地大熱能：解決土壤熱平衡問題

    地源熱泵作為綠色建筑的重要組成部分，在整個建筑的日常運行及維護中起到了不可或缺的作用。作為整個建筑的能耗大戶，地源熱泵的運行費用也很大程度的決定了建筑的整體能耗。

    土壤熱平衡問題雖然是土壤源熱泵系統的隱患，但重在事前解決，完全可以通過事先系統的合理設計、優良的施工質量以及規范化的運行管理進行規避。 具體可采用以下技術手段緩解土壤熱平衡問題：

    將土壤換熱器與熱泵機組對應設置成多個回路輪流使用，在部分負荷時優先使用土壤換熱器布置的周邊回路，以延長土壤換熱器的溫度自然恢復時間，避免中心局部過熱。

    對冬夏季節土壤熱負荷差異較大的項目可以通過設置輔助冷卻系統調峰、采用熱泵機組熱回收技術減少夏季排熱等措施，以抵消多余的負荷，解決熱平衡問題。

    在土壤換熱器布置場地中心位置布置溫度傳感器對空調季土壤溫度變化進行實時檢測，當土壤溫升超過規定數值后，啟動調峰系統運行。

    地大熱能介紹，以上技術手段的前提是需要針對實施的項目進行有針對性的建筑空調動態負荷計算，對建筑動態負荷特性進行準確的預測，分析冬夏季節的冷熱不平衡率，然后根據現場條件分析合適的技術組合消除冷熱不平衡。

    對于土壤的冷熱不平衡現象地大熱能專家一般采用以下兩種措施：

    一、采用全熱回收熱泵機組；

    二、采用冷卻塔輔助冷卻。當采用全熱回收熱泵機組時，可采用如下的優化處理方法解決系統的熱平衡問題：

    系統按照滿足冬季空調負荷和生活熱水負荷設計地埋管換熱器，冬季空調熱負荷和生活熱水負荷全部由地埋管承擔，系統從土壤提取熱量；

    在短暫的過渡季節，生活熱水需求由地埋管承擔，系統從土壤提取熱量；

    在夏季，由于同時有生活熱水需要和空調供冷需要，因此優先啟用全熱回收機組承擔熱水需求和空調供冷需求。在滿足熱水，并且夏季冷負荷不大的情況下，系統無需向土壤提取或釋放熱量；

    在夏季空調冷負荷較大時，由大型熱泵機組承擔冷負荷，該部分的冷源由土壤承擔，同時啟用熱回收機組滿足熱水需求和剩余空調冷負荷需求。由于夏季的熱水需求將遠遠低于冬季，在使用熱回收機組制取足夠熱水的同時，還考慮了使用冷卻塔來承擔夏季尖峰時節的冷負荷，以緩解土壤熱不平衡。

    地大熱能溫馨提示

    采用復合式系統是解決土壤熱平衡問題的較好途徑，根據系統構成制定土壤換熱器的全年取放熱平衡方案有助于從根本上減小出現土壤熱失衡，而設置有效的土壤溫度檢測系統和相應的調節控制系統是實現這一措施的關鍵。在夏熱冬冷地區，采用全熱回收熱泵機組或采用冷卻塔輔助冷卻是解決“熱堆積”現象的有效手段。

    應當注重和加強對于土壤源熱泵系統運行管理

    土壤源熱泵系統運行管理不善會引起甚至放大土壤冬夏取放熱量的不平衡率，而且可能使系統設計時所采取的熱平衡措施失效。對于較大的土壤源熱泵系統應制定具體的全年運行模式和規范化運行管理規定，并對操作人員進行相關培訓，以減少不必要的系統效率下降。

    地大熱能由中國地質大學（武漢）組建，依托中國地質大學的學術優勢，組建了一批由海內外學者組成的世界一流的交叉人才團隊，聚集了十大優勢學科領域三十多位專家學者，定期研討地熱科學問題、問診地熱實際難題，在地（水）源熱泵換熱不夠、冷熱不均、填充不實、漏水、土壤溫度過低、井深不夠、水質不好、回灌量小、含沙量大造成塌陷等問題有著豐富的經驗及客戶案例。