地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺陷（下）

　　地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺陷

　　大地耦合熱泵根據(jù)其蒸騰器端與大地?fù)Q熱形式的不同，分為通過熱泵工質(zhì)-水換熱器的間接式體系，及采用熱泵工質(zhì)在埋于地下的盤管中直接膨脹的直接式體系。在間接式體系中，載冷劑或鹽水溶液被用來在熱源和蒸騰器間傳遞熱量，它與直接蒸騰體系相比具有一定優(yōu)點(diǎn)：削減了制冷劑沖灌量，還增加了熱泵體系的靈活性，同時(shí)可使現(xiàn)場(chǎng)工程量降到最低并減免了制冷管的安裝；但其缺陷在于：引入帶有熱交換器的額外流體環(huán)，增加了初出資，也帶來額外溫降。需要針對(duì)運(yùn)行工況優(yōu)化規(guī)劃鹽水回，此外用于載冷劑的流體性質(zhì)也很重要。在直接蒸騰體系中，將蒸騰器盤管直接埋入地下，可有效削減出資，特別適合家庭熱泵體系，它的一種典型安裝辦法是：使用一根或兩根并行的3/4″銅管，每根長90m，分為作為名義上兩缸或三缸壓縮機(jī)的地下盤管，這樣從地下抽熱比通常使用的間接式體系高。

　　水平熱交換管的地下盤管由聚乙烯硬塑料管制成，并水平地敷設(shè)于土壤中。在這項(xiàng)技術(shù)中，管子的敷設(shè)深度和塑料管側(cè)距離是兩個(gè)重要參數(shù)。吸熱地面應(yīng)接近待采暖的建筑物，土壤面積首要取決于土質(zhì)、含水量和該處的太陽照射時(shí)刻。塑料管距離越小則熱利用效率越高，但熱交換管量增大、費(fèi)用上升，因此應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟(jì)性考慮。土壤中鋪設(shè)的管群最好分幾組，單根管長最好不超過100m，否則消耗的泵功率將過大。熱泵工質(zhì)一般采用鹽水溶液，即使在-15℃左右也不會(huì)凍住，低溫的鹽水溶液由土壤吸收熱量，然后傳給熱泵設(shè)備的蒸騰器，再通過熱泵進(jìn)程，由冷凝器供應(yīng)熱分配體系。此外，水平熱交換管還有回流式和串流式等不同的敷設(shè)辦法，從傳熱效果看，后者的供液與回流管之間不存在熱交換，故對(duì)換熱有利，當(dāng)然，終究采用何種方式應(yīng)視具體的土質(zhì)和地形而定。

　　垂直熱交換管就是其導(dǎo)管垂直安裝在土壤中。導(dǎo)管由內(nèi)外兩根管子組成。外管的下端封閉，內(nèi)管敞開，直徑較小。幕墻檢測(cè)在徑向距離相同的情況下插在外管中。導(dǎo)管深度可達(dá)100m，并隨地質(zhì)、水文條件而變化。導(dǎo)管的資料除金屬外，也可采用聚乙烯塑料管。當(dāng)借助垂直導(dǎo)管吸取熱量時(shí)，將載熱劑經(jīng)內(nèi)管由上送至下，然后經(jīng)內(nèi)管和外管間的空間，再流回上方。在載熱劑向上流動(dòng)的進(jìn)程中就吸取了僅靠導(dǎo)管四周的土壤熱量。

　　總之，大地耦合熱泵的熱交換效果與砂土類型、含濕量、成分、密度和是否均勻緊貼換熱面有關(guān)。管材、沙土及地下水的腐蝕作用將影響傳熱和使用壽命。

　　大地耦合熱泵是節(jié)能環(huán)保型暖通空調(diào)技術(shù)，但還有許多有待處理的問題。大地耦合熱泵的顯著特征是用地下埋管換熱器來收回土壤熱源，該換熱器的傳熱將受到地區(qū)氣候和土壤等因素的影響。土壤溫度的分布，不僅是確定地下埋管總傳熱系數(shù)的基礎(chǔ)，而且也決議著大地耦合熱泵的火用效率水平，反映出出資的收回年限、占地規(guī)模大小以及該地區(qū)適于何種地下埋管形式，最終決議該地區(qū)是否適合采用大地耦合熱泵。因此，針對(duì)不同地區(qū)的土壤條件，應(yīng)采用不同的埋管深度和布置形式，這樣能發(fā)生不同的埋管傳熱效果。因此，如何進(jìn)一步強(qiáng)化地下盤管的傳熱進(jìn)程、探討和開發(fā)新型換熱器的結(jié)構(gòu)形式，以及土壤特性對(duì)埋管換熱的影響機(jī)理和計(jì)算機(jī)輔佐模擬試驗(yàn)、制冷劑及載冷劑替代等尚有待研究。