加拿大Menergy地源热泵系统介绍

Back-Hoe Four-Pipe 四管Loops Back-Hoe Loops
Six -Pipe 六管
•需占用较大的场地
Two-Pipe
1 ft 1 ft
两管 Two-Pipe
Trenched 四管Loops Four-Pipe Trenched Loops
Four-Pipe
Ex tended Slink y
确定竖井数
N
L 2 H
竖井深度多数采用50～100m 其中：N——竖井总个数 L——竖井埋管总长，m H——竖井深度，m 2——竖井内单U埋管管长约等于竖井深度的2倍。
地源热泵---教您设计
竖井间距 对于垂直孔间距必须考虑其短 期和长期效应. 短期或每年冷热效应持续时间 4～6个月。长期效应必须考虑 地埋换热器的年净负荷(热扰动 平衡) 。 工程上通常我们把U型管竖井的水平间距一般控制在3.5～6.5米。 双U设计埋管间距适当加大至≥5m 对于规则的布管区域，采用菱形布管可节约埋管面积 17.5％（以4m间距为例，方 形占地4×4m2，菱形占地13.2m2）
地源热泵系统
地源热泵---系统原理
•地源热泵（开式、封闭式）
地埋管系统
地源热泵——系统原理（1）
地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑
物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中
央空调系统。 系统组成部件: 1.地源热泵机组； 2.室内风、水管；
3.水泵；
4.膨胀水箱等； 5.地下换热器部分 （HDPE管、膨润土等）
3、参照相关结论，根据单孔换热能力计算 埋管长度。
地源热泵---教您设计
地层导热测试的目的
1、土壤是参与地下换热的本体，地质结 构影响到钻孔深度和成本。 2、获取准确的土壤的取、放热导热特性 参数 . 3、现场进行土壤热特性测试才能够获得 完整和准确的土壤数据。
地层导热测试验证内容： •埋管管径（De25、De32） •孔距 （4～6m） •回填材料 (原浆、膨润土、细砂) •埋管形式（双U、单U）
地源热泵---教您设计
测试设备与软件
测试硬件、软件条件
地源热泵---教您设计 一、岩土层结构鉴定与地 层导热测试
二、确定地埋管埋管形式
三、地埋管管材与管内流 体介质选择 四、确定地埋管长度与打 孔数量
地源热泵 ---教您设计
埋管方式
根据项目特点 可选择： 直埋管 螺旋埋管 土壤下埋管 地表水下埋 管
注:以上内容仅作为技术交流,并不能作为实际项目设计标准。
3、流动阻力小 4、导热系数大，导热性能好 5、连接简易、牢固 6、价格便宜
管道的材料——聚乙烯和聚丁烯是地埋管换热器中可供选择的管道材料。这两种 材质的柔韧性好，且可以通过加热熔合形成比管子自身强度更好的连接接头，符合 埋管管材选择要求。
地源热泵---教您设计 一、岩土层结构鉴定与地 层导热测试
二、确定地埋管埋管形式
三、地埋管管材与管内流 体介质选择 四、确定地埋管长度与打 孔数量
地源热泵---教您设计
地下换热量计算
夏季地下换热量计算公式
1 Q1 Q1 1 COP 1
Q1——系统冷负荷，kW COP1——地源热泵机组的能效比EER
冬季地下换热量计算公式
地源热泵---教您设计
垂直埋管
并联式地埋管换热器 组成—— 水平同程式管： • 布臵管道时，使并 联式系统的各个环 路都有相同的进出 水压力； • 消除干管管路沿程 阻力损失的影响。
垂直埋管
地源热泵---教您设计
并联式地埋管换热器组成—— 分水器和集水器： 这是热泵与并联式地埋管换热器系统内各个环路间的供回水“通道”， 是输送热泵系统所有流体的“中转站”。 它们由直径较大的管子制成，以减少流体的沿程阻力损失。
垂直埋管
地源热泵---教您设计
串联式： 具有单一流体通道和同一型号的管子 流道走向清晰明确，滞留的空气很容 易别冲洗除尽 较并联系统管径大，因此对单位长度 的管道来说，串联系统的传热性能比 并联系统稍高 串联系统采用较大管径，保证换热所 需的流速较大，水量大。
‫ אּ‬对于添加加防冻液的场合，增加这部 分投资 ‫ אּ‬单位性能管道价格高 ‫ אּ‬增加安装的劳动成本 ‫ אּ‬流体压降大，限制了管道长度
•垂直埋管深度 100m左右， Series/Parallel One Pair 打孔孔径约150mm，管与孔
单U
双U
壁用膨胀填料充注。
•占用较少的场地
地源热泵---教您设计
垂直埋管
• 面积：根据规模大小，现场可共埋管面积是首要考虑因素 • 成本：岩土类型导致挖掘成本价格相差好几倍 • 复合系统：在制冷、采暖负荷无法由地埋管单独承担时，可考 虑其 它形式的冷、热源作辅助。
地埋管系统
在夏季，此运行程序则相
反，地源热泵系统将从室 内抽出的多余热量排入环 路而为大地所吸收，使房 屋得到供冷。
在夏天，则把热量排到土壤中
地源热泵——独特优势
优点
•无污染
•没有锅炉
•没有冷却塔
•可用于预热生活用水和地板采暖
•黄金选择—中央空调采暖系统
地源热泵——应用项目
•学校
•运动场所——游泳池、溜冰场、 各类体育馆等 •住宅、别墅 •俱乐部
垂直埋管
地源热泵---教您设计
并联式： 具小管径管道，成本低 防冻剂用量小 安装成本相对较低 排除空气较串联方式困难 布臵不当，各环路内水量不能保持平 衡
在设计和安装并联式时应注意：
1、应保证利用高速水流的冲洗的冲洗将 管道内的空气除尽。 2、采用同程式：管道连接时使每个环路 的长度相等（不超过10％），这样才 能达到各个环路间的流量平衡。 3、设臵集分水器：为了保障各个环路间 在进出口处的压力平衡，使用大管径 的集分水器。
Ex tended Slink y
蛇形管
横埋热交换器的构造： 管沟最小间距1.5m 埋管深度1.22m~1.83m
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垂直埋管
Avg Depth
Avg Depth
Avg Depth
串联单U
One Pair Two Pair
When Loops are shallow er than one ton per loop
Q2

1 Q2 1 COP2

Q2——系统热负荷，kW COP2——地源热泵机组的性能系数COP
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确定孔数
竖埋管管长的计算公式
Q1 1000 L A
其中 ห้องสมุดไป่ตู้——竖井埋管总长，m Q’—夏季向土壤排放的热量，kW A——夏季竖埋管每m管长散热量,W/m
地源热泵---教您设计
一、岩土层结构鉴定与地 层导热测试
二、确定地埋管埋管形式 三、地埋管管材与管内流 体介质选择
四、确定地埋管长度与打 孔数量
地源热泵---教您设计
岩土层结构鉴定的意义
1、了解地质情况，搜集岩土层的成分及相 关热物性参数，确定垂直式系统钻孔的深 度。
2、通过实地测试单孔换热量，根据测试结 果辅以软件分析换热能力。
地源热泵——系统原理（1）
地埋管系统 在冬季，地源热泵系统通过埋 在地下的封闭管道（称为环路） 从大地收集自然界的热量，而
后由环路中的循环水把热量带
到室内。再由装在室内的地源 热泵系统驱动的压缩机和热交 换器把大地的能量集中，并以 较高的温度释放到室内。 在冬天，我们从土壤中吸取热量
地源热泵——系统原理（1）
立埋管 盘 管 置 于 湖 中
横埋管
螺 旋 式
地源热泵---教您设计
2 ft 2 ft
水平埋管
2 ft 2 ft
2 ft 2 ft Six 2-Pipe ft Four-Pipe 2 ft
•将管水平放到地沟内；
2 ft
两管
Two-Pipe 2 ft
Two-Pipe
•较少的安装费用，
2 ft 2 ft
地源热泵---教您设计
垂直埋管
室外一级集分水检查井的设置
地源热泵---教您设计 一、岩土层结构鉴定与地 层导热测试
二、确定地埋管埋管形式
三、地埋管管材与管内流 体介质选择 四、确定地埋管长度与打 孔数量
地源热泵---教您设计
管材选择
六大原则 1、化学稳定好，耐腐蚀
管道的连接
2、有较好的耐压能力