[发明专利]双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法

权利要求书

1.一种双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其特征在于，包括：

根据本地地质勘探数据和双U型地埋换热管的换热性能数据，确定双U型地埋换热管的深度；

确定用户侧所需的空调负荷；

根据用户侧所需的空调负荷，对热泵进行选型；

确定热泵蒸发器和热泵冷凝器的换热量；

计算所述双U型地埋换热管从土壤中吸收的热量或者向土壤中排放的热量；

对地埋管换热器的换热管进行选型；

计算所述双U型地埋换热管的总长度；

确定竖井孔数量、竖井孔孔径、竖井孔间距和竖井孔布局方式。

2.根据权利要求1所述的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其特征在于，所述根据本地地质勘探数据和双U型地埋换热管的换热性能数据，确定双U型地埋换热管的深度，具体包括：

获取本地地质勘探数据，所述本地地质勘探数据至少包括：地下恒温带(20±0.5℃)的深度数据H和深度为H的区域内岩石、砂砾层的水流速度；

获取双U型地埋换热管的换热性能数据，所述换热性能数据至少包括地埋换热管分别在冬季和夏季的单位长度换热量和地埋换热管的综合导热系数；

根据地埋换热管分别在冬季和夏季的单位长度换热量、综合导热系数和深度为H的区域内的水流速度，确定双U型地埋换热管的深度为100m-150m。

3.根据权利要求1所述的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其特征在于，所述确定用户侧所需的空调负荷，具体包括：

根据控制区域的有效供暖面积和每平方米空调设计冷量，确定用户侧所需的夏季冷负荷；

根据控制区域的有效供暖面积和每平方米空调设计热量，确定用户侧所需的冬季热负荷。

4.根据权利要求3所述的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其特征在于，所述根据用户侧所需的空调负荷，对热泵进行选型，具体包括：

根据用户侧所需的夏季冷负荷和冬季热负荷，选择型号为SGHP700LII的两台热泵。

5.根据权利要求1所述的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其特征在于，所述确定热泵蒸发器和热泵冷凝器的换热量，具体包括：

在冬季运行模式下，根据以下公式确定地源侧的热泵蒸发器的吸收热量，

地源侧吸收热量＝热泵制热量+压缩机制热功率；

在夏季运行模式下，根据以下公式确定地源侧的热泵冷凝器的散热量，

地源散热量＝热泵制冷量+压缩机制冷功率。

6.根据权利要求1所述的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其特征在于，所述计算所述双U型地埋换热管从土壤中吸收的热量或者向土壤中排放的热量，具体包括：

在夏季运行模式下，根据以下公式计算所述双U型地埋换热管向土壤中排放的热量：

其中，Q_C表示排放热量，Q_SC表示夏季空调制冷区域制冷负荷，单位为KW，EER表示热泵制冷系数，即热泵制冷量与有效输入功率之比，取6.5，Q_G表示管道散热量，单位为KW，Q_B表示水泵机械散热量，单位为KW，

在冬季运行模式下，根据以下公式计算所述双U型地埋换热管从土壤中吸收的热量：

其中，Q_R表示吸收热量，Q_WR表示冬季供暖区域制热负荷，单位为KW，COP表示热泵制热系数，即热泵制热量与输入功率之比，取5.6，Q_G表示管道吸热量，单位为KW，

公式(1)和公式(2)中的Q_G按以下公式预估：

Q_G＝1.16Q (3)

Q表示水泵额定流量，单位为t/h，Q_G按损失1℃预估；

通过以下公式计算公式(1)和公式(2)中的Q_B：

Q_B＝2％×P (4)

其中，P表示水泵电机功率。