相同流速情况 下，水 的 Ｒｅ 最 大，地 埋 管 中 若 采
用加入 ＣａＣｌ２ 和乙二醇等防冻液的水溶液 时，为 保 证管内的湍流流 动，与 水 相 比，其 在 地 埋 管 内 流 动
需采用较大的流速和流量。根据水在不同温度下
换热器进行计算分析，地埋管采用单 Ｕ 管，埋深２０
ｍ。为保证最低流速０．６ｍ／ｓ，以５０ｍｍ 管径为基
地源热泵地埋管单双U选择探讨
地源热泵地埋管单双U选择探讨科技论文与案例交流摘要：以上海佘山某别墅地源热泵项目为例，分析了地下换热器系统单U、双U及管径的选择对其各年进出水平均温度的影响。
首先，对该项目基本情况进行了简要的介绍；然后简要回顾了地埋管内热阻计算方法，而后分别采用EED2.0和EHPD1.3软件，在给定的系统条件下分别就采用双U32、单U32、双U25及单U254种工况进行了大量的计算分析,得到了其对应的各年各月地下换热器进出水平均温度；进而得出该项目地埋管选用17口单U25井和选用16口双U25井在技术和经济上均基本等价，其中17口单U25井的形式略优的结论。
关键词：地源热泵；地下换热器；U形管；换热量；比较分析1引言近几年随着暖通行业的发展，地源热泵作为一种节能、环保的空调系统受到越来越多的关注和应用。
其中竖直埋管的形式在我国的工程中应用较多。
竖直埋管一般有单U、双U两种形式，每种形式又有DE32和DE25两种选择，以上四种条件交叉组合是我国目前应用最多的地埋管配置形式。
随着计算机技术的发展，FLUENT软件作为建立数学模型和数值计算的工具在地源热泵的计算分析中得到了越来越多的应用，文献[1]中通过对某30m埋深的U形管进行FLUENT建模分析得出“排热工况下，埋深30m时，单Ｕ形管换热器的单位井深换热量约为86W/m，而双Ｕ形管换热器的单位井深换热量达到120W/m，较单Ｕ形管高约40%”等结论。
文献[2]采用FLUENT 对某60m井深的U形管三维建模后得出“对外径25mm和32mm 的单Ｕ形地埋管换热器及外径25mm的双Ｕ形地埋管换热器换热性能的模拟对比表明，后两者换热量分别比前者提高了8%和22.4%”等结论。
文献[3]同样采用FLUENT软件，对某100m井深的U形管三维建模后得出“双U型换热器的换热性能不一定大于单U型换热器。
当流量较小时，双U型换热器支管间热短路现象比单U型换热器严重，双U型换热器换热性能小于单U型换热器;随着流量的增大，支管间热短路现象减轻，双U型换热器的换热性能大于单U型换热器”等结论。
地源热泵热响应实验技术要点
地源热泵热响应实验技术要点●实验目的测试埋管岩土对埋管换热的影响。
1)从埋管岩土内取热时，埋管岩土的温度变化曲线。
2)向埋管岩土内放热时，埋管岩土的温度变化曲线。
●实验准备1)管材：选用HDPE管材，管径为De32×3.0。
2)测试孔：孔深120m，孔径为180mm。
3)单U管测试。
4)水平接管3m，30mm橡塑保温。
5)其他：30℃热水制备，4℃冷水制备。
●实验步骤1)土壤原始地温测试钻孔下管后静置10天，作为岩土体扰动的恢复期，然后测量120m内地层的平均原始温度。
测试方法：在岩土热响应实验前，使系统水泵启动循环25min，每隔1 min记录一次地埋管进出口水温。
观察流体进出口温度的变化曲线，当温度达到稳定时的出口温度即可认为是地下土壤的无干扰温度。
2)取热实验制备4℃冷水，连接测试孔与实验仪器，通过泵向地埋管内通入冷水，管内水流速度为0.45m/s，测试U管出口处水温，待水温稳定后，继续运行12个小时。
整个实验过程不小于3天（72h）。
测试过程应符合下列要求1、实验过程应保持冷水稳定恒定。
2、进出口水温、管内流速测试间隔为10,min。
3、对测试设备进行外部连接时，应遵循先水后电的原则。
3)取热实验制备30℃热水，连接测试孔与实验仪器，通过泵向地埋管内通入热水，管内水流速度为0.45m/s，测试U管出口处水温，待水温稳定后，继续运行12个小时。
整个实验过程不小于3天（72h）。
测试过程应符合下列要求1、实验过程应保持冷水稳定恒定。
2、进出口水温、管内流速测试间隔为10,min。
3、对测试设备进行外部连接时，应遵循先水后电的原则。
●测试完成后，应对测试孔做好防护工作。
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地源热泵如何选择地埋管管径
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100~159mm，井深10~200m。
U形管径一般在φ50mm以下(主要是流量不宜过大所限)，由于施工简单；换热性能较好，承压高，管路接头少，不易泄漏等原因，目前应用最多。
如美国加州斯托克斯大学供应了48万m2空调建筑的地源热泵系统，有390个深度超过120m 的地下埋管，据介绍，采用这种地源热泵系统较常规空调每年可节约各种费用45.5万美元，其中能量费用33万美元，节电25％，节约燃料费70％。
国外有的工程把U形管捆扎在桩基的钢筋网架上，然后浇灌混凝土，不占用地面。
如瑞士某工厂地源热泵系统从600个桩基中吸收热量或冷量，用于2万平方米建筑物的供暖和制冷。
2) 套管武换热器的外管直径一般为100~200mm,内管为φ15~φ25mm。
由于增大了管外壁与岩土的换热面积，因此其单位井深的换热量高，根据试验结果，其换热效率较U形管提高16.7％。
其缺点是套管直径及钻孔直径较大，下管比较固难，初投资比U形管高。
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。
为防止漏水，套管端部封头部分宜由工厂加工制作，现场安装，以保证严密性。
3) 单管型在国外常称为“热井”，它主要用于地下水做热源的热泵系统，一般来讲该种型式投资较少。
其安装方法是地下水位以上用钢套管作为护套，直径和孔径一致，典型孔径为150mm。
地下水位以
下为自然孔洞，不加任何设施。
孔洞中有一根出水管为热泵机组供水，回水自然排放或回到管井内。
这种方式受地下水资源、国家有关政策及法规限制大。