地源热泵地下埋管的优化分析

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1、地源热泵地下埋管的优化分析　　摘要地源热泵是一种新型的技术，具有节能环保等优点。本文结合舟山地区的实际情况，对地源热泵的地下埋管进行综合分析，内容包括地下埋管的形式、工质和回填材料等，希望能通过本文的分析对舟山市地源热泵的发展起到一定的推动作用。　　关键词地源热泵；地下埋管；回填材料　　中图分类号文献标识码A文章编号1674-670834-0080-02　　AbstractGroundsourceheatpumpisanewtechnologywiththeadvantagesofenergysavingandenvironmental

2、protection.Combiningthepracticalconditionof，Zhoushan，comprehensiveanalysisismadeonburiedpipesystemsforgroundsourceheatpumpinthispaper，includingform，workingmediumandbackfillmaterial，etc，playingasignificantroleinthepromotionofthedevelopmentprospectsofgroundsourceheatpumpin

3、Zhoushan.　　　当今世界，常规能源日见短缺，环境污染日趋严重，为了避免对常规能源资源的过度索取和保护人类赖以生存的自然环境，大力开发利用可再生能源、节约能源已成为科技发展的潮流。地热属于洁净的可再生能源工业自动化网，它一般具有稳定的能流参数、可全天候开采、使用方便、安全可靠、利用范围广、成本低廉等特点。　　地源热泵技术是伴随着全球能源危机和环境问题的出现而逐渐兴起来的，它以大地为热源，可以充分发挥地下土壤蓄能系统的作用，来维持室内的热环境。地源热泵是一种既可以节约能源又可以保护环境的绿色空调技术，符合现在低能耗、低碳[1]社会的

4、发展要求。由于在制冷和制热时，土壤源的温度特性要比空气源的温度特性更为优越，地源热泵要比空气源热泵节能性更好，所以地源热泵正在逐渐的被应用到当前的建筑中。　　地源热泵还是高科技通向节能环保的桥梁，在改变能源结构、有效利用自然能源、环境保护等方面都有重要的意义，将会普遍受到人们的喜爱。地源热泵系统主要包括两大部分，一是地下埋管的布置。二是地源热泵的核心制冷制热系统[2]。由于地源热泵的核心制冷制热系统现在已经发展的比较成熟，改造起来过程比较复杂，所以由此提高地源热泵效率的效果并不明显，相比之下，地下管网的布置则就有很大的可以改进的空间。　

5、　所以本文将通过从地源热泵地下埋管的合理化设计，以及不同工作液的性质，和回填材料对地源热泵效率的影响等方面进行深入分析，得出最佳的选择，来达到优化节能的目的。　　地下埋管中工作液和周围土壤传热要经过地埋管内对流换热过程、地埋管管壁的导热过程、地埋管外壁面与回填物之间的传热过程、回填物内部的导热过程、回填物与孔壁的传热过程、和土壤的导热过程。　　回填材料是介于换热器的埋管与钻井壁之间，是土壤与埋管之间交换热量的桥梁，用来增强埋管和周围土壤的换热，同时防止地面水通过钻井向地下渗透[5]，以保护地下水不受地表污染物的污染，并防止各个蓄水层之间

6、的交差污染。具有良好物理特性的回填材料，具有良好的保护管壁的作用，强化埋管和地层之间的导热过程，提高地下土壤换热器的传热能力，进而减小地下土壤换热器的设计尺寸和降低投资成本，更有利于地源热泵的推广与应用。　　在描述回填材料的参数中，热导率最为关键，也是决定系统效率[6]高低的主要因素。而热导率主要与温度、密度、孔隙比、饱和度、含水率等有关，当回填材料的组成确定之后，饱和度和孔隙比也就确定了，温度对导热率的影响并不大，所以起决定性作用的因素应该是回填材料的密度和含水率。　　在安装过程中我们应该考虑到施工地方的地下土壤的含水率对回填材料的影

7、响，如果土壤含水量较高，回填材料的含水率也会相应的有所提高，传热性能也会增强。密度大的回填材料传热效率也会较大，但密度较大会降低回填材料的含水率，所以要综合两方面的考虑，结合当地的水纹和地质状况，设计出合理密度的回填材料，使传热效率最优化。　　地源热泵地下埋管中的工作液对传热效率的影响非常大，如果工作液能在较低的温度下工作，工作液和管壁的温差将增大，对应的传热过程中的那一个环节，换热效率也能得到大幅度提高。　　目前，大部分地源热泵空调机组使用的制冷剂[7]为R222，由于在使用地源热泵时会释放R222，这将严重威胁大气臭氧层，使得地球环

8、境失去了臭氧层的保护，地面紫外辐射严重。全球变暖，海洋的热含量增加，冰雪的覆盖量减少，冰河已经消退，北半球的暴雨增加，等等这些异常的现象都表明地球已经变成了一颗脆弱的行星。　　其次是地源热泵使用寿命一般为1