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璧阪土壤源热泵热平衡的验证林东超,沈剑热平衡重要性及影响因素摘要:针对土壤源热泵系统热平衡失调现象,提供系统类型和系统实际使用情况下冷热平衡的分析方法,验证土壤源热泵系统设计的合理性,确保土壤源热泵系统常年稳定、高效地运行。关键词:土壤源热泵;蓄冷;蓄热;热平衡—利用深层土壤全年相对恒温的特性,热泵对地下土壤进行吸、排热过程,使土壤源热泵高效节能地运行。但是在实际应用过程中,热泵系统常因吸热、排热不平衡,使土壤形成热堆积,最终导致系统无法正常运行。为此,出现了许多辅助散热、取热的方式,虽然进行了辅助散热和取热,但如果不能正确地规划辅助散热取热设备和土壤源热泵的运行策略,在一个供冷季或供暖季仍然会出现热泵性能降低甚至无法运行的现象。所以,因土壤源热泵无法热平衡而增加了辅助散热取热设备后,还需模拟规划好各个设备的运行策略,才能保证土壤源热泵系统高效节能的运行。热泵是一种使热量从低温位热源流向高温位热源的节能装置,类似于常见的水泵将低位水提升至高位一样。土壤源热泵,就是将常年恒温的土壤内无法使用的低位热源,通过热泵驱动,将其转换至高位热源,提供给末端用户使用。使用地源热泵系统的初衷是为了有效利用能源,其宗旨在于在节约能源、保护环境的前提下给人们提供一个舒适的生活环境。在使用地源热泵系统时,若不重视热平衡问题,将会带来众多问题及危害:冷热负荷不平衡,会导致土壤源连续使用中热量或冷量堆积,使土壤源进、出水温达不到设计工况,从而导致主机无法高效运行,达不到最有效利用能源的目的;冷热负..—...贾莼5缁T椿肪彻こ逃邢薰炯际踔行摹U憬贾中图分类号:文献标识码:文章编号:———作者简介:林东超,男,湖南靖州人,从事暖通空调设计工作;沈剑,男,浙江湖州人,本科,从事暖通空调技术支持工作。—,,,:,’’,篻;籬籺.,琓
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蛳渊、蜀黛:◇較二二∑.绕胶夥椒。.,经过长时间运行,冷、热量堆积使局部土壤温度整体变化,地壳表面温度分布遭到破坏,形成局部地区热异常状态,相关生物的生存环境发生变化,物种无法适应骤变的生存环境,于是加速灭亡,破坏了正常的生态平衡,产生一系列的恶性循环。为有效利用能源,减少生态破坏,需合理设计地源热泵系统,使冷热负荷平衡,还原土壤原始温度及其热物性,然而土壤热平衡的影响因素复杂多样,土壤热物性、埋管的布置、系统运行时间比等都会影响土壤源温度环境,而影响土壤源冷热负荷平衡的根本原因在于用户需求冷热负荷的不平衡。一般情况而言,在土壤源热泵系统使用过程中,若系统为单一的热泵系统,很难做到系统向地底排热取热的平衡,所以为了使系统冷热平衡,常伴有其他辅助取热、辅助散热的系统,以平衡单纯的土壤源热泵取热、散热量,如太阳能与地源热泵组合、锅炉蓄热与地源热泵组合、生活热水与热回收地源热泵组合、蓄冷与地源热泵组合等。各个地方夏季冷负荷、冬季热负荷情况复杂,在我国,北方区域夏季冷负荷小于冬季热负荷,常以夏季冷负荷来计算地源热泵的容量,夏季使用空调系统时,系统排人地下热量有限,可能导致冬季取热量不够,随着运行时间的推移,这种冬季取热不足现象积累,系统将无法继续运行,若要地源热泵正常运行,需利用额外的辅热系统,太阳能蓄热耦合地源热泵系统如图尽,!\\,!7\同理,在南方区域冬季热负荷小于夏季冷负荷,则需按冬季热负荷来计算地