天津華僑城社區服務中心地源熱泵系統設計分析

韓榮山+賈珊珊

摘要：介紹了地源熱泵的工作原理、特點。對華僑城社區服務中心地源熱泵系統進行了分析。總結出地源熱泵系統一些設計要點。

關鍵詞：四通閥門；地埋管；雷諾數

中圖分類號：TU831.6文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）02-0078-02

1.地源熱泵的工作原理

地源熱泵是以大地為熱源對建筑進行空氣調節的節能新技術。夏季制冷時，大地作為排熱場所，把室內熱量以及壓縮機耗能通過埋地盤管排人大地中，再通過土壤的導熱和土壤中水分的遷移把熱量擴散出去。冬季供熱時，大地作為熱泵機組的低溫熱源，通過埋地盤管獲取土壤中熱量為室內供熱。兩個換熱器都既可作冷凝器又可作蒸發器，只是因季節不同而功能不同。它們之間功能的轉換由圖中的四通閥門（換向閥）控制。

2.工程應用實例

本工程為天津華僑城實業有限公司開發的C地塊善水苑社區綜合服務中心。建筑面積60001112。經計算本工程夏季冷負荷為600KW，冬季熱負荷為450KW。根據夏季冷負荷及冬季熱負荷，選用兩臺地源熱泵機組，單臺機組制冷量為350kw，制熱量為396kw。夏季冷凍水供、回水溫度為7/12℃，冬季熱水供、回水溫度為45/40℃。室內空調系統形式為風機盤管。土壤源熱泵地下埋管系統是由110個埋深為120m的雙u井型埋換熱器組成，采用垂直埋管，井間距為4米，鉆孔直徑300ram。埋管材料為高密度聚乙烯管，管徑De32x3.0，并聯連接，循環液為水。

3.地埋管長度計算

3.3.2對于橫管內的雷諾數，由于雷諾數與管徑和流速成正比，與某溫度下的運動粘滯系數成反比，所以在同等溫度下的運動粘滯系數不變的情況下，橫管管徑（>0.025mm），橫管平均流速在1.0-1.5m/s，都比豎管大，因此橫管內的流體也處于紊流狀態，能達到充分換熱。通過雷諾數的計算可知管徑選擇是合適的。

4.設計體會

4.1地埋管應采用化學穩定性好、耐腐蝕、導熱系數大流動阻力小的塑料管材及管件，宜采用聚乙烯管或聚丁烯管。管材和管件應為相同材料。

4.2當可利用表面積較小，淺層巖土體的溫度及熱物性受氣候、雨水、埋設深度較大時宜采用豎直地埋管換熱器。

4.3為保證與大地充分換熱，因此必須使管道內流體保持紊流狀態，以保證流體與管道內壁之間的傳熱。