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1、地源热泵工程设计方法地源热泵工程设计方法内容简介内容简介一、地源热泵简介一、地源热泵简介一、地源热泵简介一、地源热泵简介二、土壤源热泵的主要优势二、土壤源热泵的主要优势二、土壤源热泵的主要优势二、土壤源热泵的主要优势三、土壤源热泵系统设计的主要步骤三、土壤源热泵系统设计的主要步骤三、土壤源热泵系统设计的主要步骤三、土壤源热泵系统设计的主要步骤地源热泵地源热泵土壤源热泵土壤源热泵(地埋管地埋管)地表水热泵地表水热泵(湖水湖水 海水等海水等)地下水热泵地下水热泵(井水井水)一、地源热泵简介一、地源热泵简介一、地源热泵简介一、地源热泵简介是水源热泵的一种形式，它利用水与地能是水源热泵的一种形式，它利
2、用水与地能是水源热泵的一种形式，它利用水与地能是水源热泵的一种形式，它利用水与地能进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源的进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源的进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源的进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源的空调系统空调系统空调系统空调系统 地源热泵型式地源热泵型式地源热泵型式地源热泵型式1 1 1 1：土壤源热泵：土壤源热泵：土壤源热泵：土壤源热泵将土壤热交换器安装在将土壤热交换器安装在将土壤热交换器安装在将土壤热交换器安装在地下，通过中间介质作地下，通过中间介质作地下，通过中间介质作地下，通过中间介质作为冷热载体，使其在土为冷热载体，使其在土为冷热载体，使其在土为冷热载体
3、，使其在土壤热交换器的封闭环路壤热交换器的封闭环路壤热交换器的封闭环路壤热交换器的封闭环路中循环流动，从而实现中循环流动，从而实现中循环流动，从而实现中循环流动，从而实现与大地进行热交换的目与大地进行热交换的目与大地进行热交换的目与大地进行热交换的目的。的。的。的。由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器，利用包括江水、河水、湖交换器取代了土壤热交换器，利用包括江水、河水、湖交换器取代了土壤热交换器，利用包括江水、河水、
4、湖交换器取代了土壤热交换器，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源水、水库水以及海水作为热泵冷热源水、水库水以及海水作为热泵冷热源水、水库水以及海水作为热泵冷热源 地源热泵型式地源热泵型式地源热泵型式地源热泵型式2 2 2 2：地表水热泵：地表水热泵：地表水热泵：地表水热泵地源热泵型式地源热泵型式3 3：地下水热泵地下水热泵地下水热泵地下水热泵通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过潜水泵通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过潜水泵通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过潜水泵通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过潜水泵将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵将地下水抽出，通过
5、二次换热或直接送至水源热泵将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，灌回地下机组，经提取热量或释放热量后，灌回地下机组，经提取热量或释放热量后，灌回地下机组，经提取热量或释放热量后，灌回地下 地源热泵的优势地源热泵的优势1 1 1 1、双重功效、双重功效、双重功效、双重功效2 2 2 2、运行节能、运行节能、运行节能、运行节能 3 3 3 3、稳定可靠、维护费用低、稳定可靠、维护费用低、稳定可靠、维护费用低、稳定可靠、维护费用低4 4 4 4、不存在除霜问题、不存在除霜问题、不存在除霜问题、不存在除霜问题二、土壤源热泵
6、的主要优势二、土壤源热泵的主要优势1 1 1 1、双重功效、双重功效、双重功效、双重功效2 2 2 2、运行节能、运行节能、运行节能、运行节能 3 3 3 3、稳定可靠、维护费用低、稳定可靠、维护费用低、稳定可靠、维护费用低、稳定可靠、维护费用低4 4 4 4、不存在除霜问题、不存在除霜问题、不存在除霜问题、不存在除霜问题5 5 5 5、闭式循环，利于环保、闭式循环，利于环保、闭式循环，利于环保、闭式循环，利于环保6 6 6 6、不受地下水资源的限制，利于推广、不受地下水资源的限制，利于推广、不受地下水资源的限制，利于推广、不受地下水资源的限制，利于推广三、土壤源热泵系统设计的主要步骤三、土壤
7、源热泵系统设计的主要步骤（1 1 1 1）建筑物冷热负荷及冬夏季）建筑物冷热负荷及冬夏季）建筑物冷热负荷及冬夏季）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算地下换热量计算地下换热量计算地下换热量计算（2 2 2 2）地下热交换器设计）地下热交换器设计）地下热交换器设计）地下热交换器设计 1 1 土壤源热泵系统设计的主要步骤土壤源热泵系统设计的主要步骤 （1 1 1 1）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算建筑物冷热负荷：同常规空调系统相同建筑物冷热负荷：同常规空调系统相同建筑物冷热负荷：
8、同常规空调系统相同建筑物冷热负荷：同常规空调系统相同冬夏季地下换热量：冬夏季地下换热量：冬夏季地下换热量：冬夏季地下换热量：其中其中其中其中Q Q Q Q1 1 1 1 夏季向土壤排放的热量，夏季向土壤排放的热量，夏季向土壤排放的热量，夏季向土壤排放的热量，kW kW kW kW Q Q Q Q1 1 1 1夏季设计总冷负荷，夏季设计总冷负荷，夏季设计总冷负荷，夏季设计总冷负荷，kW kW kW kW Q Q Q Q2 2 2 2冬季从土壤吸收的热量，冬季从土壤吸收的热量，冬季从土壤吸收的热量，冬季从土壤吸收的热量，kW kW kW kW Q Q Q Q2 2 2 2冬季设计总热负荷，冬季设计
9、总热负荷，冬季设计总热负荷，冬季设计总热负荷，kW kW kW kW COPCOPCOPCOP1 1 1 1设计工况下热泵机组的制冷系数设计工况下热泵机组的制冷系数设计工况下热泵机组的制冷系数设计工况下热泵机组的制冷系数 COPCOPCOPCOP2 2 2 2设计工况下热泵机组的供热系数设计工况下热泵机组的供热系数设计工况下热泵机组的供热系数设计工况下热泵机组的供热系数（2 2 2 2）地下热交换器设计）地下热交换器设计）地下热交换器设计）地下热交换器设计 1.1.地下热交换器形式地下热交换器形式地下热交换器形式地下热交换器形式2.2.管材选择管材选择管材选择管材选择3.3.管径管径管径管径4
10、.4.总管长总管长总管长总管长5.5.竖井数目竖井数目竖井数目竖井数目6.6.间距确定间距确定间距确定间距确定7.7.管道阻力计算管道阻力计算管道阻力计算管道阻力计算8.8.水泵选型水泵选型水泵选型水泵选型9.9.管材校核管材校核管材校核管材校核地下热交换器形式地下热交换器形式地下热交换器形式地下热交换器形式水平埋管和垂直埋管水平埋管和垂直埋管水平埋管和垂直埋管水平埋管和垂直埋管串联和并联串联和并联串联和并联串联和并联同程和异程同程和异程同程和异程同程和异程1 1、选择热交换器形式选择热交换器形式：水平埋管和垂直埋管：水平埋管和垂直埋管 水平埋管水平埋管水平埋管水平埋管：换热管水平地安装在地沟
11、中：换热管水平地安装在地沟中：换热管水平地安装在地沟中：换热管水平地安装在地沟中 1 1、选择热交换器形式选择热交换器形式：水平埋管和垂直埋管：水平埋管和垂直埋管 垂直埋管：垂直埋管：换热管垂直安装在竖井中换热管垂直安装在竖井中换热管垂直安装在竖井中换热管垂直安装在竖井中 水平埋管和垂直埋管的比较水平埋管和垂直埋管的比较水平埋管：投资小，水平埋管：投资小，水平埋管：投资小，水平埋管：投资小，但换热性能差但换热性能差但换热性能差但换热性能差 ，并，并，并，并且往往受土地面积的且往往受土地面积的且往往受土地面积的且往往受土地面积的限制限制限制限制在实际工程中，在实际工程中，在实际工程中，在实际工程
12、中，一般一般一般一般采用垂直埋管布置方采用垂直埋管布置方采用垂直埋管布置方采用垂直埋管布置方式式式式。埋管的布置方式：串联和并联埋管的布置方式：串联和并联串联串联并联并联 串联和并联的比较串联和并联的比较 串联系统：管径较大，管道费用较高，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，并联系统：管径较小，管道费用较低，且各并联环路之间容易达到流量平衡时，且各并联环路之间容易达到流量平衡时，热力效果均衡热力效果均衡同程或异程同程或异程 同程：各个并联环路的管同程：各个并联环路的管同程：各个并联环路的管同程：各个并
13、联环路的管路总长度相等路总长度相等路总长度相等路总长度相等异程：各个并联环路异程：各个并联环路异程：各个并联环路异程：各个并联环路的管路总长度不等的管路总长度不等的管路总长度不等的管路总长度不等同程、异程的比较同程、异程的比较同程同程同程同程：各个回路水阻力相：各个回路水阻力相：各个回路水阻力相：各个回路水阻力相等，水力稳定性好，流量等，水力稳定性好，流量等，水力稳定性好，流量等，水力稳定性好，流量分配均匀分配均匀分配均匀分配均匀异程：管路系统简单，投异程：管路系统简单，投异程：管路系统简单，投异程：管路系统简单，投资小，但流量分配、调节资小，但流量分配、调节资小，但流量分配、调节资小，但流量
14、分配、调节性差性差性差性差垂直埋管的分类（按埋管方式）垂直埋管的分类（按埋管方式）（1 1 1 1）U U U U型管：应用最多型管：应用最多型管：应用最多型管：应用最多 （2 2 2 2）套管型：内、外管中流体热交换时存在热损失）套管型：内、外管中流体热交换时存在热损失）套管型：内、外管中流体热交换时存在热损失）套管型：内、外管中流体热交换时存在热损失 推荐：推荐：垂直垂直U型管并联同程型管并联同程 2 2、选、选择管材择管材 耐腐蚀耐腐蚀价格较低价格较低最常用的是聚乙烯（最常用的是聚乙烯（最常用的是聚乙烯（最常用的是聚乙烯（PEPEPEPE）和聚丁烯（）和聚丁烯（）和聚丁烯（）和聚丁烯（P
15、BPBPBPB）管材）管材）管材）管材 3 3、确定管径确定管径 管道要大到足够保持最小输送功率管道要大到足够保持最小输送功率管道要小到足够使管道内保持紊流以保证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流体与管道内壁之间的传热并联环路用小管径，集管用大管径并联环路用小管径，集管用大管径 常用管径：常用管径：常用管径：常用管径：20mm20mm20mm20mm、25mm25mm25mm25mm、32mm32mm32mm32mm、40mm40mm40mm40mm、50mm 50mm 50mm 50mm 管内流速控制在管内流速控制在管内流速控制在管内流速控制在1.22m/s1.2
16、2m/s1.22m/s1.22m/s以下以下以下以下 对更大管径的管道，管内流速控制在对更大管径的管道，管内流速控制在对更大管径的管道，管内流速控制在对更大管径的管道，管内流速控制在2.44m/s2.44m/s2.44m/s2.44m/s以以以以下或一般把各管段压力损失控制在下或一般把各管段压力损失控制在下或一般把各管段压力损失控制在下或一般把各管段压力损失控制在4mH4mH4mH4mHO/100mO/100mO/100mO/100m当当当当量长度以下量长度以下量长度以下量长度以下 确定管径：经验数据确定管径：经验数据4 4、确定埋管总管长确定埋管总管长 换热能力：单位垂直埋管深度或单位管长的
17、换换热能力：单位垂直埋管深度或单位管长的换热量热量总管长总管长=换热量换热量/换热能力换热能力垂直埋管：垂直埋管：垂直埋管：垂直埋管：70707070110W/m(110W/m(110W/m(110W/m(井深井深井深井深)，或，或，或，或3535353555W/m(55W/m(55W/m(55W/m(管长管长管长管长)水平埋管：水平埋管：水平埋管：水平埋管：2020202040W/m40W/m40W/m40W/m（管长）（管长）（管长）（管长）5 5、确定井数目及间距、确定井数目及间距 井的水平间距井的水平间距:4.5m:4.5m N=L/N=L/（2xH2xH）N竖井总数，个 L竖井埋管总
18、长，m H竖井深度，m （5050100100）6 6、计算管道阻力计算管道阻力:当量长度法当量长度法 选择压力损失最大的热泵机组所在环路作选择压力损失最大的热泵机组所在环路作选择压力损失最大的热泵机组所在环路作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。可采用当量为最不利环路进行阻力计算。可采用当量为最不利环路进行阻力计算。可采用当量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，长度法，将局部阻力件转换成当量长度，长度法，将局部阻力件转换成当量长度，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和管道实际长度相加得到各不同
19、管径管段和管道实际长度相加得到各不同管径管段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、不同管的总当量长度，再乘以不同流量、不同管的总当量长度，再乘以不同流量、不同管的总当量长度，再乘以不同流量、不同管径管段每径管段每径管段每径管段每100m100m100m100m管道的压降，将所有管段压管道的压降，将所有管段压管道的压降，将所有管段压管道的压降，将所有管段压降相加，得出总阻力。降相加，得出总阻力。降相加，得出总阻力。降相加，得出总阻力。7 7、水泵选型、水泵选型水泵扬程水泵扬程=（管道阻力（管道阻力+设备阻力）设备阻力）X X安全系数安全系数8 8、校核管材承压能力、校
20、核管材承压能力 管路最大压力，管路最大压力，管路最大压力，管路最大压力，Pa Pa Pa Pa o o o o建筑物所在的当地大气压，建筑物所在的当地大气压，建筑物所在的当地大气压，建筑物所在的当地大气压，Pa Pa Pa Pa 地下埋管中流体密度，地下埋管中流体密度，地下埋管中流体密度，地下埋管中流体密度，kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 g g g g 当地重力加速度，当地重力加速度，当地重力加速度，当地重力加速度，m/s2 m/s2 m/s2 m/s2 hhhh地下埋管最低点与闭式循环系统最高点的地下埋管最低点与闭式循环系统最高点的地下埋管最低点与闭式循环系统最高点的地下埋
21、管最低点与闭式循环系统最高点的高度差，高度差，高度差，高度差，m m m m P P P Ph h h h水泵扬程，水泵扬程，水泵扬程，水泵扬程，PaPaPaPa总结：设计步骤总结：设计步骤总结：设计步骤总结：设计步骤1.1.地下热交换器形式地下热交换器形式地下热交换器形式地下热交换器形式2.2.管材：管材：管材：管材：(PE(PE(PE(PE或或或或PBPBPBPB）3.3.管径：（控制流速）管径：（控制流速）管径：（控制流速）管径：（控制流速）4.4.总管长（换热量总管长（换热量总管长（换热量总管长（换热量/换热能力）换热能力）换热能力）换热能力）5.5.竖井数目（总管长、井深）竖井数目（
22、总管长、井深）竖井数目（总管长、井深）竖井数目（总管长、井深）6.6.间距确定（间距确定（间距确定（间距确定（4.5m4.5m4.5m4.5m）7.7.管道阻力计算管道阻力计算管道阻力计算管道阻力计算(当量长度法）当量长度法）当量长度法）当量长度法）8.8.水泵选型（扬程、流量）水泵选型（扬程、流量）水泵选型（扬程、流量）水泵选型（扬程、流量）9.9.管材校核管材校核管材校核管材校核THANK YOU!5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可
23、你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。
24、14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的
25、心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的
26、，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同
27、行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。10、没人能让我输，除非我不想赢！11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。13、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。14、当你决定坚持一件事情，全世界都会为你让路。15、只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。