附录B 竖直地埋管换热器的设计计算

    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  R_f——传热介质与U形管内壁的对流换热热阻(m·K/W)；

             d_i——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/(㎡·K)]。

    2  U形管的管壁热阻可按下列公式计算：

    式中 R_pe——U形管的管壁热阻(m·K/W)；

            λ_p——U形管导热系数[W/(m·K)]；

            d_o——U形管的外径(m)；

            d_e——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 R_b——钻孔灌浆回填材料的热阻(m·K/W)；

            λ_b——灌浆材料导热系数[W/(m·K)]；

            d_b——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  R_s——地层热阻(m·K/W)；

             I——指数积分公式，可按公式(B.0.1-6)计算；

             λ_s——岩土体的平均导热系数[W/(m·K)]；

             a——岩土体的热扩散率(㎡/s)；

             r_b——钻孔的半径(m)；

             τ——运行时间(s)；

             x_i——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  R_sp——短期连续脉冲负荷引起的附加热阻(m·K/W)；

             τ_p——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  L_c——制冷工况下，竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度(m)；

            Q_c——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；

            t_max——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(℃)；

            F_c——制冷运行份额；

            T_c1——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；

            T_c2——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  L_h——供热工况下，竖直地埋管换热器所需钻孔的总长度(m)；

            Q_h——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；

            t_min——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℃；

            F_h——供热运行份额；

            T_h1——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；

            T_h2——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。