簡述土壤源熱泵系統(tǒng)

1、<p><b>　　簡述土壤源熱泵系統(tǒng)</b></p><p>　　摘要：土壤源熱泵系統(tǒng)同水源熱泵系統(tǒng)一樣是以水或其它換熱液作為冷熱能的載體。與水源熱泵系統(tǒng)不同的是土壤源熱泵系統(tǒng)通過埋設(shè)在地下的換熱管與巖土體進(jìn)行熱交換，冬季把巖土體中的熱量取出來，供給室內(nèi)采暖；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到巖土體中。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：土壤；熱泵；熱量；埋管 &l

2、t;/p><p>　　Abstract： Water or other liquid is as the carrier energy in soil source heat pump system and water source heat pump system. Embedding ground-source heat pump system in the heat exchange tube and the

3、rock mass of underground heat exchanger unlike water source heat pump system.Take out the heat in the rock mass during the winter， to supply heating indoor ； Take out the heat in the indoor，to release in the rock mass in

4、 summer. </p><p>　　Keyword： soil； heat pump； heat； pipe </p><p><b>　　一、 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　土壤源熱泵系統(tǒng)由土壤熱交換系統(tǒng)、熱泵機(jī)組和末端系統(tǒng)三大部分組成。土壤源熱泵系統(tǒng)是通過熱泵機(jī)組將土壤熱交換循環(huán)系統(tǒng)和末端供冷暖循環(huán)系統(tǒng)連接起來。 </

5、p><p>　　土壤熱交換系統(tǒng)是由土壤熱交換器、循環(huán)水泵和水管道等組成的閉式循環(huán)系統(tǒng)。 </p><p>　　與地下水源系統(tǒng)不同的是用土壤熱交換器代替抽水井和回灌井。土壤熱交換器一般是垂直或水平埋設(shè)在土壤中的高密度聚乙烯管。 </p><p><b>　　二、 工作原理 </b></p><p>　　我們周圍環(huán)境中一些低品味

6、的能源可以通過熱泵系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化為高品位的能源，其中土壤耦合熱泵就是將地?zé)崮苓@種低品位能源轉(zhuǎn)化為可供人們利用的高品位能源的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)[1]。 </p><p>　　水平埋管是在淺層土壤中挖溝渠，將 HDPE 管水平的埋置于溝渠中，并填埋的施工工藝。水平埋管式通常淺層埋設(shè)，工程量大而開挖技術(shù)要求不高，初期投資低于豎直埋管式；缺點是占地面積大，溫度穩(wěn)定性也較差，現(xiàn)在已很少采用。即便采用，也是引入熱管等經(jīng)過改進(jìn)的技術(shù)。

7、豎直埋管式工程量小，占地面積少，恒溫效果好，維護(hù)費用少，適合于用地緊張的城市；缺點是技術(shù)要求較高，初期投資較大。垂直埋管是在地層中垂直鉆孔，然后將地下熱交換器（HDPE 管）以一定的方式置于孔中，并在孔中注入填充材料的施工工藝。豎直埋管式地?zé)釗Q熱器目前應(yīng)用較多，發(fā)展較快。它是在地面下豎直鉆孔，在孔內(nèi)埋入換熱管，換熱管的形式又有兩種：U 型管式和套管式，目前以 U 型管應(yīng)用較多。垂直埋管地?zé)釗Q熱器計算的基礎(chǔ)是單個鉆孔（U 型管）的傳熱分析

8、。在多個鉆孔的情況下， 可以在單孔的基礎(chǔ)上運(yùn)用疊加原理加以擴(kuò)展[2]。地下鉆孔的孔徑一般為 1O0～150mm，孔間距和深度取決于土層的熱性質(zhì)和氣象條件并隨地理位置而變。孔深一般為 1O0～300m，孔間距為 4～10m。鉆孔總長度由建筑面積的大小而定。一般是每平米建筑面積鉆孔長度 lm 左右。每一豎直鉆孔</p><p>　　土壤源熱泵系統(tǒng)同水源熱泵系統(tǒng)一樣，通過在不同季節(jié)進(jìn)行冷凝器和蒸發(fā)器的轉(zhuǎn)換，就可以完成制

9、冷與制熱功能的轉(zhuǎn)換。垂直和水平埋管土壤源熱泵系統(tǒng)供的原理圖見圖 2―1和圖 2―2。 </p><p><b>　　圖2―1 </b></p><p><b>　　圖2―2 </b></p><p><b>　　三、 系統(tǒng)的特點 </b></p><p>　　土壤源熱泵系統(tǒng)是一

10、種高效利用地下淺層地?zé)豳Y源的、既可以供熱又可以制冷的環(huán)保型冷熱源系統(tǒng)。 </p><p>　　目前，國內(nèi)外對地源熱泵應(yīng)用做了很多研究，但大部分都側(cè)重于理論分析和計算機(jī)模擬，特別是對土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費用的研究，大部分是采用能耗計算軟件或其他能耗估算方法得到的[4- 5]。 </p><p>　　土壤源熱泵系統(tǒng)也具有水源熱泵系統(tǒng)的諸多優(yōu)點：（1）屬可再生能源利用技術(shù)；（2）高效節(jié)能；（3）運(yùn)

11、行穩(wěn)定可靠；（4）環(huán)境效益顯著；（5）一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣；（6）土壤源熱泵系統(tǒng)更具有優(yōu)勢的是彌補(bǔ)了水熱泵系統(tǒng)的缺陷，土壤源熱泵系統(tǒng)不抽取地下水，所以不受地下水資源條件和地層結(jié)構(gòu)的限制。 </p><p>　　[1] 楊衛(wèi)波，施明恒. 基于元體能量平衡法的垂直U 型埋管換熱特性的研究[J]. 熱能動力工程，2007（ 1） ： 96-97. </p><p>　　[2] 柳曉雷， 等. 豎

12、直埋管地?zé)釗Q熱器的傳熱模型于計算[ J] . 建筑熱能通風(fēng)空調(diào)， 2001， 21（ 1） . </p><p>　　[3] 曾和義， 方肇洪. U 型埋管地?zé)釗Q熱器中介質(zhì)軸向溫度的數(shù)學(xué)模型[ J]. 山東建筑工程學(xué)院學(xué)報，2002， 17（1）. </p><p>　　[4] 曲云霞，方肇洪，張林華.太陽能輔助供暖的地源熱泵經(jīng)濟(jì)性分析[J].可再生能源，2003，1：8- 10.<