地埋管初步设计（洛阳宏图宾馆）kyouli1概况本工程夏季总冷负荷为613.0kW，冬季总热负荷为382.4kW。选择贝莱特GSHP地源热泵机组系列GSHP310Ⅱ型2台，其性能参数如下：制冷工况（夏季）：制冷量310kW，电功率N=59kW，EER=5.1；冷凝器进/出水温度：30℃/35℃;蒸发器进/出水温度：12℃/7℃;制热工况（冬季）：制热量394kW，电功率N=88kW，COP=4.2；冷凝器进水温度：40℃蒸发器进水温度：15℃蒸发器阻力45kPa,冷凝器阻力45kPa。夏季总冷负荷QL=613.0kW冬季总热负荷QR=382.4kW循环水量：GL=0.86QL/△t=0.86*613.0/(12-7)=105.4m3/h根据《实用供热空调设计手册（第二版）》式30.4.1和式30.4.2则：（1）地埋管系统最大释热量：QL，max=QL×（1+1/EER）=613.0*（1+1/5.1）=773.2kW（2）地埋管系统最大吸热量：QR，max=QR×（1-1/COP）=382.4*(1-1/4.2)=291.4kW2地埋管换热器的设计2.2确定地埋管换热器的形式根据洛阳地质及环境条件，确定采用竖埋管形式，设计单孔深度为100米,孔管径Ф160mm,双“U”型PE100埋管，管径Ф32mm.图1双“U”型管联结方式制冷量310kW，电功率N=59kW，EER=5.1制热量394kW，电功率N=88kW，COP=4.2根据《实用供热空调设计手册（第二版）》式30.4.15和式30.4.16，则：空调侧水量：地热侧水量：2.2地下热交换器设计2.2.1确定埋管管长地下热交换器长度的确定除了和系统布置形式及管材有关外，还需要有当地的土壤技术资料，如地下温度、传热系数等。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70W/m～110W/m（井深），或35W/m～55W/m（管长），水平埋管为20W/m～40W/m（管长）左右，双U埋管换热量一般为单U埋管的1.25～1.3倍[陈捷.北京市某研发楼地源热泵空调系统设计]。计算埋管长度，取换热能力值为45W/m，通过公式：L=QL，max×1000/（q×1.25）=773.2×1000/（45×1.25）=13745.8m≈13750m其中：L——双U埋管长度，m；QL，max——夏季向土壤排放的热量，kW;q——单位管长的换热量,W/m.2.2.2确定竖井数目及间距国外竖井深度多数采用50m～100m[，本工程竖井深度定为100m，通过公式计算可得：N=L/（2×H）=13750/（2×100）=68.85≈70个其中：N——竖井个数，个；L——双U埋管长度，m；H——竖井深度，m。根据《地源热泵系统工程技术规范》4.3.8条，竖井钻孔间距应满足换需求，间距宜为3m～6m，根据本工程地形地貌以及管路水利平衡，确定钻孔间距为5m，布置3对供回水集管，每对集管对应24个φ160mm的孔，共计72个孔。3地下侧水力计算地埋管换热器管内的介质，应保持为紊流流动状态（Re>2300）；通常，管内介质的流速v宜采用：单U型管v≥0.6m/s；双U型管v≥0.4m/s。水平环路集管的坡度，不应小于2‰。[《实用供热空调设计手册（第二版）》]管径选取及水力计算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4mH2O/100m当量长度以下。(1)确定地热管接管方式为同程式并联管，地下换热器管内流速为：V=126.9/[72*2*3600*(3.14*0.013^2)]=0.46m/s满足紊流状态。本工程从总地源侧分、集水器中分出3对DN100的供回水管，在经下一级的分、集管再分出6对DN50的供回水管，连接埋入竖井的DN32双U管。每个U管内流量g=Gd/(2*N)=126.9/(2*72)=0.88m3/h查《实用供热空调设计手册（第二版）》聚乙烯塑料管的单位长度摩擦压力损失表（表30.4-9），并采用局部阻力当量长度法计算局部阻力，计算室外地埋管最不利环路如下：序号流量(m^3/h)管径(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)局阻当量长度（m）△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)10.88322000.46145290001.7+2.1=3.855129551注：180°标准弯头当量长度（φ32）为1.7m，旁流三通当量长度（φ32）为2.1m。室内管水力计算采用流速法计算...
