關(guān)鍵詞：地源熱泵 埋地 換熱器 運(yùn)行性能
1 引言
地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行性能受多種因素影響，如埋管周圍土壤、回填材料的熱物性，建筑物的冷熱負(fù)荷等。在我國大部分地區(qū)，建筑物的冷負(fù)荷以及其運(yùn)行時間往往大于供暖負(fù)荷，文獻(xiàn)[1][2]均指出，在這種情況下，地源熱泵系統(tǒng)將給地下造成很大的冷熱量不平衡，使土壤溫度升高，這會有利于冬季供暖運(yùn)行，而不利于夏季制冷運(yùn)行，甚至若干年后不能向地下排熱。本文結(jié)合天津一示范工程及其利用計(jì)算機(jī)自動監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所獲得的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對埋地?fù)Q熱器向地下排熱量與從地下取熱量不平衡對地源熱泵機(jī)組以及系統(tǒng)運(yùn)行性能的影響進(jìn)行分析研究，為地源熱泵的工程設(shè)計(jì)提供參考。
2 組合型垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)
本地源熱泵系統(tǒng)埋地?fù)Q熱器采用樁埋管和垂直豎井埋管兩種方式，所有埋管均采用高密度聚乙烯塑料管，鉆孔直徑為300mm，樁埋管埋深為20m，共60口；垂直豎井埋管埋深為90m，共21口。
地源熱泵示范工程運(yùn)行系統(tǒng)流程主要由三部分組成：
1)地下埋管換熱器閉式循環(huán)系統(tǒng)；
2)半封閉單螺桿壓縮式熱泵機(jī)組；
3）空調(diào)末端循環(huán)系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控和采集系統(tǒng)（SCADA）包括測溫部件銅—康銅鎧裝熱電偶、流量傳送器、功率變送器、PLC下位機(jī)、組態(tài)王軟件和PC上位機(jī)。地源熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測試的對象如下：地下不同深度上的土壤溫度（見圖2），樁埋、井埋進(jìn)出口水溫、流量，以及機(jī)組和水泵等功率。
3 土壤冷熱量平衡分析
截至到本文完成時，共取得兩個制冷季（2003-7-11到2003-9-7與2004-6-1到2004-9-21）和兩個供暖季（2003-11-17到2004-3-16與2004-11-11到2005-3-22）的完整運(yùn)行數(shù)據(jù)。建筑總面積為3715m2，夏季設(shè)計(jì)冷負(fù)荷320kW，冬季設(shè)計(jì)熱負(fù)荷147kW。通過處理所得數(shù)據(jù)，得到整個系統(tǒng)運(yùn)行兩年來向地下排熱量與從地下取熱量見表1。數(shù)據(jù)處理方法見參考文獻(xiàn)[3]。
表1冬夏季地源熱泵系統(tǒng)向土壤排/從土壤取熱量
| 運(yùn)行時間 | 2003年夏季 | 2003-2004年冬季 | 2004年夏季 | 2004-2005年冬季 |
| 排熱量/kWh（kWh） | 110045.6 | — | 98831.3 | — |
| 取熱量/kWh（kWh） | — | 45685.3 | — | 68854.9 |
從上表可以看出，該地源熱泵系統(tǒng)夏季向地下排熱量明顯大于冬季從地下取熱量，其中以2003年夏季排熱量與2003到2004年冬季取熱量相差最大。
4 地下土壤溫度變化
從圖3可以看到，土壤溫度隨制冷季不斷升高，隨供暖季不斷降低。圖中也可以看出巨大的排取熱量差值使土壤平均溫度有升高的趨勢。經(jīng)過第一個全年運(yùn)行（2003夏季與2003到2004冬季），7點(diǎn)溫度升高了0.6℃，第二年后又升高了0.3℃，可見這種升高的趨勢在減小。定性分析，土壤溫度升高會有利于地源熱泵系統(tǒng)冬季供暖運(yùn)行，不利于夏季制冷運(yùn)行。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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