地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和準(zhǔn)備工作：

1、現(xiàn)場(chǎng)勘察了解建筑物概況：建筑的結(jié)構(gòu)、維護(hù)和保溫、層數(shù)、層高、用途、客戶現(xiàn)在和未來(lái)可能的需求；建筑面積、空調(diào)面積、生活熱水使用概況、配電情況（功率、電壓、電流）、機(jī)房空間、機(jī)房位置。

2、了解基本地理情況：地理位置、周圍地貌、氣象參數(shù)、未來(lái)地域發(fā)展規(guī)劃、地下構(gòu)造等。

3、建筑冷、熱負(fù)荷計(jì)算。列出進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，對(duì)建筑進(jìn)行冷、熱負(fù)荷計(jì)算。在確定建筑負(fù)荷時(shí)，必須考慮到未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間的氣候變化情況。通過(guò)對(duì)建筑負(fù)荷的計(jì)算和評(píng)估，可以確定水源井換熱器的吸熱和放熱的絕對(duì)量值。

地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選型問(wèn)題：

地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩大部分：一是建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要有空氣處理方案確定及設(shè)備選擇，水源熱泵機(jī)組的選擇、室內(nèi)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；二是室外地能換熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即地埋管地源熱泵系統(tǒng)中的地埋管換熱器、地下水熱泵系統(tǒng)中的水井系統(tǒng)以及地表水熱泵系統(tǒng)中的地表水換熱器的設(shè)計(jì)，這部分是地源熱泵系統(tǒng)有別于其他系統(tǒng)之所在。

地埋管換熱器管路形式選擇

地埋管換熱器的埋管主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。換熱器管路埋置在水平管溝內(nèi)的地埋管換熱器為水平埋管。換熱管路埋置在垂直鉆孔內(nèi)的地埋管換熱器為垂直埋管。

地埋管換熱器環(huán)路形式選擇

地埋管換熱器中流體流動(dòng)的環(huán)路形式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。在串聯(lián)系統(tǒng)中，幾個(gè)井（水平管為管溝）只有一個(gè)流動(dòng)通路；并聯(lián)方式是一個(gè)井（管溝）有一個(gè)流動(dòng)通路，數(shù)個(gè)井有數(shù)個(gè)流動(dòng)通路。

地埋管換熱器埋管選擇

由于地埋管的使用場(chǎng)所特殊、施工較復(fù)雜，所選管材必須符合特定的性能才能保證施工順利進(jìn)行、系統(tǒng)才能正常運(yùn)行，對(duì)管材特殊性要求如下：

對(duì)管材質(zhì)量的要求；選擇地埋管規(guī)格；選擇地埋管管徑；確定地埋管管子長(zhǎng)度。

地?zé)峁懿倪x擇及流體介質(zhì)問(wèn)題：

一般來(lái)講，一旦將地下埋管系統(tǒng)換熱器埋入地下后，基本不可能進(jìn)行維修或更換，因此地下的管材應(yīng)首先要保證其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐性。

1、聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）在國(guó)外地源熱泵系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

2、PVC（聚氯乙烯）管的導(dǎo)熱性差和可塑性不好，不易彎曲，接頭處耐壓能力差，容易導(dǎo)致泄漏，因此在地源熱泵系統(tǒng)中不推薦用PVC 管。

3、為了強(qiáng)化地下埋管的換熱，國(guó)外有的提出采用薄壁（0.5mm）的不銹鋼鋼管，但目前實(shí)際應(yīng)用不多。

4、管件公稱壓力不得小于1.0Mpa，工作溫度應(yīng)在-20℃～50℃范圍內(nèi)。

5、地埋管壁厚宜按外徑與壁厚之比為11倍選擇。 

6、地埋管應(yīng)能按設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度成捆供應(yīng)，中間不得有機(jī)械接口及金屬接頭。

1、熱熔聯(lián)接（承接聯(lián)接和對(duì)接聯(lián)接，對(duì)于小管徑常采用）

2、電熔聯(lián)結(jié)。

流體介質(zhì)及回填料：

南方地區(qū)：由于地溫高，冬季地下埋管進(jìn)水溫度在0℃以上，因此多采用水作為工作流體；

北方地區(qū)：冬季地溫低，地下埋管進(jìn)水溫度一般均低于0℃，因此一般均需使用防凍液。

（①鹽類溶液——氯化鈣和氯化鈉水溶液；②乙二醇水溶液；③酒精水溶液等）。

地埋管水溫：

1、熱泵機(jī)組夏季向末端系統(tǒng)供冷水，設(shè)計(jì)供回水溫度為7—12℃，與普通冷水機(jī)組相同。地埋管中循環(huán)水進(jìn)入U(xiǎn)管的最高溫度應(yīng) <37℃，與冷卻塔進(jìn)水溫度相同。

2、熱泵機(jī)組冬季向末端系統(tǒng)供水溫度與常規(guī)空調(diào)不同，在滿足供熱條件下，應(yīng)盡量減低供熱水溫度，這樣可改善熱泵機(jī)組運(yùn)行工況、減小壓縮比、提高cop值，并降低能耗。地埋管中循環(huán)水冬季進(jìn)水溫度，以水不凍結(jié)并留安全余地為好，可取3—4℃。當(dāng)然為了使地埋管換熱器獲得更多熱量，可加大循環(huán)水與大地間溫差傳熱，然而大地的溫度是不變的，因此只有將循環(huán)水溫降至0℃以下，為此循環(huán)水必須使用防凍液，如乙二醇溶液或食鹽水。但這樣會(huì)提高工程造價(jià)、增加對(duì)設(shè)備的腐蝕。在嚴(yán)寒地區(qū)不得不這樣做，而在華北地區(qū)的工程中用水就可滿足要求，不一定要加防凍液。

地溫是恒定值，可通過(guò)測(cè)井實(shí)測(cè)。有關(guān)資料介紹某地地下約100米的地溫是當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁丶?℃左右。天津市年平均氣溫是12.2℃，實(shí)測(cè)天津市地下約100米的地溫約為16℃，基本符合以上規(guī)律。

回填材料

可以選用澆鑄混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料選擇要兼顧工程造價(jià)、傳熱性能、施工方便等因素。從實(shí)際測(cè)試比較澆鑄混凝土換熱性能最好，但造價(jià)高、施工難度大，但可結(jié)合建筑物樁基一起施工。回填沙石或碎石換熱效果比較好，而且施工容易、造價(jià)低，可廣泛采用。

地下埋管系統(tǒng)環(huán)路方式：

1、串聯(lián)方式

優(yōu)點(diǎn)：

①一個(gè)回路具有單一流通通路，管內(nèi)積存的空氣容易排出；

②串聯(lián)方式一般需采用較大直徑的管子，因此對(duì)于單位長(zhǎng)度埋管換熱量來(lái)講，串聯(lián)方式換熱性能略高

缺點(diǎn)：

①串聯(lián)方式需采用較大管徑的管子，因而成本較高；

②由于系統(tǒng)管徑大，在冬季氣溫低地區(qū)，系統(tǒng)內(nèi)需充注的防凍液（如乙醇水溶液）多；

③安裝勞動(dòng)成本增大；

④管路系統(tǒng)不能太長(zhǎng)，否則系統(tǒng)阻力損失太大。

2、并聯(lián)方式

優(yōu)點(diǎn)：

①由于可用較小管徑的管子，因此成本較串聯(lián)方式低；

②所需防凍液少；

③安裝勞動(dòng)成本低。

缺點(diǎn): 

①設(shè)計(jì)安裝中必須特別注意確保管內(nèi)流體流速較高，以充分排出空氣；

②各并聯(lián)管道的長(zhǎng)度盡量一致（偏差應(yīng)≤10%），以保證每個(gè)并聯(lián)回路有相同的流量；

③確保每個(gè)并聯(lián)回路的進(jìn)口與出口有相同的壓力，使用較大管徑的管子做集箱，可達(dá)到此目的。

從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐來(lái)看，中、深埋管采用并聯(lián)方式者居多；淺埋管采用串聯(lián)方式的多。

注意事項(xiàng)：

1、垂直地埋管換熱器埋管深度應(yīng)大于30m，宜為60m～150m；鉆孔間距宜為3m～6m。水平管埋深應(yīng)不小于1.2m。 

2、地埋管換熱器水平干管坡度宜為0.3%，不應(yīng)小于0.2%。 

3、地埋管環(huán)路之間應(yīng)并聯(lián)且同程布置，兩端應(yīng)分別與供、回水管路集管相連接。每個(gè)環(huán)路集管連接的環(huán)路數(shù)宜相同。 

4、地埋管換熱器宜靠近機(jī)房或以機(jī)房為中心設(shè)置。鋪設(shè)供、回水集管的管溝宜分開(kāi)布置；供、回水集管的間距不應(yīng)小于0.6m。