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地源热泵、水源热泵机组节能效益分析

地源和水源热泵中央空调系统主要由地下换热装置、热泵机组和末端系统三个部分组成。其中热泵机
组和末端系统已经相当成熟，地下换热装置通过换热的方式从地下吸取能量，由于地下的情况千
变万化，极其复杂，它是世界上最大的不均质体，因此，地下换热装置如何能够因地制宜、长期
稳定的从地下获取热泵所需的能量，同时又尽可能的不影响环境，是安装水源、地源热泵系统的
技术关键。

现场踏勘:

决定采用地源热泵系统后的现场踏勘，除了进行场地调查以外，关键是钻勘探孔采集土壤热
参数。土壤热参数主要包括土壤的导热系数、土壤温度及其随深度和季节变化的规律等，目前由
于国内缺少这方面的研究、相关技术还不成熟，因此限制了地源热泵的应用和开发。

系统设计:

地源热泵换热器中的循环介质与大地之间的换热情况相当复杂，因此该系统的设计难点主要
是换热器的设计。埋管形式、埋管或竖井的间距、埋深、管径、循环介质的流量等是系统设计和
施工中应该重点考虑的因素。

关键点:
水平埋管分单层和多层，其中单层水平埋管
最佳深度为0.8～1.0m，换热效果随气候变化较大
，而多层管中的下层管处于较低的温度场，换热
效果比单层要好，但可能造价较高。一般使用较
多的是双层管，最佳深度为1.2～1.9m。无论哪种
类型，管子一定要埋设在当地的冰冻深度以下。

关键点:
U型管热交换器的管径一般在50mm以下，埋深
可达200m以上，主要用于埋管面积较小的地区。
U型管的水平间距有资料指出一般为4.5m，目前也
有6m的实例，实际上其间距应与埋管深度、回路
形式、管径以及系统使用状况有关。

关键点:
套管式换热器外管直径可达200mm，由于增大
了换热面积可减少孔数和埋深，但内外腔之间会
带来热损失。

关键点:
单管型在国外称为“热井”，它可降低安装
费和运行费，但由于不下外管，受水文地质条件
限制太大。

系统安装:

垂直埋管的施工主要包括钻孔、换热器安装、试压和回填，其中任何一个步骤都极为关键，
因此，应该由有资质和经验的施工队伍来完成。

步骤如下：
1、钻孔（1）机台应有专门的地质员进行地质编录，包括岩性描述、井深、地下水位，泥浆
消耗等。（2）成井后，进行地球物理测井，对地温进行测量；
2、换热器安装钻孔完成后应立即下管，并采取防止上浮的固定措施；
3、试压在回填之前必须进行试压，确保无泄露；
4、回填回填物中不得有大粒径的颗粒，回填过程必须缓慢进行，以保证充实度，减小传热
热阻；

水平埋管的施工包括挖沟、下管、试压和回填，其中回填是关键。在回填过程中应在每根盘
管周围铺设50-100mm厚的砂层，以使管道与大地之间结合紧密，提高传热效果。