地源热泵的分类基本概述

换热器管长计算及平面布置

　　地源热泵实验基地地下管群换热器换热量为 8000w ，根据前期夏季的实验结果 [1] ，地下岩土为砂岩，经测试及查阅有关文献，砂岩密度 2500kg/m3 ，导热系数λ =2.04W/(m.K) 导温系数 a=0.0033 m2/h ，蓄热系数 s=34.89W/(m.K) ，在埋深 10m 的情况下，单根套管换热器 ( 外管直径 90-100mm) 在夏季稳定情况下的平均传热系数 ( 其定义为换热器内水与大地初始温度每相差 1 ℃时，通过长度 1m 的钻孔，每秒钟传递的热量 )k=3.26W/(m.K) 左右，经测试计算，地下 1-10m 重庆地区夏季的大地原始温度为 21.0 ℃，换热器内进出水温度取 35-40 ℃，平均水温 tp=37.5 ℃。则单位长度钻孔的换热量 q=K ×Δ t=3.14 × (37.5-21.0)=51.8W/m 。与实测值 49w/m 非常接近。由于夏热冬冷地区热泵设计应以夏季降温为主，兼顾冬季供暖，而一般地下管群的传热量冬季大于夏季，因此夏季能满足要求，冬季一般也能达到要求，故本装置按夏季工况设计。

　　地下管群换热量根据如上实验结果，设计了 15 根埋深 10m 的套管，其换热量在 7742W 左右。另外，为了研究地下水平埋管换热器的换热规律还建设了两层 3 × 4m ，埋深 2 和 1m 的水平蛇形管换热器，其埋管长度为 50m 。

　　任何形式的换热器都对换热器之间的距离有一定的要求，这个距离主要是避免热短路。而具体确定这个距离要考虑多方面的影响因素，最重要的是确定换热器的运行时间对于竖埋管换热而言，换热模型是以埋管为中心的圆柱面辐射状向外传热，且这种传热是以时间为坐标的不稳定传热。

　　前期实验我们已经对影响单根竖管的换热距离作了一定的研究，一般影响单管换热距离为 1.5 和 3m 。短时间和间歇运行的换热管间距在 1.5m 较适合，长时间连续运行的间距在 3m 较适合。为了研究不同间距对管群换热的影响该实验基地的埋管间距为 1.5m ，利用阀门的切换来研究不同间距对换热的影响。埋管对称布置，

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