土壤源热泵系统土壤热平衡的评价方法研究

吕 超　郑茂余

(1 浙江理工大学建筑工程学院　杭州　310018；2 哈尔滨工业大学市政环境工程学院　哈尔滨　150090)



土壤源热泵系统土壤热平衡的评价方法研究

吕 超1郑茂余2

(1 浙江理工大学建筑工程学院杭州310018；2 哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090)

土壤源热泵；土壤热平衡；评价方法；年热平衡率；辅助冷热源

地源热泵(ground-source heat pump，GSHP)是以温度较为稳定的浅层地表作为热源或热汇的热泵，是一种高效节能的能源利用技术。可分为三种形式：土壤源热泵(ground-coupled heat pump，GCHP)，地表水源热泵和地下水源热泵。其中，利于环保的GCHP技术被认为是当今世界最具发展前景的空调技术之一。

要使GCHP系统能够长期高效的运行，需要保持土壤以年为周期的热平衡。我国地域辽阔，不同气候区内的冷暖程度相差很大，仅依靠GCHP系统就能维持土壤热平衡的区域十分有限。对于热负荷大于冷负荷的北方地区，需要辅助热源向土壤中补充热量，如利用太阳能，即太阳能-土壤源热泵系统；对于冷负荷大于热负荷的南方地区，需要辅助冷源向土壤中补充冷量，如利用冷却塔或蓄冷装置。有学者将这种系统称为混合地源热泵系统[1]。

目前，针对GCHP及其相关的混合系统的研究是建筑节能和暖通空调领域的热点研究问题，国内外学者都进行了广泛深入的研究，主要集中在土壤换热器的理论和模型、地下温度场的模拟、回填材料的选取、设计和模拟软件的开发、蓄热蓄冷技术、系统的设备匹配和运行模式转换、系统的热力学和经济学分析等方面[2-5]。……