雖然采用地下水、地表水的熱泵系統的換熱性能好,能耗低,性能系數高于土壤源熱泵,但由于地下水、地表水并非到處可得,且水質也不一定能滿足要求,所以其使用范圍受到一定限制。國外(如美國、歐洲)主要研究和應用的地源熱泵系統以及我國理論研究和實驗研究的重點均是土壤源熱泵系統。目前缺乏系統設計數據以及較具體的設計指導,本文進行了初步探討,以供參考。
地源熱泵地埋管換熱器管溝數的計算方法為:將系統總流量(等于所有熱泵機組水流量之和)除以每個環路的目標流量(0.16-0.19L/s)后,再根據已確定的環路構造,可確定水平埋管的管溝數或垂直埋管的豎井數。水平埋管的管溝數或垂直埋管的豎井數可根據下式確定:
N=L/nH (5-16)
式中:
N——管溝數或豎井數(個)。
L——埋管總長(米)。
H——豎井深度活管溝長度(米)。
n——每一管溝或豎井中得管子數(根)。
應對管溝數或豎井數計算結果進行圓整。若計算結果偏大,可以增加豎井深度或溝長。不同地源熱泵管徑的埋管豎井深度及最小鉆孔徑推薦值。注意最終確定的埋管換熱器布置應同時滿足系統流量和現場規劃條件的要求。
不同管徑的埋管豎井深度及最小鉆孔孔徑
管徑(內)/mm 20 25 32 40
豎井深度/m 30-60 45-90 75-150 90-180
最小鉆孔孔徑/m 75 90 100 120