地源热泵系统设计思路和准备工作：

1、现场勘察了解建筑物概况：建筑的结构、维护和保温、层数、层高、用途、客户现在和未来可能的需求；建筑面积、空调面积、生活热水使用概况、配电情况（功率、电压、电流）、机房空间、机房位置。

2、了解基本地理情况：地理位置、周围地貌、气象参数、未来地域发展规划、地下构造等。

3、建筑冷、热负荷计算。列出进行负荷计算的标准和依据，对建筑进行冷、热负荷计算。在确定建筑负荷时，必须考虑到未来较长时间的气候变化情况。通过对建筑负荷的计算和评估，可以确定水源井换热器的吸热和放热的绝对量值。

地源热泵系统设计和选型问题：

地源热泵系统设计主要包括两大部分：一是建筑物内的空调系统设计，主要有空气处理方案确定及设备选择，水源热泵机组的选择、室内整个空调系统的风系统和水系统设计；二是室外地能换热系统的设计，即地埋管地源热泵系统中的地埋管换热器、地下水热泵系统中的水井系统以及地表水热泵系统中的地表水换热器的设计，这部分是地源热泵系统有别于其他系统之所在。

地埋管换热器管路形式选择

地埋管换热器的埋管主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。换热器管路埋置在水平管沟内的地埋管换热器为水平埋管。换热管路埋置在垂直钻孔内的地埋管换热器为垂直埋管。

地埋管换热器环路形式选择

地埋管换热器中流体流动的环路形式有串联和并联两种。在串联系统中，几个井（水平管为管沟）只有一个流动通路；并联方式是一个井（管沟）有一个流动通路，数个井有数个流动通路。

地埋管换热器埋管选择

由于地埋管的使用场所特殊、施工较复杂，所选管材必须符合特定的性能才能保证施工顺利进行、系统才能正常运行，对管材特殊性要求如下：

对管材质量的要求；选择地埋管规格；选择地埋管管径；确定地埋管管子长度。

地热管材选择及流体介质问题：

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（0.5mm）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1.0Mpa，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。

1、热熔联接（承接联接和对接联接，对于小管径常采用）

2、电熔联结。

流体介质及回填料：

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）。

地埋管水温：

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12.2℃，实测天津市地下约100米的地温约为16℃，基本符合以上规律。

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。

地下埋管系统环路方式：

1、串联方式

优点：

①一个回路具有单一流通通路，管内积存的空气容易排出；

②串联方式一般需采用较大直径的管子，因此对于单位长度埋管换热量来讲，串联方式换热性能略高

缺点：

①串联方式需采用较大管径的管子，因而成本较高；

②由于系统管径大，在冬季气温低地区，系统内需充注的防冻液（如乙醇水溶液）多；

③安装劳动成本增大；

④管路系统不能太长，否则系统阻力损失太大。

2、并联方式

优点：

①由于可用较小管径的管子，因此成本较串联方式低；

②所需防冻液少；

③安装劳动成本低。

缺点: 

①设计安装中必须特别注意确保管内流体流速较高，以充分排出空气；

②各并联管道的长度尽量一致（偏差应≤10%），以保证每个并联回路有相同的流量；

③确保每个并联回路的进口与出口有相同的压力，使用较大管径的管子做集箱，可达到此目的。

从国内外工程实践来看，中、深埋管采用并联方式者居多；浅埋管采用串联方式的多。

注意事项：

1、垂直地埋管换热器埋管深度应大于30m，宜为60m～150m；钻孔间距宜为3m～6m。水平管埋深应不小于1.2m。 

2、地埋管换热器水平干管坡度宜为0.3%，不应小于0.2%。 

3、地埋管环路之间应并联且同程布置，两端应分别与供、回水管路集管相连接。每个环路集管连接的环路数宜相同。 

4、地埋管换热器宜靠近机房或以机房为中心设置。铺设供、回水集管的管沟宜分开布置；供、回水集管的间距不应小于0.6m。