地埋管地源热泵系统

属于风冷热泵，系统最高能效比约3.0左右，冬季随着室外 气温降低而有所降低，系统由于结霜等出力也逐渐减 少；
可以和地板采暖系统、生活热水做成一个系统，实 现初投资和运行费用的最有利化
不可以和地板采暖系统、生活热水做成一个系统
系统配电
由于系统EER比较高，故建筑配电小，约比风冷热泵 少30％
VRV仍然属于风冷热泵，优势在于部分负荷运行，就整体 配电而言，不具备任何优势，约比地源热泵大30％
同方技术
SMGHP型满液式机组 600/800/1000/1200/1600/2000
制热/制冷量 577/535，811/722，966/887，1155/1071，1621/1445， 1932/1774
同方技术
螺杆式SGHP-A型机组300/500/600/900/1000/1200/1800
环保与舒适性
室内采用水系统，舒适性最好；氟利昂不进房间， 不存在氟利昂泄漏引起的窒息等问题；室外机 采用水冷，没有冷热风扰民等问题；
室内采用氟系统，舒适性一般；氟利昂进房间，存在氟利昂 泄漏引起的窒息等问题；室外机采用风冷，存在冷热 风扰民等问题；
安装位置
主机体积小，不用考虑排气顺畅等问题，主机安装 有利于环境美观设计，但需考虑埋管的空间
系统设计
合理选择系统方案的几个问题：
1 地埋管地源热泵存在吸热散热的不平衡问
题，为保证系统长期顺利高效运行，需要在方 案上考虑热平衡措施：对于南方地区，可以考 虑增加生活热水或预留冷却塔接口等方案；对 于北方地区，可以考虑结合太阳能或预留热水 炉接口等。
系统设计
2 全热回收制取生活热水
设备回收：优点是成本低，缺点是设备效率 低，运行费用高。 系统回收：缺点是成本高，优点是设备效率高， 运行费用低。
联体、独体别墅，小面积办公楼等
各类建筑
系统介绍
初投资 运行费用 系统拓展性
ຫໍສະໝຸດ Baidu
地源热泵系统与VRV系统+燃气炉的比较
地源热泵
VRV+燃气炉
整个系统造价约350~400元/m2
整个系统造价约在400~450元/m2
夏季系统能效比约在4.5~5，冬季系统能效比约在 3.5~4左右,且系统运行稳定，不随室温变化而 变化，比VRV节能30%；
系统设计
建筑面积与地埋管面积之比
土层
单U型埋管 3:1
双U型埋管 4:1
岩土层
4:1
5:1
岩石层
5:1
6:1
系统设计
冷热负荷不同散热和吸热不平衡： • 加冷却塔； • 生活热水热回收； • 加辅助加热系统 • 太阳能系统 • 增加埋管量和加大埋管间距；
系统设计
某别墅，上海佘山，建筑面积约 540m2，占地面积约2000m2，要求确定 采用地源热泵方案是否可行
立式冷热风型HGSLR
05/08/10/17/22/27/33/48/65/90/120/150
同方技术
清华同方地源热泵的应用模式
地源热泵+风盘系统 （空调） 地源热泵+风盘系统+地板采暖系统 （空调） 地源热泵+热水箱（热水池） （热水） 地源热泵+风盘系统+热水箱 （空调+热水） 地源热泵+工艺用水（工业冷却或保温 ）
安装位置要求
不用考虑室外位置问题，主机安装有利于环境美 观设计，但需考虑埋管的空间
需要考虑冷却塔安装和排烟气管道，需要专门的室外位置， 不利于环境美观设计
售楼热点 适合楼盘
地源热泵系统节能、环保，引领家庭空调的潮流， 为多数楼盘采用，房产商一般通过增加投资，选用国外品牌
是售楼的最大买点；
使得空调不输于其他楼盘；
后0.6MPa
下管： 灌水、保压下管；下管时，U型管
的支管要按固定间距隔离
系统施工
回填： 回填料：沙、土、膨润土按比例混合；
原浆；新型树脂材料
水平开挖： 1.5m以下；穿过路面时加保护套管
系统施工
PE管件
单U管弯头
异径斜三通
异径斜五通
双U管弯头
管套
单U管型分离架
制热/制冷量 290/261，478/411，573/501，926/796，957/824， 1147/1002，1851/1591
同方技术
冷热水型机组HSSWR06/08/10/13/16/23/30/45(D/S)
同方技术
卧式冷热风型HGSWR
03/04/05/06/08/10/13/15/20/22/25/33/40/48
系统介绍
初投资 运行费用 系统拓展性 系统配电
地源热泵系统与水冷机+锅炉的比较
地源热泵
水冷机+燃气炉
整个系统造价约350~400元/m2
整个系统造价约在250~300元/m2
夏季系统能效比约在4.5~5，冬季系统能效比约在 3.5~4左右
可以和地板采暖系统、生活热水做成一个系统， 实现初投资和运行费用的最有利化
系统设计
确定地埋管回水温度后，根据地质资料， 估算土壤传热系数，选取管材，利用相关软件， 计算地埋管数量，模拟土壤温度
上海某别墅：取夏季地源侧回水温度29℃，取 土壤传热系数2.1w/(m2·k)，土壤初始温度取18 ℃，利用GLD如件计算埋管量，并模拟土壤温 度变化情况
系统设计
地埋管布管形式 1 总管型
单U型埋管: 井孔直径110mm--120mm de32PE管，SDR11 PE100(1.6MPa) SDR11 PE80(1.2MPa)
双U型埋管： 井孔直径120mm--150mm de25PE管，SDR11 PE100(1.6MPa) SDR11 PE80(1.2MPa)
系统施工
试压： 建议下管前1.6MPa(1.2MPa)，下管
在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温 度后，供给室内采暖，夏季把室内的热量取出来， 释放到地下去。
系统介绍
地源热泵系统的组成
控制系统
地热能 交换系统
水源热 泵机组
室内系统
输水管网(室内外)
系统介绍
地源热泵系统的分类
根据地热能交换形式的不同，分为 地埋管地源热泵系统 地下水地源热泵系统 地表水地源热泵系统
同方技术
推广应用，规范管理
• GB/T19409-2003《水源热泵机组》 • GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》
同方技术
清华同方水源热泵机组 单台冷量范围：6kw~3000kw； 机组类型包含水-水机组和水-风机组；
同方技术
活塞式GHP 300/500/600/1000型机组 （7℃/54 ℃ ） 制热量/制冷量 334/292，501/438， 667/583，1002/875
最大散热量=最大冷负荷*（1+1/系统能效比） 最大吸热量=最大热负荷*（1-1/系统能效比） 累积散热量=∑冷负荷*运行时间* （1+1/系统能效比） 累积吸热量=∑热负荷*运行时间* （1-1/系统能效比）
系统设计
垂直埋管每米孔深换热量（w/m） 土层 岩土层 岩石层
单U型埋管 30-40 40-50 50-60 双U型埋管 36-48 48-60 60-72 (以上数据基于节能运行)
地表水体
换热器
用户
回水口
水处理
热泵
系统介绍
地埋管地源热泵系统
水平地埋管地源热泵系统 地埋管地源热泵系统
垂直地埋管地源热泵系统
系统介绍
竖直地埋管地源热泵系统
热泵
用
循
机组
户
环
泵
环路
垂
集管
直 地
埋
管
系统介绍
水平地埋管地源热泵系统
系统介绍
地源热泵的效率分析
η=H*η理
H:热力完善度,和热泵的机械效率、工质等因素 有关,大小和制造厂家的设计制造水平有关
主机体积大，需要考虑室外机排气畅通等问题，需要专门的 室外机位置，不利于环境美观设计
售楼热点 适合楼盘
地源热泵系统节能、环保，引领家庭空调的潮流， 是售楼的最大买点；
联体、独体别墅，小面积办公楼等
为多数楼盘采用，房产商一般通过增加投资，选用国外品牌 使得空调不输于其他楼盘；
各类建筑
同方技术
二 清华同方地源热泵系统技术
由于系统EER比较高，故建筑配电小
夏季系统最高能效比约4.0-4.5左右，冬季每标准m3天然气的 发热量相当于2.6kw的地源热泵工作1h；
可以和地板采暖系统、生活热水做成一个系统
和地源热泵配电相当,但需要额外增加天然气
环保与舒适性
室内采用水系统，舒适性好；室外机采用水冷， 没有冷热风扰民等问题；
室内采用水系统，舒适性好；主机采用水冷，存在冷却塔飘 水和噪音扰民,还需要另设排烟气管道等问题
活塞式HGHP 220/330/440/660型高温 机组（7℃/70℃ ） 制热/制冷量 218/180，327/270， 436/360，654/540
同方技术
螺杆式SGHP 300/500/600/1000 型机组（7℃/54 ℃ ）
制热/制冷量 305/271，493/426，610/542，987/852
同方技术
清华同方水源热泵机组的优势
系统集成技术，设计优化，合理配置。 自动控制技术，运行可靠，节省费用。 水处理技术，为用户利用各类水源提供帮助 （地表水、地下水、地热水、工业废水、污水、 海水等）。 售后服务体系健全，网络覆盖全国，在线运行 管理监控，解除用户后顾之忧。
系统设计
三 地埋管地源热泵系统设计
优点：可以采用同程管路系统，便于平衡水 流量
缺点：不便于日后的检修
系统设计
2 分集水器型
优点：便于日后的检修 缺点：不可以采用同程管路系统，不便于平衡水流量
系统设计
3 混合型
优点：便于日后的检修,便于水流平衡 缺点：成本高
系统设计
地源侧循环水泵的流量确定遵循两个原则： 1 保证地埋管换热器的进出水（或盐溶液） 温差小于5℃； 2 保证每路垂直埋管的水流处于紊流状态；
系统设计
地埋管回水温度是地埋管换热器系统设计的 关键，它决定了地源热泵机组的实际运行效率， 也影响着地源热泵系统的投资，同时也决定了地 源热泵系统和其他系统相比的节能性。
Q=f（R，L，ΔT）
ΔT=T-2.5-T土 由于全国各地的气候不同，T的取值也不同 （在上海，空调24小时运行时，夏季T高于30℃ 后，和空气源热泵相比，地源热泵系统的节能性 便不再明显），此外空调运行时间的不同，T的 取值也可以不同
系统设计
方案设计阶段需要了解的内容
一 阅读勘察报告，了解地质情况:岩土层结构、岩土 体的热物性、岩土体初始温度、冻土层厚度、地下 水的情况等
二 了解和估算建筑物的最大冷负荷、最大热负荷、生 活热水需求量、运行时间等
三 根据以往的经验数据对能否采用地埋管地源热泵进 行可行性分析
系统设计
系统散(吸)热量计算：
制热时：η理=T2/（T2-T1）, T1大小和水源侧换热 系统设计有关
制冷时： η理=T1/（T2-T1）, T2大小和水源侧换热 系统设计有关
系统介绍
如果只考虑热泵机组，地下水水源 热泵机组效率最高，地表水和地埋管的 效率要看热泵机组水源侧进水温度。
如果综合考虑热泵系统，水源热泵 由于水源侧水泵功率的因素，哪个系统 效率最高，要具体分析
地源热泵 中央空调系统介绍
清华同方人工环境有限公司
目录
地源热泵系统介绍 清华同方地源热泵系统技术 地埋管地源热泵系统设计 地埋管地源热泵系统施工
系统介绍
一 地源热泵系统介绍
系统介绍
什么是地源热泵系统
– 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由 水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内 系统组成的供热空调系统。
系统介绍
地下水地源热泵系统
换热器 水箱
变
热泵机组
频
控
制
16℃
9℃
热泵机组
供
回
水
灌
井
井
热水用户 空调用户
系统介绍
地表水地源热泵热泵系统
– 闭式地表水源热泵系统 – 开式地表水源热泵系统
系统介绍
闭式地表水地源热泵系统
循环泵 环路集管
机组
板换
机组
盘管
用户 用户
系统介绍
开式地表水地源热泵系统
取水口
热泵
系统设计
现有资料可知： 孔深：50m 土壤：粘土为主，含水量较大≥30% 最大冷负荷：62kw 最大热负荷：50kw 生活热水需求量：3880L
系统设计
讨论方案是否可行：
1 埋管面积是否足够 2 冷热不平衡是否严重 3 初投资是否接受
系统设计
深化设计需要解决的问题
一 确定合适的地埋管回水温度，计算埋管量 二 合理确定地埋布管形式，水平环路联结形式 三 合理选择地源侧循环泵等 四 合理选择系统方案
系统设计
系统施工
四 地埋管地源热泵的施工注意事项
系统施工
垂直地埋管间距 建议4--6m 最小不得小于3m
垂直地埋管深度 建议70m,此时性价比最高 最深不建议超过100m
系统施工
施工流程：
定位--钻孔--制管--试压--下管--试 压--回填--水平开挖--水平管连接--试 压--水平回填
系统施工