在地源熱泵垂直地埋管的研究中,傳熱分析一直是許多學者研究的重點,也因此產生了多種不同的傳熱模型[1-4]。基于傳熱分析與傳熱模型的建立,地源熱泵垂直地埋管的設計也有相應的計(ji)算(suan)公式和計(ji)算(suan)方法出現。

 1，對于單(dan)管(guan)，管(guan)道熱阻為Rp=1/2πλp 1n(Dc/Dc-(D0-Di)) (5-12)

式中：D0——管道外(wai)徑（米(mi)）。

Di——管道內徑(jing)(米(mi))。

λp——管道(dao)材料(liao)的熱導率(lv)[W/m*k]。

De——多(duo)管(guan)布置時的當量直徑（米(mi)），De=ND0，N為每個溝的管(guan)數(shu)。

計算土壤熱阻，國際地源熱泵協會給出了不同土壤類型，不同管徑的水平和垂直地埋管換(huan)熱(re)(re)器的(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)熱(re)(re)阻(zu)實驗值(zhi)(zhi)。這(zhe)些熱(re)(re)阻(zu)值(zhi)(zhi)是(shi)以(yi)管(guan)源理論為(wei)理論基礎(chu)，假定熱(re)(re)泵(beng)運行是(shi)連(lian)續的(de)(de)，連(lian)續時(shi)間為(wei)1500小時(shi)。它所產(chan)生的(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)熱(re)(re)阻(zu)值(zhi)(zhi)可能會(hui)比(bi)實際運行的(de)(de)熱(re)(re)阻(zu)值(zhi)(zhi)大。由于它將土(tu)(tu)壤(rang)類型(xing)劃分的(de)(de)比(bi)較粗略，只有重(zhong)土(tu)(tu)——潮濕，重(zhong)土(tu)(tu)——干(gan)燥，輕土(tu)(tu)——潮濕和巖(yan)石四種，因(yin)此(ci)在工程設計(ji)中，只可用(yong)作估(gu)算(suan)。若要計(ji)算(suan)管(guan)道精確長度，必須要依據當(dang)地土(tu)(tu)壤(rang)熱(re)(re)阻(zu)值(zhi)(zhi)。

上面介紹的計算方法比較繁瑣，并且部分數據不易獲得(de)。在實際工程(cheng)中，可以利用管(guan)材“換熱(re)能力”來計算管(guan)長。換熱(re)能力即單(dan)位垂直埋管(guan)深度或單(dan)位管(guan)長得(de)換熱(re)量(liang)，一般可參照已有的類似工程(cheng)所取得(de)的經驗數據，在通(tong)常的情形下，垂直埋管(guan)的單(dan)位管(guan)長換熱(re)量(liang)在35~55W/M之間，水平埋管(guan)的單(dan)位管(guan)長換熱(re)量(liang)為20~40W/M。

注意：上述確定地埋(mai)管換熱(re)(re)器(qi)管道(dao)長度(du)的(de)方(fang)法，適用(yong)(yong)于(yu)最大吸(xi)熱(re)(re)量和最大放熱(re)(re)量相(xiang)(xiang)差(cha)不大的(de)工程，當(dang)兩者相(xiang)(xiang)差(cha)較(jiao)大時(shi)，宜用(yong)(yong)較(jiao)小值確定地埋(mai)管換熱(re)(re)器(qi)管道(dao)長度(du)，兩者相(xiang)(xiang)差(cha)的(de)負荷(he)采(cai)用(yong)(yong)輔(fu)(fu)助散熱(re)(re)（增加冷卻(que)塔(ta)）或輔(fu)(fu)助供熱(re)(re)的(de)方(fang)式來解決(jue)，一(yi)方(fang)面(mian)經濟性(xing)較(jiao)好(hao)，另一(yi)方(fang)面(mian)也可避免因吸(xi)熱(re)(re)與放熱(re)(re)不平衡，引起巖土體溫度(du)的(de)降(jiang)低(di)或升高。