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。