地源热泵的计算

第三章地源热泵系统的设计及计算一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。

设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。

空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。

现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。

所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。

目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。

从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。

对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。

空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。

所以，设备选型较大。

空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。

避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。

因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。

一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准1、通用设计规范1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003年版））；2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88）3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87）4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95）5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范：1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87）2)．《住宅设计规范》（GB50096-99）3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89）4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89）5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004）7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005）8)．其它专用设计规范3．专用设计标准图集：1)．《暖通空调标准图集》2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册）3)、其它有关标准二、空调冷、热负荷计算空调负荷是指为保持室内空气设计条件，单位时间内室内空气输入或排出的热量，前者称为热负荷，后者称为冷负荷。

地源热泵室外地埋管系统冷热不均衡问题解决方案一、冬夏季地下换热量计算：夏季向土壤中排放的热量Q1·= 597KW×（1+1÷5.15) -597KW×（1-1÷3.98)=713-378=335KW冬季从土壤中吸收的热量Q2·= 505KW×（1-1÷3.98)×2=756KW二、埋管孔数计算：冬季地埋管打孔数，口N2=756÷(40×0.045)=420口三、占地面积估算地埋管间距按四米计算，S=420×42=6720m2四、全年冷热不平衡校核计算整个制冷期向土壤排放的总热量：φ1=335KW×18×0.8小时×120×0.9天=整个制热期从土壤吸收的总热量：φ2=756KW×18×0.8小时×120×0.9天=冷热不平衡率U=φ1/φ2=0.443冷热不平衡率取值在0.8—1.15之间，则无需对地埋管系统进行地下温度场的冷热不平衡处理。

冷热不平衡率U＜0.8或＞1.15，则需对地埋管系统进行地下温度场的冷热不平衡处理。

说明：（以机组夏季运行120天、夏季运行120天、每天运行18个小时），空调全负荷使用系数见计算公式，我们按中原地区的气候条件,夏季制冷期为120天(6月1日—9月30日),冬季采暖期为120天(11月15日—3月15日),开动系数(制冷或采暖期内系统的开动天数比率)估算为0.90,主机使用系数为0.8[每天18小时运行,其计算依据是1/(0.17/A+0.39/B+0.33/C+0.11/D),其中A、B、C、D分别是在100%、75%、50%、25%负荷下运转的耗能量。

五、地埋管系统地下温度场的冷热不平衡处理1、冬季采用一台风冷热泵机组供应泳池热水；U=φ1/φ2=0.8862、夏季采用一台风冷热泵机组供应泳池热水；U=φ1/φ2=0.9433、冬季采用一台风冷热泵机组供应游泳馆空调；U=φ1/φ2=0.8864、安装锅炉对地埋系统补充热量:；按需调节5、屋顶布置太阳能，利用太阳能来实现地埋管系统地下温度场的冷热不平衡处理。

地源热泵的计算范文地源热泵是一种利用地下温度进行能量转换的系统，可以用来供暖和供冷。

地源热泵采用地下的恒定温度作为热源和冷源，通过热泵循环过程将地下的低温能量转换为家庭所需要的高温能量。

地源热泵的计算主要包括地热梯度的计算和热泵循环过程的计算。

地热梯度的计算是地源热泵系统的基础，它是指地下温度随着深度的变化率。

地热梯度可以通过测量地下温度和深度的关系来得到。

一般来说，地热梯度随着深度的增加而增加，所以地源热泵的设计要考虑地下温度的变化规律。

热泵循环过程的计算是地源热泵系统设计的核心部分，它包括热源侧和热泵侧的能量传递。

热源侧是指从地下吸收低温能量的过程，热泵侧是指将低温能量转换为高温能量的过程。

热源侧主要有地下热交换器和水泵组成，热泵侧主要有压缩机、膨胀阀和换热器组成。

在计算热源侧的能量传递时，首先需要计算地下温度的年平均值。

地下温度的年平均值可以通过地下温度观测数据的统计分析来得到。

然后，将年平均地下温度和水泵的工作参数代入地下热交换器的热传导方程中，可以计算出地下热交换器的传热量。

在计算热泵侧的能量传递时，首先需要计算热泵的制冷量或制热量。

热泵的制冷量或制热量可以通过热泵的性能参数和使用条件来估算。

然后，将制冷量或制热量代入热泵的循环过程方程中，可以计算出热泵的制冷功率或制热功率。

最后，根据热泵的制冷功率或制热功率和供暖或供冷的需求量，可以计算出热泵的工作时间和循环次数。

地源热泵的计算还需要考虑其他因素，例如水泵的功率和能效比、热泵的压缩机效率和换热器的传热效率等。

这些因素可以通过实际运行数据和设备性能参数来确定。

此外，还需要考虑地源热泵系统的综合能效和环境影响，在设计过程中要尽可能考虑节能和环保的原则。

总之，地源热泵的计算是一个复杂的过程，需要考虑地下温度的变化规律和热泵循环过程的能量传递。

在进行计算之前，需要收集地下温度观测数据和热泵的性能参数，然后根据实际情况和需求进行计算和优化，以得到最佳的地源热泵系统设计方案。

地源热泵的计算目录摘要1地然热泵介绍 (1)1.1热源 (8)1.2组成部分 (8)1. 3主要特点 (8)1. 4形式 (11)1.5可再生性 (13)1.6高效节能 (13)1.7优点 (16)1.8工作原理 (19)热泵原理 (21)热泵分类 (22)1.9系统类型 (24)1.10应用方式 (26)1.11制冷原理 (27)1.12制热原理 (28)1.13存在问题 (28)2土壤源热泵系统设计的主要步骤 (13)2.1建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算 (14)2.2地下管道设计 (14)2.21 选择管材 (15)2.22确定管径 (16)2.23 确定竖井管 (16)2.24 确定竖井数目及间距 (17)2.25 计算管道压力损失 (17)2.26 水泵选型 (17)2.27校核管材承压力 (18)3 其它 (18)4 设计举例 (19)4.1 设计参数 (20)4.1.1 室外设计参数 (21)4.1.2 室内设计参数 (21)4.2 计算空调负荷及选择主要设备 (21)4.3 计算地下负荷 (22)4.4 确定管材及埋管管径 (22)4.5 确定竖井埋管管长 (22)4.6 确定竖井数目及间距 (22)4.7 计算地埋管压力损失 (22)4.8 校核管材承压能力 (22)5参考文献 (23)摘要随着我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，而供热系统和空调系统是建筑能耗的主要组成部分，因此，设法减小这两部分能耗意义非常显著。

地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统[1]。

冬季通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，向建筑物供热；夏季向大地释放热量，给建筑物供冷。

相应地，地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统3种形式。

土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热交换器。

地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下；闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。

地源热泵许可水量计算公式地源热泵是一种利用地下水或地下土壤中储存的热能来进行空调、供暖和热水的一种环保节能的技术。

在地源热泵系统中，地下水起着非常重要的作用，因为它是地源热泵系统中的热源或热汇。

然而，地下水资源是有限的，因此在使用地源热泵系统时，需要对地下水的使用量进行合理的控制和计算。

地源热泵许可水量计算公式就是用来计算地下水的使用量的一种方法。

地源热泵许可水量计算公式一般可以表示为：Q = A × T × C。

其中，Q表示地源热泵系统的许可水量，单位为m³/d；A表示地源热泵系统的总设计能力，单位为kW；T表示地源热泵系统的运行时间，单位为h/d；C表示地源热泵系统的单位能耗，单位为m³/kWh。

在实际应用中，地源热泵许可水量计算公式可以根据具体情况进行调整和修正。

一般来说，地源热泵系统的设计能力和运行时间是可以确定的，而单位能耗则需要根据地源热泵系统的具体参数和运行情况进行测算和调整。

在使用地源热泵系统时，需要根据地下水资源的情况来合理地安排地源热泵系统的运行，以确保地下水资源的合理利用和保护。

因此，地源热泵许可水量计算公式是非常重要的，它可以帮助我们合理地安排地源热泵系统的运行，以减少对地下水资源的影响。

在实际工程中，地源热泵许可水量计算公式可以根据地下水资源的情况进行调整和修正。

一般来说，地下水资源丰富的地区可以适当放宽地源热泵系统的许可水量，而地下水资源稀缺的地区则需要严格控制地源热泵系统的许可水量。

此外，还需要考虑地下水的补给和补偿措施，以确保地下水资源的可持续利用。

除了地下水资源的情况外，地源热泵许可水量计算公式还需要考虑地源热泵系统的运行情况和性能。

地源热泵系统的单位能耗是一个非常重要的参数，它可以反映地源热泵系统的能效和节能水平。

因此，在使用地源热泵许可水量计算公式时，需要对地源热泵系统的单位能耗进行合理的测算和评估，以确保地源热泵系统的运行符合节能环保的要求。

对武汉地质构造特点，对地下一定深度的温度场进行研究，并对地埋管的换热设计计算中的若干问题进行了研究，在简化计算换热模型的基础上，在Excel 上用VBA 编写宏功能，得到实用的地埋管换热的工程设计计算方法，是一种工程易用的计算软件。

同时将这种计算方法应用到了一个实际工程中。

0 前言地埋管地源热泵空调系统由土壤换热器、热泵主机和空调末端三部分组成，其中系统的关键是土壤换热器的设计与施工。

在现有的工程实践中，垂直地埋管方式居多。

这是因为垂直地埋管要比水平地埋管经济一些。

土壤换热器的设计计算要根据实测岩土体及回填料热物性参数，采用专用软件进行计算，或者按《地源热泵系统工程技术规范》附录B的方法进行计算。

由于上述两种方法在工程应用中都有诸多不便，在实际工程设计中并不实用。

一般工程设计都常用指标法。

为了保证计算结果安全可靠，在此，对现有的方法作了一些改进，在EXCEL上用VBA 编写宏功能，得到一种工程上易用的计算软件，并应用于工程实践。

通过一个实际工程来验证计算的正确性。

1 地质条件及温度场1.1 地勘柱状图及温度分布图1 为武汉市汉口的一个工程的地质条件及岩土体的情况，图2 为武汉市汉阳的一个工程的地质条件及岩土体的情况。

图3 为工程一地下温度场分布曲线图，图4 为工程二地下温1.2 测试结果分析由现场测试的结果可知：两工程地区跨度大，地质结构也有所不同，但地下平均温度却变化不大。

工程一所在地的地下平均温度为18.4 度，工程二所在地的地下平均温度为19.4 度。

由此可知，地区跨度较大，但地下的平均温度基本稳定在18度到19 度之间。

2 换热计算及其若干问题2.1 换热计算中几个问题的简化处理（1）沿垂直方向，不同地质结构，分别计算换热。

（2）进出口温差，沿垂直方向，根据地质结构不同分段，确定热交换温度。

（3）冬夏季进出口初始设计温度，按最不利情况考虑。

（4）埋管管井距，按3m<H<6m 考虑。