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地源热泵地下埋管优化分析 　　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TU831.3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）34-0080-02 　　Abstract Ground source heat pump is a new technology with the advantages of energy saving and environmental protection. Combining the practical condition of ，Zhoushan ，comprehensive analysis is made on buried pipe systems for ground source heat pump in this paper， including form， working medium and backfill material， etc， playing a significant role in the promotion of the development prospects of ground source heat pump in 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。 　　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。 　　1 地下埋管的合理化设计 　　地下管网的占地面积较大，布置的形式也不一样，还要受到当地的地质状况的影响，所以不同的布置形式和不同的结构都会较大程度的影响到地源热泵的效率。 　　为了适应不同的需求，现在在市场上流行的地源热泵的形式也不拘束于一种。根据换热器的布置形式的不同大致可以分为水平埋管与竖直埋管[3]两大类，竖直埋管就是在竖直钻孔中设置地下埋管换热器，U型埋管是其中使用最广泛的一种。但是无论采用什么形式的布置，传统的埋管都是光管。根据我们所学的知识我们了解到在同等情况下肋管的传热效率要比光管的传热效率高。 　　1.1 舟山市具有较为丰富的地热能 　　由于地温是计算地源热泵地下埋管换热动态过程的原始条件，也是地源热泵系统设计设计计算的依据，因此在验证之前我们要对原始的地温进行确定，可用包括零级谐量[4]与第一级谐量之和来近似描写，即地温T（z，t）随地层深度z 和时间t 的变化，可用下式计算： 　　式中，z为从地表面算起的地层深度，单位是：m； 　　t为从地表面温度年波幅出现算起的时间，h； 　　T（t，z）为在t 时刻，深度z 处的地温，℃； 　　T。为地表面年平均温度，℃； 　　As为地表面温度年周期性波动波幅，℃； 　　a为土壤导温系数，m2/h； 　　w为温度年周期性波动频率，1/h，。 　　式（1）中，地层深度z处的地温年周期性波动波幅，记为As，随着地层深度z的增加，As以自然指数规律衰减，衰减程度用衰减度表示： 　　在计算过程中选择舟山的土质为沙质粉土，天然含水率为。导温系数为，由式（2）计算在地层深度z=15 m 处，衰减度a =0.11 %，查得舟山的地表面年平均温度T。=16.2℃。地表面温