地源热泵系统工程技术规范 [附条文说明] GB50366-2005(2009年版) 建标库

附录B  竖直地埋管换热器的设计计算

B.0.1  竖直地埋管换热器的热阻计算宜符合下列要求:

    1  传热介质与U形管内壁的对流换热热阻可按下式计算:

    式中  Rf——传热介质与U形管内壁的对流换热热阻(m·K/W);

         di——U形管的内径(m);

         K——传热介质与U形管内壁的对流换热系数[W/(m2·K)]。

    2  U形管的管壁热阻可按下列公式计算:

    式中Rpe——U形管的管壁热阻(m·K/W);

         λp——U形管导热系数[W/(m·K)];

         do——U形管的外径(m);

         de——U形管的当量直径(m);对单U形管,n=2;对双U形管,n=4。

    3  钻孔灌浆回填材料的热阻可按下式计算:

    式中Rb——钻孔灌浆回填材料的热阻(m·K/W);

         λb——灌浆材料导热系数[W/(m·K)];

         db——钻孔的直径(m)。

    4  地层热阻,即从孔壁到无穷远处的热阻可按下列公式计算:

    式中  Rs——地层热阻(m·K/W);

         I——指数积分公式,可按公式(B.0.1-6)计算;

         λs——岩土体的平均导热系数[W/(m·K)];

         a——岩土体的热扩散率(m2/s);

         rb——钻孔的半径(m);

         τ——运行时间(s);

         xi——第i个钻孔与所计算钻孔之间的距离(m)。

    5  短期连续脉冲负荷引起的附加热阻可按下式计算:

    式中  Rsp——短期连续脉冲负荷引起的附加热阻(m·K/W);

         τp——短期脉冲负荷连续运行的时间,例如8h。

B.0.2  竖直地埋管换热器钻孔的长度计算宜符合下列要求:

    1  制冷工况下,竖直地埋管换热器钻孔的长度可按下式计算:

    式中  Lc——制冷工况下,竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度(m);

         Qc——水源热泵机组的额定冷负荷(kW);

         EER——水源热泵机组的制冷性能系数;

         tmax——制冷工况下,地埋管换热器中传热介质的设计平均温度,通常取33~36℃

         t——埋管区域岩土体的初始温度(℃);

         Fc——制冷运行份额;

         Tc1——一个制冷季中水源热泵机组的运行小时数,当运行时间取一个月时,Tc1为最热月份水源热泵机组的运行小时数;

         Tc2——一个制冷季中的小时数,当运行时间取一个月时,Tc2为最热月份的小时数。

    2  供热工况下,竖直地埋管换热器钻孔的长度可按下式计算:

    式中  Lh——供热工况下,竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度(m);

         Qh——水源热泵机组的额定热负荷(kW);

         COP——水源热泵机组的供热性能系数;

         tmin——供热工况下,地埋管换热器中传热介质的设计平均温度,通常取—2~6℃;

         Fh——供热运行份额;

         Th1——一个供热季中水源热泵机组的运行小时数;当运行时间取一个月时,Th1为最冷月份水源热泵机组的运行小时数;

         Th2——一个供热季中的小时数;当运行时间取一个月时,Th2为最冷月份的小时数。