土壤熱交換器是地源泵機組設(shè)計的關(guān)鍵。地源熱土壤換熱器有多種形式，如水平埋管、豎直埋管等。這兩種埋管型式各有自身的特點和應(yīng)用環(huán)境。在中國采用豎直埋管更顯示出其優(yōu)越性：節(jié)約用地面積，換熱性能好，可安裝在建筑物基礎(chǔ)、道路、綠地、廣場、操場等下面而不影響上部的使用功能，甚至可在建筑物樁基中設(shè)置埋管，見縫插針充分利用可利用的土地面積。下面就豎直埋管換熱器的設(shè)計進行簡單的探討。

1、地源熱泵豎直埋管材料和深度

埋管材料最好采用塑料管，因與金屬管相比，塑料管具有耐腐蝕、易加工、傳熱性能可滿足換熱要求、價格便宜等優(yōu)點?？晒┻x用的管材有高密度聚乙烯管(PE管)，鋁塑管等。豎直埋管的管徑也可有不同選擇，如DN20、DN25、DN32、DN50等。豎直埋管可須根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件而定，可以從20m-200m。確定深度應(yīng)綜合考慮占地面積、鉆孔設(shè)備、鉆孔成本和工程規(guī)模。如果地表土壤層很厚，鉆孔費用相對便宜，宜采用較深的豎直埋管，反之，采用淺埋。埋管間距一般以5-6米及以上，要綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)及土壤的傳熱情況。

2、地源熱泵豎直埋管換熱器回填、靈敏度

豎直埋管換熱器的形成是從地面向下鉆孔達到預(yù)計深度，將制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表層處用水平集水管、分水管將所有U型管并聯(lián)構(gòu)成地下?lián)Q熱器。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，回填材料可以選用澆鑄混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料選擇要兼顧工程造價、傳熱性能、施工方便等因素。從實際測試比較澆鑄混凝土換熱性能最好，但造價高、施工難度大，但可結(jié)合建筑物樁基一起施工。

3、地源熱泵豎直埋管換熱器中傳熱的衰減

豎直埋管換熱器中流動的循環(huán)水的溫度是不斷變化的。夏季供冷工況進行時，由于蓄熱地溫提高，機組運行時水溫不斷上升，停機時水溫又有所下降，當(dāng)建筑物得熱達到最大時水溫升至最高點。冬季供熱工況運行時則相反，由于取熱地溫下降，當(dāng)建筑物失熱最多時，換熱器中水溫達到最低點。對于簽埋管尤其嚴重。設(shè)計時，首先應(yīng)設(shè)定換熱器埋管中循環(huán)水最高溫度和最低溫度。同時，由于埋管換熱器的表面結(jié)垢等影響，設(shè)計時要考慮衰減。設(shè)定值應(yīng)通過經(jīng)濟比較選擇最佳狀態(tài)點。