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地源热泵地埋管计算方法
地埋部分设计
（一）管材选择及流体介质
一、管材
一般来讲， 一旦将地下埋管系统换热器埋入地下后， 基本不可能进行维修或更换， 因此
地下的管材应首先要保证其具有良好的化学稳定性、耐腐性。
1、聚乙烯（ PE）和聚丁烯（ PB）在国外地源热泵系统中得到了广泛应用。
2、PVC（聚氯乙烯）管的导热性差和可塑性不好，不易弯曲，接头处耐压能力差，容易
导致泄漏，因此在地源热泵系统中不推荐用 PVC 管。
3、为了强化地下埋管的换热，国外有的提出采用薄壁（ ）的不锈钢钢管，但目前
实际应用不多。
4、管件公称压力不得小于 ，工作温度应在 -20 ℃ ～ 50℃范围内。
5、地埋管壁厚宜按外径与壁厚之比为 11 倍选择。
6、地埋管应能按设计要求长度成捆供应，中间不得有机械接口及金属接头。
二、连接
1、热熔联接（承接联接和对接联接，对于小管径常采用）
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2、电熔联结
三、流体介质及回填料
流体介质
南方地区：由于地温高，冬季地下埋管进水温度在 0℃以上，因此多采用水作为工作流
体；
北方地区： 冬季地温低， 地下埋管进水温度一般均低于 0℃ ，因此一般均需使用防冻液。
（ ① 盐类溶液 -- 氯化钙和氯化钠水溶液； ② 乙二醇水溶液； ③ 酒精水溶液等）。
埋管水温：
1、热泵机组夏季向末端系统供冷水， 设计供回水温度为 7-12 ℃ ，与普通冷水机组相同。
地埋管中循环水进入 U 管的最高温度应 <37 ℃ ，与冷却塔进水温度相同。
2、热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减
低供热水温度， 这样可改善热泵机组运行工况、 减小压缩比、 提高 cop 值，并降低能耗。 地
埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取 3-4 ℃ 。当然为了使地埋
管换热器获得更多热量， 可加大循环水与大地间温差传热， 然而大地的温度是不变的， 因此
只有将循环水温降至 0℃ 以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。但这
样会提高工程造价、 增加对设备的腐蚀。 在严寒地区不得不这样做， 而在华北地区的工程中
用水就可满足要求，不一定要加防冻液。
地温是恒定值， 可通过测井实测。 有关资料介绍某地地下约 100 米的地温是当地年平均
气温加 4℃左右。天津市年平均气温是 ℃ ，实测天津市地下约 100 米的地温约为 16℃ ，
基本符合以上规律。
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回填材料
可以选用浇铸混凝土、 回填沙石散料或回填土壤等。 材料选择要兼顾工程造价、 传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好，但造价高、施工难度大，
但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好，而且施工容易、造价低，可广泛采用。
（二）埋管系统环路
一、埋管方式
1、水平埋管
水平埋管主要有单沟单管、 单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、 单沟二层六管等
形式， 由于多层埋管的下层管处于一个较稳定的温度场， 换热效率好于单层， 而且占地面积
较少，因此应用多层管的较多。（单层管最佳深度 ～ ，双层管 ～）
近年来曲线状管，另一种是螺旋状管。
它们的优点是使地沟长度缩短，而可埋设的管子长度增加。
、垂直埋管
根据埋管形式的不同，一般有单 U 形管，双 U 形管，套管式管，小直径螺旋盘管和大
直径螺旋盘管，立式柱状管、蜘蛛状管等形式；按