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土壤源熱泵是指通過(guò)輸入少量電能把巖土體中的低品位能量提取出來(lái)轉(zhuǎn)移到室內(nèi)供人類(lèi)生產(chǎn)生活需要，它具有高效節(jié)能、效果穩(wěn)定、低碳環(huán)保、一機(jī)多用、維護(hù)費(fèi)用低廉等特點(diǎn)。由于其具有這么多優(yōu)點(diǎn)，隨著世界范圍內(nèi)能源和環(huán)保問(wèn)題出現(xiàn)，地源熱泵技術(shù)在世界各國(guó)都得到大力發(fā)展，在我國(guó)其更得到國(guó)家政策的支持推廣，越來(lái)越多的國(guó)人認(rèn)識(shí)到地源熱泵系統(tǒng)的好處，全國(guó)范圍內(nèi)大量工程項(xiàng)目采用了地源熱泵形式。但單一的地源熱泵系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)也逐漸顯露出來(lái)，制約著地源熱泵的推廣應(yīng)用。為了解決單一地源熱泵系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，土壤源熱泵復(fù)合冷熱源系統(tǒng)在工程中得到發(fā)展和運(yùn)用。
1、地源熱泵存在的問(wèn)題
●巖土體的得熱量和放熱量不平衡
在土壤源熱泵系統(tǒng)中，巖土體相當(dāng)于一個(gè)巨大的蓄熱體，冬季，地源熱泵系統(tǒng)將熱量從巖土體中提取出來(lái)用于建筑物供暖;夏季，地源熱泵系統(tǒng)將建筑物內(nèi)多余的熱量排到巖土體中用于建筑物制冷。如果每年排到巖土體中的熱量和從巖土體中提出的熱量的差值過(guò)大，超過(guò)巖土體的自我平衡能力，在運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)到時(shí)巖土體溫度變化，從而影響熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率，導(dǎo)致無(wú)法滿足建筑物需求或機(jī)組能耗增加，最終導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行�；诖朔N原因，在我國(guó)長(zhǎng)江以南夏熱冬暖區(qū)域和東北等嚴(yán)寒區(qū)域，單一的土壤源熱泵系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)久有效的作為建筑物提供冷熱源。
●土壤源熱泵系統(tǒng)初投資過(guò)大
土壤源熱泵系統(tǒng)需要大量的鉆孔施工，對(duì)于巖土體結(jié)構(gòu)復(fù)雜地區(qū)或巖石層過(guò)硬地區(qū)，需要支付高昂的鉆孔施工費(fèi)用，某些區(qū)域僅鉆孔施工一項(xiàng)費(fèi)用就占到整個(gè)系統(tǒng)總造價(jià)的50%以上。這對(duì)建設(shè)單位造成巨大的資金壓力，很多建設(shè)單位對(duì)此望而卻步，改選其他方案。而且過(guò)大的施工費(fèi)用也使系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性大打折扣。
●沒(méi)有足夠的地埋管換熱器安裝面積
采用土壤源熱泵系統(tǒng)，需要一定的地埋管換熱器安裝面積。而對(duì)于容積率比較高的商業(yè)綜合體以及在老城區(qū)的項(xiàng)目，由于寸土寸金，大多沒(méi)有足夠的地埋管安裝空壓機(jī)，以至于無(wú)法采用土壤源熱泵系統(tǒng)。
正是以上所述問(wèn)題，嚴(yán)重限制了土壤源熱泵的發(fā)展，致使一些本計(jì)劃采用土壤源熱泵系統(tǒng)的項(xiàng)目無(wú)奈放棄另選其他方案。
2、土壤源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的應(yīng)用
為了解決單一土壤源熱泵系統(tǒng)的局限性，擴(kuò)大土壤源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，土壤源熱泵復(fù)合系統(tǒng)逐漸得到應(yīng)用，以解決吸收/放熱量不均衡、初投資過(guò)大，無(wú)足夠地埋管換熱器安裝面積等問(wèn)題。
●土壤源熱泵+燃?xì)忮仩t復(fù)合系統(tǒng)
在我國(guó)東北和西北地區(qū)，冬季地埋管累計(jì)吸熱量遠(yuǎn)大于夏季地埋管累計(jì)放熱量，單一土壤源熱泵系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致土壤溫度逐年下降，在系統(tǒng)運(yùn)行幾年后就會(huì)無(wú)法滿足冬季的供暖需求，最終導(dǎo)致系統(tǒng)失效。采用土壤源熱泵+燃?xì)忮仩t復(fù)合系統(tǒng)，夏季由地源熱泵供冷，冬季優(yōu)先采用土壤源熱泵供熱，在熱負(fù)荷更大時(shí)采用土壤源熱泵+燃?xì)忮仩t共同為建筑供熱，一方面保證全年從土壤中提出的熱量和排到土壤中的熱量均衡，維持土壤溫度恒定，保證熱泵機(jī)組的高效運(yùn)行。另一方面，可以適當(dāng)降低熱泵承擔(dān)的熱負(fù)荷，減少地埋管數(shù)量，降低初投資。
在我國(guó)南方夏熱冬暖地區(qū)，建筑冷負(fù)荷和地埋管累計(jì)放熱量遠(yuǎn)大于建筑熱負(fù)荷和地埋管累計(jì)吸熱量。采用單一土壤源熱泵系統(tǒng)，夏季需要龐大的地埋管換熱器滿足建筑冷負(fù)荷需求，冬季時(shí)大量的地埋管閑置，造成初投資太大，同事嚴(yán)重的冷熱不均衡也給系統(tǒng)運(yùn)行買(mǎi)下很大隱患。采用土壤源熱泵+冷機(jī)組復(fù)合系統(tǒng)可以減少地埋管的安裝數(shù)量，減少初投資，消除冷熱不均衡問(wèn)題，而且土壤源熱泵系統(tǒng)在夏季的供冷效果和效率都優(yōu)于冷水機(jī)組，復(fù)合系統(tǒng)有助于系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)性的提高。
●土壤源熱泵+冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t復(fù)合系統(tǒng)
在地埋管換熱器安裝面積有限，建設(shè)方資金又緊張的情況下，可選擇采用土壤源熱泵+冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t復(fù)合系統(tǒng)。熱泵機(jī)組大部分時(shí)間都在設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%一下運(yùn)行，在90%以上運(yùn)行的時(shí)間每年就十多天時(shí)間，但為了這十多天時(shí)間，就要求地埋管換熱器滿足全部設(shè)計(jì)負(fù)荷。若采用土壤源熱泵+冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t復(fù)合系統(tǒng)，地埋管換熱器大約只承擔(dān)原設(shè)計(jì)80%的負(fù)荷，其余的20%由冷水機(jī)組和鍋爐提供，與單一土壤源熱泵系統(tǒng)相比，既大大降低了項(xiàng)目初投資，有運(yùn)行費(fèi)用影響卻很小。
對(duì)于商場(chǎng)、辦公寫(xiě)字樓等只在白天有供冷供熱需求，晚上沒(méi)有供冷供熱需求的建筑，采用土壤源熱泵+蓄冷蓄熱復(fù)合系統(tǒng)，既可以減少熱泵機(jī)組的裝機(jī)容量和地埋管換熱器數(shù)量，減少地源熱泵部分的初投資。還可以利用峰谷電價(jià)政策，進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。
●土壤源熱泵+太陽(yáng)能復(fù)合系統(tǒng)
對(duì)于每年從土壤中提取熱量略大于土壤中排放熱量的項(xiàng)目，且在本項(xiàng)目中有熱水需求時(shí)，可采用土壤源熱泵+太陽(yáng)能復(fù)合系統(tǒng)，在供暖季，太陽(yáng)能作為土壤源熱泵輔助熱源給建筑物供暖并可考慮提供生活熱水，減少地源熱泵熱負(fù)荷，減少地埋管系統(tǒng)的冷熱不均衡。夏季，土壤源熱泵為建筑物供冷，太陽(yáng)能系統(tǒng)提供生活熱水，在陰天，可采用帶熱回收功能的熱泵機(jī)組作為輔助熱源提供生活熱水。過(guò)度季節(jié)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，決定是否采用太陽(yáng)能給土壤補(bǔ)充熱量，維持土壤溫度恒定。采用土壤源熱泵+太陽(yáng)能復(fù)合系統(tǒng)可以更大限度的降低運(yùn)行費(fèi)用，并增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。
以上所提供的土壤源熱泵復(fù)合冷熱源系統(tǒng)，都需要一套精準(zhǔn)的測(cè)量、自動(dòng)控制系統(tǒng)和根據(jù)實(shí)際情況量身定做的軟件程序，才能達(dá)到事半功倍的更佳運(yùn)行效果。
小德有話說(shuō)：?jiǎn)我坏耐寥涝礋岜孟到y(tǒng)，由于自身特點(diǎn)和地域氣候等原因，可能無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定高效的運(yùn)行，而根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，將土壤源熱泵和其他系統(tǒng)結(jié)合在一起，組成復(fù)合式冷熱源，就能克服單一土壤源熱泵系統(tǒng)的局限性，使其擺脫地域氣候等限制，更大限度的發(fā)揮高效環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。
德耐爾熱泵,空氣源熱泵。專為東北、西北等極寒地區(qū)涉及，最低可在-35℃的環(huán)境溫度下穩(wěn)定運(yùn)行。水溫最高可加熱至90℃，可滿足暖氣片供暖及其他工業(yè)用熱需求。最高環(huán)境溫度可達(dá)15℃，保證整個(gè)采暖季機(jī)組皆可使用;專用于供熱領(lǐng)域，采用熱器旁通或熱水旁通方式除霜，可制取熱水的同時(shí)進(jìn)行除霜，系統(tǒng)無(wú)高低壓差切換的劇烈變化，保證機(jī)組的高可靠度與高舒適度。如果您有對(duì)熱泵、空氣能熱水器的需求，或想了解更多關(guān)于熱泵產(chǎn)品的信息，歡迎留言咨詢或撥打德耐爾全國(guó)免費(fèi)客服熱線：400-777-0802!
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī) 空壓機(jī)修訂日期：2017-05-12
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