土壤换热器环路长度及地下管段阻力计算分析

摘要：以某五星级宾馆土壤源热泵热水系统为例，主要介绍了土壤源换热器的设计方法和步骤，重点论述了土壤换热器的环路长度、竖井布置，管段阻力的设计过程，并举例加以说明。

O 引言

合理设计土壤换热器，是土壤源热泵系统设计的关键技术，但由于地埋管土壤换热器的换热过程相当复杂，受土壤稳定状态的特性(包括取热特性、放热特性、不同深度的单位管长土壤换热量以及土壤导热系数等)、地埋管内的流速、地埋管的进口水温以及地埋管材质等因素的影响，理论数据和实际数据均有很大的误差，这正是土壤源热泵系统设计时的一个难点。因为不同的地区有不同的地层特性，设计者要针对不同的地方有不同的设计尺寸，本文结合广西南宁某五星级酒店地源热泵供热水系统的设计及实践，试对土壤换热器环路长度及地下管段阻力进行计算与分析。

1 土壤热交换器器构造的确定

土壤换热器的布置形式有垂直埋管和水平埋管方式等形式。在现场的勘测结果的基础上，第一步工作是确定热交换器是采用垂直布置方式还是水平布置方式。水平埋管换热器虽然占地面积较大，传热性能低于垂直换热器，但造价低，成本较为经济。由于该五星级酒店位于南宁市中心，占地面积有限，也考虑到酒店的楼层不高，系统静压不会超过160系列或者SDR土壤换热器盘管的最大额定承压能力，故该项目采用垂直埋管形式的换热器。

2 热水管网计算和设计垂直式热交换器构造确定

垂直式热交换器的构造有多种，如图l所示，几种构造中最普遍的是图(b)，每个竖井中布置单根u型管换热器，各u型管做并联同程连接。图(a)构造方式是每个竖井中布置两根u形管换热器，图(c)是由两个竖井组成一个环路的套管式布置方式闭。在预布置时，各竖井的间距定位15ft，也就是4.572m，是为保证在大多数情况下各竖井的相互热干扰和长时间后热积累可以忽略不计，也可以保证以后确定的竖井的各种条件满足设计要求rI1。虽然双u型管 竖井构造的热交换器比单u型管/竖井构造的热交换器每冷吨需要更多管道，但经济性评估可能会表明，因减少钻竖井而节省的费用完全可以补偿管道数量加倍导致费用的增加，目前应用最为广泛的是单u型管，在我国南方地区也取得很好的使用效果综合考虑各种因素后，本设计采用单u型管/竖井。

完整内容 [本地下载]