地源熱泵技術是將地下淺層巖土層與含水層作為熱泵的運行環(huán)境，利用熱泵工作原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。通常熱泵系統(tǒng)輸入1kW的電能，用戶可以得到3kW以上的熱量或冷量。 夏季地熱換熱器將建筑物內(nèi)太陽輻射、人員和照明燈產(chǎn)生的熱量傳遞到土壤當中，冬季地熱換熱器從土壤中吸熱傳遞給空調(diào)房間，大地起著蓄熱器的作用?？照{(diào)系統(tǒng)冬季供熱所用的熱量實際上是它本身夏季釋放與儲存起來的冷凝熱，地源熱泵技術把廢棄的冷凝熱提升了溫度品位后又用于供暖，雖不是新技術，但可持續(xù)地利用夏季空調(diào)系統(tǒng)所排放的冷凝熱，對于節(jié)能減排和減輕城市熱島效應具有明顯的實用價值。 經(jīng)過專家分析得出了不同地區(qū)建筑負荷特性對地源熱泵系統(tǒng)性能的影響： 1.在不同地區(qū)不同土壤初始溫度的影響下，地源熱泵系統(tǒng)得到不同的參數(shù)響應，當土壤初始溫度介于16度到20度之間時，地源熱泵地埋管側進、出口水溫接近于熱泵機組標準工況，能較好地進行熱泵機組與地埋管側的換熱過程，此時冬夏季地埋管每延米土壤換熱量之比介于1.41到0.81之間。 2.根據(jù)規(guī)范中對不同區(qū)域建筑物外圍護結構傳熱系數(shù)及熱阻的限值，結合各地區(qū)室外氣象參數(shù)建立Dest模型，可以初步判斷該地區(qū)建筑的負荷特性，進而得到地源熱泵系統(tǒng)地埋管側的換熱情況，據(jù)此可以判斷該地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)冬夏季換熱是否平衡。通過本文的模擬計算可知，無論是夏熱冬暖地區(qū)，還是位于低緯度的部分夏熱冬冷地區(qū)，由于冬夏季土壤換熱量差別過大，僅靠地源熱泵系統(tǒng)來解決建筑采暖空調(diào)負荷都是不合適的，應當適當考慮其它形式的冷熱源，構建復合系統(tǒng)。 3.不同地區(qū)的氣候環(huán)境和地理條件不盡相同，盲目采用地源熱泵系統(tǒng)，其優(yōu)勢不僅不能得到充分發(fā)揮，還有可能適得其反，不僅不節(jié)能，反而消耗能。因此在地源熱泵系統(tǒng)設計過程中，應充分考慮地區(qū)土壤熱物性及建筑負荷的特點，尤其是冬夏季冷熱負荷不平衡時，應考慮使用輔助冷熱源，即復合式地源熱泵系統(tǒng)，既可以滿足建筑負荷變化的需要，又使得地下?lián)Q熱器存在一個恢復期，有利于地源熱泵系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。 4.借助Destr軟件進行了建筑全年負荷的計算、并利用CFD軟件進行了地下?lián)Q熱器與土壤換熱的模擬，沒有考慮土壤與周圍空氣的換熱、地表水的滲透以及地下水滲流等因素對土壤溫度恢復的影響，更進一步的討論研究及實踐有待日后深入進行。 本文摘自中國建筑設計研究院論文 |
