[发明专利]双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法

说明书

本发明公开了一种双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其包括：根据本地地质勘探数据和换热性能数据，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；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；计算双U型地埋换热管的总长度；确定竖井孔数量、孔径、间距和布局方式。本发明的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，地埋换热管采用大U型结构布局，每个竖井孔内的地埋换热管采用双U型布置，以充分利用竖井孔空间，增大换热管长度，减小换热器占地面积；结构设计方法可适应于不同地区地埋管换热器的设计要求。

技术领域

本发明涉及工业和民用暖通空调技术领域，尤其涉及一种双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法。

背景技术

建筑空调制冷采用的制冷机冷凝器，其散热通常采用水冷机组室外冷却塔进行直接蒸发冷却降温或者采用风冷冷却，但该技术需要在高大建筑上安装冷却塔或风冷系统，其冷却效果受室外温湿度气候变化影响较大，而且在高温高湿季节，其冷却效果一般。

建筑空调供暖采用蒸汽供暖，蒸汽来源于锅炉，锅炉消耗燃料，会相应产生排放物，对大气环境造成影响。另外，采用电热、热泵供暖，其电热转化效率偏低，电能消耗巨大，不利于节能。

地源热泵技术就是利用地热资源，把深埋于地表深处的热源或冷源通过热泵技术，转化为空调末端用户，能提供冷热两用热源，满足人体在建筑内的生活舒适感。地源恒温层土壤、岩石、水的温度受外界气候变化极小，其地源水具有一定的流动性，可以稳定地为空调提供不竭能源。

地埋管换热器就是一台以地源水、岩石、土壤为换热介质，以泵压循环水为载能工质的新型换热器，由于地埋地埋换热管深埋于地下，需要竖井孔布局，一次投资较大，因此要保证地埋管换热器的换热效率，首先要做地质勘探，竖井孔深度要满足该深度水流温度的恒定和流速要求，同时要满足地埋管的长度要求和换热器结构占地面积小的要求。

因此，亟需一种双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，以解决上述现有技术中的问题，每个竖井孔内的地埋换热管采用双U型布置，以充分利用竖井孔内的空间，增大地埋换热管的长度，并减小换热器的占地面积，同时，结构设计方法可适应于不同地区地埋管换热器的设计要求。

本发明提供了一种双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其中，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。

如上所述的双U型冷热两用地埋管换热器的结构设计方法，其中，优选的是，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；