地源热泵系统与设计
一、 地埋管换热器设计
1.选择地埋管换热器布置方式
这部分主要确定埋管环路构造、埋管间距、埋管的深度，以及埋管换热器的最终位置。在选择埋管换热器位置时，应尽量选在建筑物位置的边界内。为降低造价，埋管应尽可能靠近建筑物周围布置，可布置成任意形状，如线形、方形、矩形、圆弧形等。但为了防止埋管间的热干扰，必须保证埋管之间有一定的间距。该间距的大小与运行状况（如连续运行还是间歇运行；间歇运行的开、停机比等）、埋管的布置形式（如单行布置，只有两边有热干扰；多排布置，四面均有热干扰）等有关。
几种典型的水平和垂直埋管的环路构造见图1-1和图1-2。不管是水平埋管还是垂直埋管，考虑一定的水平间距可减少各埋管之间温度场的相互影响。对于水平埋管，还应考虑不受外界气候温度的影响。水平埋管间距与埋深见图1-1。对于垂直埋管单排布置工程较小，地源热泵间隙运行，埋管的水平间距可取3.0m；埋管多排布置工程较大，地源热泵间隙运行，间距可取4.5m；若连续运行（或停机时间较少），间距可取5~6m。从换热角度分析，间距大时热干扰少，对换热有好处，但占地面积大，埋管造价有所增加。
2．检查流体最小速度
根据地埋管换热器的布置和采用的流体特性，检查流体的速度是否能使其流动状态处于紊流流动。具体过程如下：
1） 确定通过管道的流量qv(m3/h)、管子公称直径和流体特性。
2） 根据公称直径，确定管子的内径Di (m)。
3） 计算管子的断面面积A (m2)：A=π/4 Di2
4） 计算流速υ (m/s)： υ=qv/3600A
5） 计算流体的雷诺数Re :Re=ρυDi /μ
Re应大于2300，以确保紊流。若Re小于2300，重新选择管子规格或重新选择埋管布置，重复以上步骤，确保管内的流体流动处于紊流状态。
3．排气设计
应保证能将地埋管换热器中所有存在的空气或污物排出，这对于保修地埋管的长期正常运行是十分必要的。因此要特别注意集管和排气阀的设计，尽可能减少地埋管换热器中的弯头。
4．确定地埋管换热器的长度
当确定了埋管布置方式和管材后，可根据当地土壤特性和设计条件，采用以下工程设计计算公式来确定地埋管换热器的长度。
（1）制冷工况
Lc=1000Qc (Rp+RsFc) (COPc+1)/COPc(tmax-tH)
(2)供热工况
Lh=1000Qh(Rp+RsFh) (COPh-1)/(tL-tmin)COPh
式中：Lc——按照制冷工况确定的地埋管换热器所需的长度（m）；
Lh——按照供热工况确定的地埋管换热器所需的长度（m）；
Qc——夏季建筑物设计最大冷负荷（kW）；
Qh——冬季建筑物设计热负荷（kW）；
Fc——制冷运行系数，它考虑了热泵间歇运行的影响，Fc=一个制冷季中热泵的运行小时数/（一个制冷季天数×24），或当运行时间取一个月时，Fc=最热月份运行小时数/（最热月份天数×24）；
Fh——供热运行份额，Fh=一个供热季中热泵的运行小时数/（一个供热季天数×24）或Fh=最冷月份运行小时数/（最冷月份天数×24）；
tmax——水源热泵机组制冷时冷凝器设计最大进液温度，可取37～40.6℃；
COPc——在tmax下水源热泵机组的制冷性能系数；
tmin——水源热泵机组制热时蒸发器设计最小进液温度，可取-2～5℃；
COPh——在tmin下水源热泵机组的制热性能系数；
tH、tL——全年土壤的最高、最低温度，取决于设计地点和换热器埋管深度；
Rp——管道热阻（m.k/W），可按下面2）中介绍的方法确定；
Rs——土壤热阻（m.k/W），可按下面3）中介绍的方法确定。
1） 确定地下土壤温度。全年空气温度、湿度和土壤的类型及植被情况，都对地下土壤温度有影响。可以使用下面两个方法来确定地下土壤的温度：
① 以经验或测量数据为基础，得到当地土壤温度情况。
② 用以下方程式来计算全年任一时间、任一深度的土壤温度。
（式5-8）
式中：t(Hs.τ)——土壤深度为Hs、时间为τ时的土壤温度（℃）；
tM——土壤平均温度（℃），由于土壤温度在一定深度以下基本恒定，因此工程中的tM可假定等于设计点地下水温度或每年平均空气温度加1.1℃；
As——每年土壤表面温度波动（℃），一年中每天平均值的温度振幅，取决于地理位置、土壤类型和含水量；
a——土壤热扩散率（m2/d），取决于土壤的类型和含水量；
τo——相常数（d），最低土壤表面温度的天数；
Hs——土壤深度（m）;
τ——时间（d）。
（5-9）（5-10）
式中：tL——每年土壤的最低温度（℃）；
tH——每年土壤的最高温度（℃）。
对于水平埋管的一沟多管换热器，土壤温度是由各个深度的土壤温度平均值来确定的。而对垂直埋管换热器，取tL= tH= tM。
2） 计算管道热阻
① 对于单管，管道热阻为Rp=In(Do/Di) /2πλp
② 对于多管，管道热阻用下式的当量管道热阻代替：Rp=In｛De/[De -( Do - Di) ]｝/2πλp
式中：Do——管道外径（m）；
Di——管道内径（m）；
λp——管道材料的热导率[W/ m•K]；
De——多管布置时的当量直径（m），De =N Do，N为每个沟的管数。
3） 计算土壤热阻。表1-2是国际地源热泵协会给出的不同土壤类型、不同管径的水平和垂直地埋管换热器的土壤热阻实验值。这些热阻值是以管源理论为理论基础，假定热泵运行是连续的，连续时间为1500h。它所产生的土壤热阻值可能会比实际运行的热阻值大。由于它将土壤类型划分得比较粗略，只有重土-潮湿、重土-干燥、轻土-潮湿和岩石四种，因此在工程设计中，只可用作估算。若要计算管道精确长度，必须要依据当地土壤热阻值。典型土壤和岩石的热物性参见第3章。
上面介绍的计算方法比较繁琐，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，一般可参照已有的类似工程所取得的经验数据，在通常的情形下，垂直埋管的单位管长换热量在35～55W/m之间，水平埋管的单位管长换热量为20～40W/m。此时埋管长度可按下列公式计算：L=1000Qmax/ql
式中：L——埋管总长（m）；
ql——每米管长换热量（W/ m）；
Qmax——夏季向埋管换热器排放的最大热量和冬季从埋管换热器吸收的最大热量中的较大者（kW）。
Q1=Qc[1+(1/COPc) ]
Q2=Qh[1-(1/COPh) ]
式中：Q1——夏季向埋管换热器排放的最大热量（kW）；
Q2——冬季从埋管换热器吸收的最大热量（kW）。
注意：上述确定地埋管换热器管道长度的方法，适用于最大吸热量和最大放热量相差不大的工程；当两者相差较大时，宜用较小值确定地埋管换热器管道长度，两者相差的负荷采用辅助散热（增加冷却塔）或辅助供热的方式来解决，一方面经济性较好，另一方面也可避免因吸热与放热不平衡，引起岩土体温度的降低或升高。
5．确定地埋管换热器的管沟数或竖井数
将系统总流量（等于所有热泵机组水流量之和）除以每个环路的目标流量（0.16-0.19L/s）后，再根据已确定的环路构造，可确定水平埋管的管沟数或垂直埋管的竖井数。
水平埋管的管沟数或垂直埋管的竖井数可根据下式确定：
N=L/nH
式中：N——管沟数或竖井数（个）；
式中：N——管沟数或竖井数（个）；
L——埋管总长（m）；
H——竖井深度或管沟长度（m）；
n——每一管沟或竖井中的管子数（根）。
应对管沟数或竖井数计算结果进行圆整。若计算结果偏大，可以增加竖井深度或沟长。不同管径的埋管竖井深度及最小钻孔径推荐值见表1-3。注意最终确定的埋管换热器布置应同时满足系统流量和现场规划条件的要求。
6．确定地埋管换热器内的工作流体
在国内南方地区，由于地下土壤温度较高，冬季地埋管进水温度在0℃以上，因此多采用水作为工作流体；北方地区，由于地下土壤温度较低，地埋管进水温度一般会低于0℃，因此一般应采用防冻液，防冻液应具有使用安全、无毒、无腐蚀性、导热性好、成本低、寿命长等特点。目前应用较多的有：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。
一般来说，盐溶液具有安全、无毒、无污染、导热性能好、价格低、使用寿命长等优点。其缺点是系统有空气存在时，对大部分金属具有腐蚀性。在正确选用管材、部件和系统内空气被排除干净的情况下，盐溶液是一种很好的防冻液。
乙二醇水溶液相对安全、无腐蚀性，具有较好的导热性能，价格适中；但使用寿命有限，且有毒。
酒精水溶液具有无腐蚀性、较好的导热性、价格适中，使用寿命长等优点。缺点是具有爆炸性和毒性。在使用酒精之前应用水将其稀释，以降低其爆炸的可能性。由于其无腐蚀性，作为防冻液很受欢迎。
7．计算埋管换热器阻力
选择压力损失最大的热泵机组所在环路，作为最不利环路进行阻力计算，包括沿程阻力和局部阻力计算。由于埋管换热器内流体的流动要求处于紊流或紊流光滑区内，故单位长度的沿程阻力可按式（5-1）计算。局部阻力可通过局部元件的当量长度法计算。将最不利环路所有管段沿程阻力、局部阻力和热泵机组的压力损失相加，得出总阻力。
8．选择系统水泵型号
地埋管系统中泵的选择方法，与一般中央空调系统中的循环泵选择方法相似，即根据总流量和总压头去选择适合的泵。总流量一般容易确定，而总的压力则因系统的不同会有区别。如对居住和小型商用建筑物，由于其供冷（供热）负荷比较小，一般采用单一循环系统，即建筑物内的液体循环系统（水源热泵循环系统）和埋管换热器的液体循环系统采用同一台泵来完成。如对较大型的商业建筑物，即层高高于6层或供冷（供热）负荷较大，如350kW以上，则可采用水源热泵液体循环系统和埋管换热器液体循环系统之间加上板式换热器的两套系统，其中内循环是一个闭式系统，外循环（地下）是另一个闭式系统。各系统分别按流量和压头选择其所需的泵。一般循环水泵消耗功率，与热泵名义制冷量之比控制在14.2-21.3W/kW为好。
9．校核埋管换热器管材承压能力
校核埋管换热器最下端管道的重力作用，静压是否在其耐压范围内。对埋管换热器，在不考虑地下水或竖井灌浆引起的静压抵消情况下，管路承受的最大压力等于大气压力、最下端管道的重力作用静压和水泵扬程一半的总和，即：P=Pb+△hρg+0.5Ph
式中：P——管路承受的最大压力（Pa）；
Pb ——建筑物所在的当地大气压（Pa）；
ρ——埋管中流全密度（kg/m3）；
g——当地重力加速度（m /s2）；
h—埋管最低点与闭式循环系统最高点的高度差（m）；
Ph——水泵扬程（Pa）。
管路承受的最大压力应小于管材的最大工作压力。如果超过管材的耐压范围，则需换用耐压极限更高的管材或用板式换热器将埋管换热器与建筑物内的水环路分开。
10．其他装置设计
与常规空调系统类似，需在高于闭式循环系统最高点处（一般为1 m）设计膨胀水箱或膨胀罐、放气阀等附件。
在某些商用或办公用建筑物的地埋管热泵系统中，系统的供冷量远大于供热量，导致地埋管换热器十分庞大，价格昂贵。为节约投资或受可用地面积限制，地埋管可以按照设计供热工况下最大吸热量来设计，同时增加辅助换热装置，如冷却塔+板式换热器（板式换热器主要是使建筑物内环路可以独立于冷却塔运行），承担供冷工况下超过地埋管换热能力的那部分散热量。该方法可以降低安装费用，保证地源热泵系统具有更大的市场前景，尤其适用于改造工程。
二、 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。图1-1和图1-2分别为水平埋管和垂直埋管串联、并联方式示意图。
串联方式一般需采用较大直径的管子，因此单位长度埋管换热量略高于并联方式，且管内积存的空气容易排出；由于系统管径大，在冬季气温低地区需充注的防冻液(如乙醇水溶液)多，因而成本高；管路系统不能太长，否则系统阻力损失太大。
并联方式一般用较小管径的管子，所需防冻液少、成本低。但设计安装中必须注意确保管内流体流速较高，以充分排出空气；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，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较多；浅埋管采用串联方式的多。
根据分配管和总管的布置方式，有同程式和异程式系统。在同程式系统中，流体流过各埋管的流程相同，因此各埋管的流动阻力、流量和换热量比较均匀。异程式系统中流体通过各埋管的路程不同，因此各埋管的阻力不相同，导致分配给每个埋管的流体流量也不均衡，使得各埋管的换热量不均匀，不利于发挥各埋管的换热效果。由于地埋管各环路难于设置调节阀或平衡阀，为保持系统环路间的水力平衡，在实际工程中多采用同程式系统。
地埋管换热器无论采用何种环路形式，其主要组成如下：
1)供、回集管。供、回集管是地埋管换热器从水源热泵机组到并联环路的流体供、回管路。它们输送热泵机组的全部流量。为使管道当量长度的流体压降最小，集管宜采用大直径管子。
2)环路。管道从供给集管到一个孔洞或沟，转入相同孔洞或沟，再接到回流集管。
3)同程回流管。为保证并联系统中每个环路有相同的压力降。它用于消除沿集管长度方向上压力损失的影响。
4)U形弯头。它是地埋管换热器回路中，使用的一种使流体在孔洞底部或地沟端部产生180°转向的连接管件。
地埋管换热器埋管选择
1．管材所需的特性
由于地埋管使用场所特殊、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。对管材特性要求如下：
1) 化学稳定性好。一般情况下地埋管一旦埋入地下，基本上不可能进行维修或更换，这就需要保证埋入地下的管材具有较强的化学稳定性，能够在一定温度、一定压力下安全地在地下使用几十年。
2) 耐腐蚀。由于埋入地下的管材表面与地下土壤及地下水直接接触，易受土壤或水中多种化学介质的侵蚀，易发生电化学腐蚀，因此需要地下管材具有卓越的耐腐蚀性能。
3) 流动阻力小、热导率大。管材中的水经过机组及地埋管换热器不断循环，这就要求管材内表面不会产生结垢层，防止因长时间运行后，管道发生堵塞而影响系统的运行。
4) 较强的耐冲击性。管材应防止挤压造成管道破裂而导致系统无法运行，同时具有一定的承压能力。
5) 管道连接处强度要高，密封性能要好。不会因施工、土壤移动或载荷的作用而导致接口处出现裂缝、断开。
6) 管材必须易于施工且连接方便。
鉴于对地埋管系统所需管材的特性要求，应该优先考虑价格较低的塑料管材。宜采用高密度聚乙烯(HDPE)和聚丁烯(PB)管材。它们易于弯曲或热熔形成更牢固的形状，可以保证使用50年以上。由于通常使用的换热能力较好的金属管材在这方面存在严重不足，而聚氯乙烯(PVC)管材不易弯曲，接头处耐压能力差，容易导致泄漏，因此在地埋管系统中，不应采用金属管道、金属塑料复合管或聚氯乙烯管材。
2．对管材质量的要求
1) 选用管材和管件时，应有质量检验部门的产品合格证及认证证书。管材和管件上要标明规格、公称压力、生产厂家及商标。包装上应标有批号数量、生产日期和检验代号。
2) 要求管材外观一致，内壁光滑平整，管身不得有裂纹，管口不得有破损、裂口、变形等缺陷。管材端面应平整，与管中心轴线垂直，轴向不得有明显的弯曲现象。管材外径及圆度必须符合规定。弹性橡胶圈外观应光滑平整，不得有气孔、裂缝、破损、重皮和接缝等现象；热收缩带应平整、无气泡、夹渣或裂口；管件表面应光滑、无裂缝、无起皮及断裂，安装牢固。
3) 地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定，管材公称压力不应小于1.0MPa。工作温度应在-20～50℃范围内。地埋管壁厚宜按附录B选择。
4) 埋人土壤中的地埋管，应能按设计要求长度成捆供应，中间不应有机械接口及金属接头。
5) 管道材料构成、管材抵抗环境应力致裂的能力应满足埋设在地下的要求。
6)高密度聚乙烯管应符合GB/T 13663—2000《给水用聚乙烯(PE)管材》的要求。聚丁烯管应符合GB/T 19473.2—2004《冷热水用聚丁烯(PB)管道系统 第2部分：管材》的要求。在保证要求情况下，宜选择薄壁管材，以减少换热热阻。
3．选择地埋管规格
在地埋管换热器中，推荐使用聚乙烯管(PE63、PE80、PEl00)和聚丁烯管(PB)，其中聚乙烯管的PE63系列分为SDR11、SDRl3.6、SDRl7.6、SDR26、SDR33；聚乙烯管的PE80系列分为SDR11、SDRl3.6、SDRl7、SDR21、SDR33五个等级；PEl00系列分为SDR11、SDRl3．6、SDRl7、SDR21、SDR26五个等级。
在选用管子时，地下环路尽量选薄壁管子，集管选较高壁厚的管子，以满足结构强度的要求。
4．选择地埋管管径
选择管径大小时，必须满足以下两个原则：
1) 管径应足够大，以减少循环泵的能耗。
2) 管径就尽可能小，以使管内流体处于紊流区，这样流体与管内壁之间的换热效果好。
根据上述两项原则，管径大小的选取应基于流体的压力损失和换热性能。选管时对两者进行折中。选管时应以安装成本最低、地埋管换热器中流体流量最小且能保持紊流状态为原则，在可选的管系中选择管子规格。兼顾上述考虑，地埋管管径通常采用DN25-50mm，一般并联环路用小管径，集管用大管径。管内流速大小按以下原则选取：对于小于DN50mm的管子，管内流速应在0.46-1.2m/s范围内，对于大于DN50mm的管子，管内流速应小于1.8m/s，并使所有管子的压降小于400Pa/m。
5、确定地埋管管子长度
地埋管管子的长度取决于流体流量和允许的压力损失。如果地埋管换热器中流体压力损失过大而影响泵的有效工作，可采取下述措施：
1) 采用较短的管子。
2) 采用较大管径的管子。
3) 采用并联系统。
一般流体流过水源热泵换热器的压力损失与流体流过地埋管换热器以及相关管道的压力损失大小应大致相当。虽然这不是一个硬性要求，但设计最好满足这个要求。地埋管管道的压力损失包括沿程阻力和局部阻力。当埋管内流体的流动处于紊流区时，单位管长的摩擦阻力可按下式计算：Ωl=0.1582ρ0.75μ0.25Di-1.25υ1.75
（5-1）
式中Ωl——单位管长的磨擦阻力（Pa/m）；
ρ——流体密度（kg/m3）；
μ——流体粘度（Pa•S）；
Di——埋管内径（m）；
υ——流体流速（m/s）。
计算管段的沿程阻力损失可按下式计算:Ωy=ΩlL
式中：Ωy——计算管段的沿程阻力损失（Pa）；
L——计算管段长度（m）。
局部阻力可通过局部元件的当量长度法计算。管道的总阻力损失等于沿程阻力与局部阻力之和。
附录C的表C-4给出了水在10℃时通过聚乙烯管的单位管长磨擦阻力。附录D给出了阀门和管件的当量长度。对于水以外的其他流体，可用式（5-1）直接进行计算。附录E给出了水、质量分数为20%氯化钙和20%丙烯乙二醇在不同温度下的密度和粘度数据。
三、建筑物冷、热负荷计算
在地源热泵系统选择、设备选型及进行地源热泵系统设计之前，必须对建筑冷负荷、热负荷进行计算。计算时首先应进行空调分区，然后确定每个分区的冷、热负荷，最后计算整幢建筑的总热负荷和冷负荷。分区负荷用于各分区的水源热泵机组的选型，总负荷用于确定热泵系统主设备容量及地源热泵系统需要的附属设备的选择。
1．建筑空调分区
一个空调分区是指这样一个区域：该区域内可设一个温控器，也可根据需要设几台热泵机组、几个温控器；该区域可由若干个区间组成，但同一空调区内，任意时刻负荷特性必须相同，即要么都是冷负荷，要么都是热负荷。
通常在同一空调分区内，空间用途或使用功能应相同；温度设定值相同；人员、设备、照明、太阳得热及冷风渗透或通风负荷相同。对于周边区域，其朝向或基本方位应相同。内区或核心区不应有明显的外表面。对于大开间的办公室，即使没有内墙分隔，周边区与内区或核心区的负荷特性也不相同。与中间层相比，顶层与低层应区别对待，因为屋顶与地面的传热负荷及主要入口的渗透负荷，与其他层不同。
在准确分区前，应提供建筑平面详图，包括：室内人数、设备及照明使用情况、工作时间表及在建筑中所处的方位。同时还需要明确地点及与设计有关的建筑法规等。
2．分区设计热负荷与冷负荷计算
建筑空调分区完成后，需要进行设计冷、热负荷或最大分区冷、热负荷计算。计算时需提供建筑平面图及建筑使用情况信息。
3．建筑物热负荷与冷负荷确定
建筑物热负荷与冷负荷主要用于确定设计供热工况下建筑物内系统水不路最大吸热量，以及设计供冷工况下系统水不路最大散热量。其值为各分区负荷之和的峰值。将分区负荷按下樘方法进行累计，可确定建筑物热负荷与冷负荷：
⑴分别对设计日不同时刻的所有分区冷负荷求和。
⑵选择设计日不同时刻总冷负荷中的最大值作为建筑物冷负荷。
⑶所有分区的热负荷之和即为建筑物热负荷。
二、地源热泵系统类型选择
为了能最好地满足项目的要求，必须合理地选择地源热泵系统类型。在系统类型选择时应考虑如下一些主要问题。
1．地埋管地源热泵系统
在现场缺乏地下水，或就现场地下状况而言，采用地下水地源热泵系统并不经济。与此类似，在现场无可利用的地表水或地表水的水域范围和深度不太适合，或者即使地下水适用，地下水的处理也许会存在问题，地下水的抽取和排放还可能存在限制。此时应该考虑地埋管地源热泵系统。设计此系统要考虑下列问题：
⑴地埋管换热器所需的地面面积可参考表1给出的数据进行计算。所需要的地面面积与埋管的形式有关。
⑵垂直换热器通常用在6层以下的建筑物，以满足所用管道的承压要求。如果选用耐压更高的管道，楼层可增加。但高强度管更昂贵且难以加工。
⑶采用水平换热器时，建筑高度不受限制，主要考虑的问题是埋设换热器的地面面积。
⑷许多采用地源热泵系统的商用或公用项目中，具有像运动场、草坪和公园等地面，可供地埋管换热器使用。
⑸除非水环路温度总高于7.2-10℃，否则为避免管道表面结露和热损失，水管均需保温。除一些以冷负荷为主的大楼内区，或位于南方的建筑外，都要考虑采用防冻水溶液。
⑹水源热泵机组选择时的进水温度，从热时从北方区的-1.1℃到南方区的12.7℃，供冷时从北方区的32℃到南方区的40.6℃。
2．地下水地源热泵系统
如果有足够的地下水量、水质较好，有开采手段，当地规定又允许，则应考虑采用地下水地源热泵系统。以下是设计此系统要考虑的一些问题：
⑴地下水井的流量应满足建筑物最大冷负荷和热负荷的要求。
⑵优先考虑闭式地下水系统，即在地下水和建筑物水球路之间采用板式换热器进行换热。
⑶如果采用开式地下水系统，建筑物应有一个注入地下水面的供销层结构，以便减少水泵的能耗。
⑷如果选择带有板式换热器的闭式地下水系统，建筑物的高度不受限制。
⑸地下水系统运行的管道必须保温，闭式地下水系统的循环水路要采用防冻水溶液。
⑹采用地下水系统时，较大建筑物的经济性能比小的建筑物好。
⑺水源热泵机组选择时的进水温度，供热时北方区的4.4℃到南方区的10℃，供冷时从北方区的23.8℃到南方区的29.4℃。
3．地表水地源热泵系统
如果存在地表水或通过开发能够引到地表水，则应考虑采用地表水地源热泵系统，以下是设计此系统要考虑的一些问题：
⑴对大型商业或公用建筑开发的项目，需要解决大水体的排水问题。
⑵地表水的表面面积要求不小于279㎡，深度不小于1.8m，以满足供冷设计工况下的放热量和供热设计工况下的吸热量的要求。
⑶对建筑高度没有限制。
⑷水源热泵机组选择时的进水温度，供热时从北方区的-1.1℃到南方区的12.8℃，供冷时从北方区的26.7℃到南方区的35℃。
三、分区水源热泵机组选择
一旦确定了地源热泵系统类型，就可以选择每个分区的水源热泵机组。首先根据机组在分区中所要安装的校园，选择合适的机组形式，例如：落地式机组可以安装在外墙窗下；水平式机组可以安装在吊顶内；垂直式机组适合安装在壁橱或机房里等。然后根据以下步骤选择机组的具体型号：
⑴根据每个分区的设计冷负荷选择热机组。机组的制冷量不小于分区峰值冷负荷的95%，以保证机组的制冷量能够满足实际要求。
⑵比较机组制热量和分区设计热负荷。可以选择大一号的机组，但机组制冷量不超过设计冷负荷的125%，除非热泵机组具有多速风机和自动调节风量的手段。
⑶在内我或外区建筑的内区， 一般没有热负荷，可以考虑采用定风量水冷空调节器机组。在核心区冷负荷变化较大的区域，可考虑选择变风量水冷空调机组。
⑷水源热泵机组标准制冷工况的回风干球温度为27℃，球温度19℃；标准制热工况的回风干球温度为20℃，湿球温度为15℃。
⑸进水温度取决于所选择的系统类型，例如，当采用地下水作为低温热源时，其标准制冷工况的进水温度为18℃，标准制热工况的进水温度为15℃；当采用地表水或土壤作为低温热源时，其标准制冷工况的进水温度25℃，标准制热工况的进水温度为0℃。这些进水温度值可作为初始设计的进水温度值，如果可能可用现场实际数据代替或分析计算得出的数值。
⑹如果所选热泵机组的负荷过大，可以对服务区再分区或重新分我，以满足热泵机组的选择。
⑺对每个分区的热泵机组，根据需要研究室送风管、回风管及新风管的设计和布置。
（以上选自中国制冷空调工业协会编写的《水源·地源·水环热泵空调技术及应用一书》，该书目前已由机械工业出版社出版，需要的读者可与编写单位联系订购：）
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