地源熱泵技術(shù)是將地下淺層巖土層與含水層作為熱泵的運(yùn)行環(huán)境，利用熱泵工作原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。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?zé)釗Q熱器將建筑物內(nèi)太陽(yáng)輻射、人員和照明燈產(chǎn)生的熱量傳遞到土壤當(dāng)中，冬季地?zé)釗Q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。空調(diào)系統(tǒng)冬季供熱所用的熱量實(shí)際上是它本身夏季釋放與儲(chǔ)存起來(lái)的冷凝熱，地源熱泵技術(shù)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(shù)，但可持續(xù)地利用夏季空調(diào)系統(tǒng)所排放的冷凝熱，對(duì)于節(jié)能減排和減輕城市熱島效應(yīng)具有明顯的實(shí)用價(jià)值。 經(jīng)過(guò)專家分析得出了不同地區(qū)建筑負(fù)荷特性對(duì)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(yīng)，當(dāng)土壤初始溫度介于16度到20度之間時(shí)，地源熱泵地埋管側(cè)進(jìn)、出口水溫接近于熱泵機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)工況，能較好地進(jìn)行熱泵機(jī)組與地埋管側(cè)的換熱過(guò)程，此時(shí)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(duì)不同區(qū)域建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)及熱阻的限值，結(jié)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(fù)荷特性，進(jìn)而得到地源熱泵系統(tǒng)地埋管側(cè)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(guò)本文的模擬計(jì)算可知，無(wú)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(guò)大，僅靠地源熱泵系統(tǒng)來(lái)解決建筑采暖空調(diào)負(fù)荷都是不合適的，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮其它形式的冷熱源，構(gòu)建復(fù)合系統(tǒng)。 3.不同地區(qū)的氣候環(huán)境和地理?xiàng)l件不盡相同，盲目采用地源熱泵系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)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(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮地區(qū)土壤熱物性及建筑負(fù)荷的特點(diǎn)，尤其是冬夏季冷熱負(fù)荷不平衡時(shí)，應(yīng)考慮使用輔助冷熱源，即復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)，既可以滿足建筑負(fù)荷變化的需要，又使得地下?lián)Q熱器存在一個(gè)恢復(fù)期，有利于地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。 4.借助Destr軟件進(jìn)行了建筑全年負(fù)荷的計(jì)算、并利用CFD軟件進(jìn)行了地下?lián)Q熱器與土壤換熱的模擬，沒(méi)有考慮土壤與周?chē)諝獾膿Q熱、地表水的滲透以及地下水滲流等因素對(duì)土壤溫度恢復(fù)的影響，更進(jìn)一步的討論研究及實(shí)踐有待日后深入進(jìn)行。 本文摘自中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院論文 |
