一般來講,淺埋管優點是:投資少,成本低,鉆機要求不高,可使用普通承壓(0.6~1.0MPa)的塑料管,由于受地面溫度影響,一般地下巖土冬夏熱平衡性較好。其缺點是占用場地面積大,管路接頭多,埋管換熱效率較中深埋者低。
地源熱泵埋管深度則要根據可供埋管的場地和所在地的地質結構來確定,場地小則盡量鉆深些,場地大則可以淺一些,地質結構是土層則盡可能鉆深些,地質結構是巖石類則盡量淺一些。北京地區一般80~100米,也有120米以上的,大部分北方地區都在100米以上,但建議不要超過100米。南方地區則看地方,有些可以到100米,有些只能到60米左右,再往下就是巖石,成本很高,一般埋管深度建議在40~100米左右,看具體地質情況和場地來決定了。
上海地區80到100米,廣東區域未做過不是十分了解,但是深度不夠肯定是不可以的。
水平埋管埋設情況比較簡單,前面已述。關于豎直埋管的埋設深度應根據當地地質情況,工程及場地的大小,投資及使用的鉆機性能等情況綜合考慮。結合國情,根據筆者的工程實踐體會,其中有幾點應注意到:①鉆井深60m以內井深的鉆機成本少,費用低,如果大于60m,其鉆機成本會提高。②井深80m以內,可用國產普通型承壓(承壓1.0MP)塑料管,如深度大于80m,需采用高承壓塑料管,其成本大大增加;⑧據比較,井深50m的造價比100m的要低30%~50%。上述是針對地面中央機房而言,如果采用分室型韻系統還要考慮建筑高度的影響。
地埋管100米以內的常見很多,200米的地源熱泵埋管很少見,具體還要看你的埋管形式:分為單U管和雙U管等;常見的是雙U管,如果是雙U管,200米的長度會給施工帶來很大難度:首先是打井更困難,設備要求高;其次是下管前因為打壓使館內充滿水,長度過長使下管困難,至于壓力方面靜壓2.0MP,試驗壓力0.8到1.2,選16MP管子應該不成問題;實際施工中因為各種原因致使地埋管損壞的現在很多,根本無法修復,如果是200米,估計會使損失曾多!
深埋管優點是:占用場地面積小,地下巖土溫度穩定,換熱效率高,單位管長換熱量大,管路接頭少。其缺點是投資大,成本高,需采用高承壓(1.6~2.0MPa)塑料管,鉆機性能要求高;由于深層巖土溫度場受地面溫度影響很小,因此必須注意冬季吸熱量和夏季排熱量的平衡,否則將影響地源熱泵的長期使用效果。在國外,有的采用在系統中加裝冷卻塔和輔助加熱的措施,幫助地下巖土實現熱平衡。
中埋管介于淺、深埋兩者之間,塑料管可用普通承壓型的。從統計的國內外工程實例看,中埋的地源熱泵占多數。
水源熱泵系統還要考慮建筑高度的影響。一般來講,淺埋管優點是:投資少,成本低。鉆機要求不高,可使用普通承壓(0.6~1.0MP)的塑料管,由于受地面溫度影響,一般地下巖土冬夏熱平衡性較好,其缺點是占用場地面積大,管路接頭多,埋管換熱效率較中深埋者低。深埋管優點是:占用場地面積小,地下巖土溫度穩定。
在實際工程中采用水平式還是垂直式埋管、垂直式埋管深度多大,取決于場地大小、當地巖土類型及挖掘成本。如場地足夠大且無堅硬巖石,則水平式較經濟,如果采用布管機進行多管布置還可減少場地占用面積。當場地面積有限時則應采用垂直式埋管,很多情況下這是唯一選擇,如果場地中有堅硬的巖石,用鉆巖石的鉆頭可成功鉆孔。