摘要：本文主要介绍了土壤源热泵系统的设计方法和步骤，重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。
关键词：土壤源热泵 热交换器
0 引言
1 土壤源热泵系统设计的主要步骤
kW （1）
kW （2）
其中Q1＇ ——夏季向土壤排放的热量，kW
Q1——夏季设计总冷负荷，kW
Q2＇——冬季从土壤吸收的热量，kW
Q2——冬季设计总热负荷，kW
COP1——设计工况下水源热泵机组的制冷系数
COP2——设计工况下水源热泵机组的供热系数
2 地下热交换器设计
地下热交换器长度的确定除了已确定的系统布置和管材外，还需要有当地的土壤技术资料，如地下温度、传热系数等。文献[2]介绍了一种计算方法共分9个步骤， 很繁琐，并且部分数据不易获得。在实际工程中，可以利用管材“换热能力”来计算管长。换热能力即单位垂直埋管深度或单位管长的换热量，一般垂直埋管为70～110W/m(井深)，或35～55W/m(管长)，水平埋管为20～40W/m（管长）左右[3]。
设计时可取换热能力的下限值，即35W/m（管长），具体计算公式如下：
其中 Q1＇——竖井埋管总长，m
L ——夏季向土壤排放的热量，kW
分母“35”是夏季每m管长散热量，W/m
其中 N——竖井总数，个
L——竖井埋管总长，m
H——竖井深度，m
分母“2”是考虑到竖井内埋管管长约等于竖井深度的2倍。
其中ｐ ——管路最大压力，Pa
ｐo——建筑物所在的当地大气压，Pa
ρ——地下埋管中流体密度，kg/m3
g ——当地重力加速度，m/s2
h——地下埋管最低点与闭式循环系统最高点的高度差，m
ρh——水泵扬程，Pa
3 其它
4 设计举例
上海夏季大气压力ｐo ＝100530 Pa，水的密度 ρ＝1000 kg/m３，
当地重力加速度g ＝9.8 m/s2，高度差h＝50.5 m
重力作用静压ρgh ＝494900 Pa
水泵扬程一半0.5 ρh＝7.5 mh3O＝73529 Pa
因此，管路最大压力 ｐ＝ｐo＋ρgh＋0.5 ρh＝668959 Pa（约0.7Mpa）
5 结论
参考文献：
[1] 徐伟等.地源热泵工程技术指南.北京：中国建筑工业出版社，2001.11
[2] 谢汝镛.地源热泵系统的设计.现代空调，2001.3：33～74
[3] 肖益民等.地源热泵空调系统的设计施工方法及应用实例.现代空调，2001.3：88～100
[4] 王勇.地源热泵研究（1）——地下换热器性能研究：[硕士学位论文].重庆:重庆建筑大学，1997