U型埋管式地源热泵系统设计方法

随着我国经济建设的发展，在建筑行业内以及私家豪宅类用户对与建筑的节能要求也越来越高，而室内暖通供暖制冷系统是建筑能耗的主要组成部分。而U型地源热泵系统应运而生，它是一种高效节能环保的系统。

一：工作原理

地源热泵系统是通过地下18℃恒温水，夏季把室内热量吸到地下，东西把地下热量向室内放热。是可以同时满足地暖、空调、生活热水的三种需求的系统。

二：地源热泵系统的优势

地源热泵一机三用：既可用于制冷、制热，又可当热水器提供免费的热水。

地源热泵高效节能：其运行效率要比其他空调系统高30%-50%，即可节电30%-50%。

地源热泵满意的房间湿度：用水作为二次载体，有效的解决了房间的相对湿度。

地源热泵超宽温度启动：无论是超低温还是超高温，或者是化霜，地源热泵中央空调都能正常启动。

地源热泵超强的制热效果：地源热泵中央空调的制热效果比其他空调系统的制热效果要高出30%以上。

占地面积小：室外不影响地表种植绿化，机房空间小可设在地下室。

三：设计方法

地下U型埋管式地源热泵系统的核心是地下换热设计，主要包括管道材料选择，管径、管长、管间距以及竖井的数量，管道阻力计算与水泵选型等等。

设计步骤如下：

空调的冷负荷与地暖的热负荷按照常规两联共水系统负荷计算就可以，两者之间取最大的负荷，最为地源热泵主机选型最小标准。

根据实际系统大小选择热交换形式，分串联与并联两种。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的能力，因此串联式只适合做小系统；并联式系统管径较小，管道费用较低，当系统较大时可以布置同程式，比较方便做到水力平衡，其压降特性有利于提高系统能力。而一般地源热泵系统很少有小系统，因此实际地源热泵工程中一般采用并联同程式热交换形式。

管材选择，一般来讲，一旦将换热管材埋入地下后，基本不可能进行维修或者更换，这就要求保证埋入地下的管材具有稳定的化学特性。目前最常用的管道材料有聚乙烯（PE）聚丁烯（PB)管材，可以保证使用50年以上。

一般并联环路用小管径，集水管用大管径，一般地下换热埋管管径常用20MM、25MM，具体按照系统设计需求来选。

根据空调或者地暖两者中的最大负荷计算打井数量；工程中井深度80-120米，后面默认为100米井深。U型埋管地源热泵系统埋管分单U埋管与双U埋管两种：单U埋管单口井换热量保守为6500W左右，双U埋管单口井换热量保守为9000W左右。考虑到打井费用较高，一般采用双U埋管方式，另外一般会多备用至少一口井以防后期有井废弃。

计算管道压力与水泵选型，根据最不利循环计算管道压力损失并加上热泵机组、平衡阀等其他元件的压力损失，确定水泵扬程，这里需要考虑安全余量。根据系统总流量和水泵扬程，选择满足要求的水泵型号与台数。（详情可以拿案例来约出来一起讨论相互学习）

注意事项：1、打好井立马埋管灌浆，以免井内坍塌。2、地源热泵系统较为复杂，从方案设计到产品选型;从施工安装到售后服务，如果没有专业人员的参与，总体效果会大打折扣。因此，在浙江地区安装地源热泵系统，选择一家专业的地源热泵公司是关键。