地源热泵设计

长沙某住宅区建筑工程
地源热泵中央空调系统设计方案
项目概述
本项目为长沙某建筑改造项目，建筑为地上三层，建筑面积约为4500平方米。

空调要求夏季制冷1000h，冬季供暖1000h。

室外气象参数
夏季空调室外计算干球温度：35.8℃
夏季空调室外计算湿球温度：27.7℃
冬季空调室外计算干球温度：-3℃
冬季空调室外计算相对湿度：81%
夏季通风室外计算干球温度：33℃
冬季通风室外计算干球温度：5℃
大气压力：夏季，999.4hpa.冬季，1019.9hpa.
地源热泵系统设计
1.负荷计算
夏季峰值冷负荷228*3=684
冬季峰值热负荷684*0.9=615.6
2.地源热泵系统配置
（1）地源热泵机组选型
WRBR 400D(两台)
（2）机组参数
3.数据计算
（1）COP
机组100%负荷
制冷:COP1=制冷量/制冷输出功率=364/74=4.9
制热:COP2=制热量/制热输出功率=382/96=4.0
Cop估算
夏季制冷（25%—3.3；50%—4；75%—4.7；100%—4）冬季制热（25%—4.1；50%—5；75%—5.7；100%—4.9）
Cop估算图
（2）IPLV
夏季IPLV=2.3%*4+41.5%*4.7+46.1%*4+10.1%*3.3=4.2
冬季IPLV=2.3%*4.9+41.5%*5.7+46.1%*5+10.1%*4.1=5.2
（3）
夏季排热量（夏季机组工作以1000小时计算）
Q1=364*(1+1/4)*2.3%*1000+364*75%*(1+1/4.7)*41.5%*1000+364*50%*(1+1/4)*46.1 %*1000+364*25%*(1+1/4)*10.1%*1000=264232 kw
冬季取热量（冬季机组工作以1000小时计算）
Q2=382*(1+1/4.9)*2.3%*1000+382*75%*(1+1/5.7)*41.5%*1000+382*50%*(1+1/4.9)*
46.1%*1000+382*25%*(1+1/5)*10.1%*1000=267931kw
全年放热量为264719 kWh ，累计取热量为267931 kWh ，基本上是平衡的。

（4）地埋管长度计算
地源热泵系统夏季向大地放热量以及冬季向大地取热量分别按下式计算：
)11(11'1COP Q Q +
⨯= )1
1(2
2'2COP Q Q -
⨯= 式中，
'1Q ——夏季向土壤排放的热量； 1Q ——夏季冷负荷；
'2
Q ——冬季从土壤吸收的热量；
2Q ——冬季热负荷；
1COP ——设计工况下地源热泵机组EER ； 2COP ——设计工况下地源热泵机组COP
根据以上计算结果，采用单U 型埋管，管径De32，间距4m ，夏季单位井深换热量取60W/m ，冬季单位井深换热量取45W/m ，井深100m ，据此计算地埋管数量见下表：
根据以上计算和模拟可知：为了确保地埋管系统的安全可靠性，我们取5%的安全系数，把地埋管井数量放至150口。

本项目地埋管系统应钻孔150口，深度100米，孔径135mm，采用单U型埋管，管径De32，间距4米，占地面积约为2496平方米。