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技术专业民用型打井队剖析地源热泵打井测算
水源热泵计划方案
项目可行性
工程项目共有三期；在其中，二期写字楼总建筑面积为3200㎡，中央空调占地约为3000㎡；二期工业厂房一层总建筑面积为11218㎡，中央空调占地约为8918㎡，隔层总建筑面积6880㎡，中央空调占地约为4780㎡；三期厂房建筑面积6648㎡，中央空调占地约为1600㎡。二期和三期建筑面积为27946㎡，总中央空调占地约为18298㎡。依据甲方的要求，现需是二期和三期的工业厂房及公司办公室配备空调机组。
设计要点
1、 《民用建筑节能设计标准》
2、 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
3、 《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2005)
4、 《地源热泵系统工程技术规范》 (GB50366-2005)
5、 《埋地聚乙烯（PE）管材》 （CJJ101-2004）
6、 《实用供暖空调设计手册》
7、 《空气调节设计手册》
8、 《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）
9、 《地源热泵工程技术指南》，孙伟译
10、 国际性热湿环境ISO7730《室内热湿环境的相关标准》
11、 世卫组织《室内空气品质WHO标准》
12、 招标方所提供的建筑施工图
暖通专业范畴
本项目建设单位空调冷指标值取120W/㎡，空调热指标值取85W/㎡；则总冷负荷为2196KW，总耗热量为1555KW。
选用环保节能、绿色环保地源热泵系统为空调机组给予冷热源，夏季致冷、冬季供暖，选择两部空调制冷量为1100KW的水源热泵制冷机组。二期办公场所及工业厂房隔层空调风机盘管通常采用风盘 新风系统的方式，二期、三期厂区一部分空调风机盘管通常采用组合型新风机组 新风系统的方式。
该项目户外地埋管选用竖直双U型穿管，共360口，合理穿管深层为100米，埋管道井间隔取4.5米；企业深度排发热量按56W/m，企业深度吸热量按34W/m（依据威乐新项目地质勘探报告）；户外钻井部位为三期工业厂房地区及户外道路绿化。
此外，考虑水源热泵地底热稳定性，需附加配备一台闭试协助闭式冷却塔，冷却塔水总流量为110m3/h。早期可以不必组装闭式冷却塔，仅需预埋组装闭式冷却塔的数据接口及部位；依据水源热泵使用中土壤温度转变情况和尺寸再行确定是否组装闭式冷却塔。
户外测算性能参数
种类 夏天 冬天 企业
户外大气压强 99.8 102.0 kPa
室外空调测算环境温度 33.2 -12.0 ℃
户外自然通风测算环境温度 30.0 -5.0 ℃
户外测算空气湿度 78 45 %
户外平均风速 1.9 2.8 m/s
室内外设计主要参数
地源热泵系统特性
地源热泵技术运用地球内部表面超低温热网络资源做为制冷机组的冷却及制暖的冷热源，主要有以下优势：
1. 属可再生资源运用技术性
地面土壤和水质不但是一个巨大的太阳能集热器，搜集了47%的太阳辐射能量，比人们第年运用能量500倍还多（地下水质是由土壤层间接地接纳太阳辐射能量），并且是一个巨大的动态性能量的平衡系统软件，地面土壤和水质自然而然维持动能接受并扩散的相对的平衡。这也使得水源热泵运用贮存于这其中的几近无限大太阳能发电或地能得以实现。所以，地源热泵系统运用是指洁净的可再生资源的一种技术性。
2. 环保节能
地源热泵机组可用的地温冬天为12-18℃，地温比环境质量气温高，因此热泵循环的冷凝温度提升，能效等级也提升。而夏天土壤层为15-20℃，地温比环境质量气温低，因此致冷的冷凝温度减少，促使制冷实际效果优于风冷和冷却立式，机组效率提升。据他们所开展的工程经验可能，设计安装较好的水源热泵，均值而言可以节约客户20-30%的供暖、制冷的运行费用。
3. 稳定可靠
土壤层温度一年四季稳定，其变动的范畴远小于空气中的变化，是水源热泵机组非常好的冷热源，地温较相对稳定的特点，导致热发电机组运作更可靠、平稳，也保证了全面的高效化和合理性。不会有空气能热泵和冬天化霜等难点痛点，解决了基本中央空调因外部气温的变化造成得多耗电量，效果不佳等缺点。
4. 生态效益明显
水源热泵的应用电磁能，电磁能自身为一种洁净的电力能源，但发电量时，耗费一次能源进而造成污染物质和二氧化碳空气污染物的排放。因此节能的机器设备自身的污染就小，设计方案较好的地源热泵机组折电能消耗，与空气能热泵对比等同于降低30%之上，与电采暖对比等同于降低70%之上。
5. 一机多用，应用范围广
地源热泵系统可采暖、中央空调，还能够生活热水，一机多用，一套系统能够更换原先的加热炉加中央空调的2套设备或操作系统。尤其是对于并且有供暖和制冷标准的房屋建筑，水源热泵有明显的优势。不但节省了大量电力能源，并且用一套机器设备能够满足供暖和制冷的需求，降低了机器的初项目投资。
6. 自启动
地源热泵机组因为工作状况平稳，因此可以设计方案简单系统软件，构件偏少，发电机组运作简易靠谱，维护费低；自动控制系统程度较高，使用期限能长达25年及以上。
地埋管换热器设计
地埋管壳式换热器是地源热泵系统设计方案的核心。水源热泵地下热交换器所在的位置要在地壳中的浅部地面土中。土壤种类、热性能、导热、相对密度、环境湿度对地源热泵系统性能影响很大。应根据这个项目的具体情况，计量单位长度的板式换热器水平。实际设计方案步骤如下：
1）测算地埋管换热器的大换热量
地埋管换热量各自就是指夏天向土壤层排出的发热量和冬天从土中吸收热量。依据如下所示公式换算土壤层性换热器的换热量
Q1’= Q1 x（1 1/COP1）
Q2’= Q2 x（1-1/COP2）
在其中：
Q1’：夏天向土壤层排出的发热量，kW
Q1 ：夏天设计方案总冷负荷，kW
Q2’：冬天向土壤层汲取热量，kW
Q2 ：冬天设计方案总耗热量，kW
COP1：设计工况下地源热泵机组的制冷系数
COP2：设计工况下地源热泵机组的供暖指数
本项目夏天设计方案总冷负荷Q1=2196KW，总耗热量为Q2=1555KW；地源热泵机组的制冷系数COP1取5，供暖指数COP2为4.5。
Q1’= Q1 x（1 1/COP1）=2196x(1 1/5)=2635KW
Q2’= Q2 x（1-1/COP2）=1555x(1-1/4.5)=1210KW
即系统软件夏天大总排发热量为2635KW，冬天大总吸热量为1210KW。
2）立井埋管长
企业长度换热量与地质构造成份密切相关，并且各地质层热传导特性都各有差别，在创建模型计算层面很困难，并且也存在一定的偏差，依据威乐工程项目的工程经验来计量单位长度的换热量，即企业深度排发热量按56W/m，企业深度吸热量按34W/m。（企业换热量可以根据此项目岩土工程热回应测试后的具体情况调节）。
安排热量换算地埋管长度，计算方法如下所示：
L1= Q1’x1000/W
L1：立井总深层，m
Q1’：热交换器总排发热量，kW
W1：企业深度排发热量，w/m
因而：
立井总深层：L1= Q1’x1000/W1=2635x1000/56=47054m
按吸热量测算地埋管长度，计算方法如下所示：
L2= Q1’x1000/W
L2：立井总深层，m
Q2’：热交换器总吸热量，kW
W2：企业深度吸热量，w/m
因而：
立井总深层：L2= Q2’x1000/W2=1210x1000/34=35588m
选用按吸热量数值做为穿管长短，不必要一部分热能由协助闭式冷却塔排出来，
则立井总深层L=35588m
则地埋管具体排发热量Q3如下所示：
Q3=L2xW1=35588mx56W/m=1993KW
3）立井数量
依据工程项目的地理条件，提议立井深层为100m。(假如地底有岩石层或其它硬块，则需要此外考虑到)。测算立井数量：
N=L/H
在其中：L：立井总深层，m N：立井口数，个 H：单口立井深层，m
该项目立井深层H=100米，因而
N=L/H=35588/100=355.9，取整数为356口；此外提升4口预留井。
则该项目户外地埋管总设计方案立井值为360口。
4）立井间隔
该项目穿管直径大约为120mm-150mm，埋管深层100m，排水立管选用DE25的HDPE聚乙烯塑料管双U管。依据工程经验，设计方案井间隔为5m，既满足传热的需要，又可以节省穿管室内空间。地埋管换热器管路接口方式融合串并联电路两种形式的优异点较为，本项目采用串联的热交换器接口方式。
5）凉水服务器挑选
系统软件冷负荷为2196KW，耗热量为1555KW；挑选2台空调制冷量为310RT（1090KW）的风冷式水源热泵凉水服务器，凉水主机型号为RTHD-D1。
6）闭式冷却塔挑选
协助闭式冷却塔选用密闭式冷却塔，剩余的部分发热量Q4由协助闭式冷却塔排出来：
Q4= Q1’-Q3=2635KW-1993KW=642KW
冷却塔水总流量V：
V=Q4x3600/(4200x5)=110m3/h
取冷却塔水总流量为110m3/h。
