地源热泵分析及造价讲诉

地源热泵工程造价分析众所周知，地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。

抽取地下水的水源热泵，由于技术限制，全部回灌不易做到，监督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。

在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利用浅层地热的最佳技术途径。在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确提出要推广使用埋管式地源热泵。

水源热泵系统的存在的困感:

1、回灌困难，许多水源热泵工程难以回灌，只能将大量地下水排向市政排水管道。一般来说

回灌井与抽水井回灌比超过3，都不适合水源热泵工程。

2、容易污染地下水资源

蒸发器压缩机冷凝器

机组内工质一旦泄漏，将对地下水造

成难以挽救化学污染；其次，不能严

格做到同层回

灌，造成不同地下层地下水的混合，使得优质地下水层的水质受到污染。

3、取水井长时间取水后，易出现水量不足。主要原因是取水井被细沙堵塞，运行期间每

隔一段时间就需要洗井，而且洗井费用较高，长期来看，系统运行费用较高。另外一个

原因就是地下水位的下降，很多地区的地下水位每年都在下降。

4、抽水井、回水井之间互相影响。

很多项目根本不具备采用水源热泵，项目硬上，水井之间距离过近，造成抽水温度接近于回水温度，热源温度越来越差，机组能效比降低。

5、水源热泵工程中，潜水泵扬程都较大，一般都在80米以上，甚至更高，系统耗电量大。而且潜水泵一旦损坏，维修困难。

地源热泵系统一般情况下的造价

造价在80〜100元/m之间，混合地质类型约为85元/m。（各地地质情况、环境不同，仅供参考）。

以10000R1办公楼为例估算地埋管系统造价（仅供参考）

土质类型单井

造价

所需地下提热

量

所需井数

地埋管井

总价

水平管及附件安装合价平米造价

单位元个个元元元元元/平米

沙土

39385251877364062350351055601077001108

黄土51385251879608062350351055601301401130

风化岩1153852518721576062350351055602498201250

说明：热负荷指标按7ow/m,冷负荷指标按ioow/m;地源井冬季单位井深提热量按35 W/m 夏季地源井单位井深散热量按70W/ m计算。

土壤源热泵系统与基础设计

土壤源系统是一种利用地下浅层土壤资源的热能，既可供热又可制冷的高效节能系统。土壤源热

泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”岀来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量排岀来，释放到地下去。

土壤源热泵系统设计

系统冬季从地下提热量=末端空调热负荷-冬季机组输入功率

系统夏季向地下排热量=末端空调冷负荷+夏季机组输入功率

按冬季从地下提热量计算地源井米数为：地源井米数=系统冬季从地下提热量/单位井深

提热量

按夏季向地下排热量计算地源井米数为：地源井米数=系统夏季向地下排热量/单位井深排热量打井数目=地源井米数/地源孔深

某项目不同管材单位井深换热量比较

运行工况

25单U

单位井深换热量W/m

25双U32单U32双U

246524958

343484553

制热工况439444149

536403844

632353440

影响单位井深换热量的首要因素是土壤温度，其次为土壤导热系数等，东北地区土壤温度约为12C，夏季制冷时地埋管散热量大，比其他地区有优势，制热时地埋管提热量相对华北及南方地区略小些。

通过分析对比以上几个热物性测试，初步估算东北地区采用双U型管埋管形式时, 冬季提热量按35W/m夏季散热量可取70W/m

具体准确数值需通过项目所在地的土壤热物性测试得到。

地埋管公称压力的确定

1、垂直埋管承受的最大压力=地埋管系统定压+水泵扬程的一半+地源井深度选用管材时，PE管的公称压

力不能低于这个压力值。

2、水平主管路承受的最大压力=地埋管系统定压+水泵扬程；

一般来说，水平主管路公称压力不低于 1.0MPa即可。

例：某项目地源井总计200 口，分成10组，每组20 口井，每组供回水主管路分别设置检查井。

地埋管管路连接实例1

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地源井总计200 口，分成10组，每组20 口井，每组分别通过主管汇集到分集水器

地埋管管路连接实例2

地源热泵系统设计要点

地埋管各竖井流量平衡（管路同程连接可以做到），单U型管流速0.6m/s，双U型管流速0.4m/s 。

冬季系统运行时，地下管路尽量不加防冻液。

夏季运行期间，地埋管换热器岀口温度宜低于33C;

冬季运行期间，地埋管换热器进口温度宜高于4Co

地源热泵系统总释热量宜与其总吸热量相平衡。

竖直地埋管换热器埋管深度宜大于20m,钻孔孔径不宜小于0.11m,钻孔间距应满足换热

需要，间距宜为3〜6m水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m,且距地面不宜小于1.5m。

每对供、回水环路集管连接的地埋管环路数宜相等。供、回水环路集管的间距不应小于

0.6m。

地埋管系统施工要点

1.如果水平地埋管管沟杂物较多，铺设前，沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细砂。

2.竖直地埋管换热器U形管安装完毕后，应立即灌浆回填封孔。回填材料导热系数不能低于钻孔周围土壤的导热系数。

3.当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，应设护壁套管。下管过程中，U形管内宜充满水，并宜采取措施使U形管两支管处于分开状态。

4.地埋管施工过程的水压检验；

5.检验压力大小的确定

当工作压力小于等于 1.0MPa时，应为工作压力的 1.5倍，且不应小于0.6MPa；当工作压力大于

1.0MPa时，应为工作压力加0.5MPa。

水压试验的步骤（4次水压试验）

1）竖直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%且无泄漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压I h。

2）竖直环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少

30min，稳压后压力降不应大于3%且无泄漏现象。

3）环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少2h，且无泄漏现象。

4）地埋管安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不应大于3%

地埋管系统主要设备材料