地源热泵单、双U地埋管换热性能与经济性的比较分析的中期报告.docx

地源热泵单、双U地埋管换热性能与经济性的比较分析的中期报告
一、研究背景
地源热泵系统是一种利用地下稳定温度进行空调和供暖的新型能源设备，具有零污染、高效节能、环保安全、低运行成本等优点。为了比较不同地埋管方式地源热泵系统的热效率和经济性，本文选取了单U型和双U型地埋管，进行了比较分析。
二、研究内容
1.设计方案
本研究以某建筑面积30000平方米的大型建筑作为案例，分别采用了单U型和双U型地埋管地源热泵系统进行设计。系统参数如下：
①单U型地埋管系统设计参数：
地埋管长度：1300m
埋深：3m
管道数量：650根
管道直径：32mm
地埋管导热系数：0.43W/m·℃
地热地台面积：35000平方米
②双U型地埋管系统设计参数：
地埋管总长度：800m
埋深：4m
管道数量：200根
管道直径：50mm
地埋管导热系数：0.42W/m·℃
地热地台面积：28000平方米
2.仿真分析
采用TRNSYS软件对两种地埋管系统进行仿真模拟，得出以下结果：
①单U型地埋管系统仿真结果：
A.供暖条件下，系统COP为3.68，年均能耗为8278kWh。
B.供冷条件下，系统EER为3.18，年均能耗为1421kWh。
②双U型地埋管系统仿真结果：
A.供暖条件下，系统COP为3.88，年均能耗为7323.8kWh。
B.供冷条件下，系统EER为3.30，年均能耗为1243.4kWh。
3.经济性分析
基于上述仿真结果，进行了经济性分析。假设地源热泵系统的工作寿命为20年，系统总投资为约402万元。根据当前电价（0.6元/kWh）和天然气价格（2.3元/立方米），得出以下结果：
单U型地埋管系统：
A.供暖条件下，年均运行成本为26万元。
B.供冷条件下，年均运行成本为5万元。
双U型地埋管系统：
A.供暖条件下，年均运行成本为22.3万元。
B.供冷条件下，年均运行成本为4.2万元。
4.分析结果
根据上述结果分析可知，在地埋管长度相同的情况下，双U型地埋管系统比单U型地埋管系统具有更优的热效率和经济性。双U型地埋管系统的COP值和EER值均高于单U型地埋管系统，运行成本也相应降低了。在实际工程应用中，应根据建筑面积和地形地貌等因素进行综合考虑，选择最适合的地埋管形式。
三、研究结论
本研究比较分析了单U型和双U型地埋管地源热泵系统的热效率和经济性，并进行了仿真模拟和运行成本计算。研究结果表明，双U型地埋管系统具有更优的性能和经济性，能够更有效地提高空调和供暖的效率和质量。