热回收降低地源热泵冷热不平衡的研究

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冷热负荷非平衡地区土壤源热泵土壤热失衡研究现状及其关键问题

ＹＡＮＧＷｅｉ－ｂｏ，ＺＨＡＮＧＳｕ — ＳＵ
（ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５１２７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｔｈｅｒｍａｌｉｍｂａｌａｎｃｅｉｓａｃｏｍｍｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｎｇｒｏｕｎｄｃｏｕｐｌｅｄｈｅａｔｐｕｍｐ（ＧＣＨＰ）ｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｅｄｉｎｄｉｓ－
８０
ＦＬＵＩＤＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．１，２０１４
文章编号：１００５—０３２９（２０１４）０１— ００８０— ０８
冷热负荷非平衡地区土壤源热泵土壤热失衡研究现状及其关键问题
杨卫波。张苏苏
ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓａｎｄＫｅｙＰｒｏｂｌｅｍｏｆＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＴｈｅｒｍａｌＵｎｂａｌａｎｃｅｏｆＧｒｏｎｄｕＣｏｕｐｌｅｄ
ＨｅａｔＰｕｍｐＯｐｅｒａｔｅｄｉｎＤｉｓｔｒｉｃｔｓｗｉｔｈＵｎｂａｌａｎｃｅｄＣｏｏｌｉｎｇａｎｄＨｅａｔｉｎｇＬｏａｄ
际应用提供参考。Байду номын сангаас

地源热泵热平衡问题探讨

1 引言所谓的地源热泵，即是利用热泵提高冬天时大地的低位热能，从而供给热量给建筑，且可有效降低大地温度，并把冷量存储下来，供夏天使用。

当夏天温度相对较高时，热泵所起的作用是将建筑内热量转至地下，从而达到给建筑降温的效果，除此之外，还需将所转移的热量存储下来，用于冬季供热。

岩土地下水以及地表水均在地源热泵系统中扮演了低温热源的角色，而地热能交换系统，水源热泵机组以及建筑物内系统共同构成了地源热泵系统。

地源热泵系统主要是对地表浅层加以利用，进行能源的存储工作。

这些能源不会受限于地理位置，也可被人们充分循环利用，这就是所谓的可再生能源。

因此地源热泵技术的使用有高效利用、能源节约、成本较低等优势。

2 地源热泵热平衡问题2.1 地表浅层冷热负荷存在不平衡地源热泵就是对地热换气加以利用，实现地表浅层温差能的提取，而后通过热泵机组扩散热源至其周围。

一旦热泵系统需要常年运行，对地表浅层热能加以利用，相关工作人员则必须要考虑工作过程中提取和放出热能的土壤源热泵热平衡问题。

就我国实际情况而言，我国拥有广阔的领土，各地区有着明显的气候差异，这一情况是导致我国大部分区域建筑物地表浅层出现冷热负荷不平衡的主要原因。

我国西北地区的建筑物地表冷热负荷相对较大，一旦常年在地表进行热量的提取和放出工作，如果做不好热量平衡工作，则会在地下土壤出现热堆积的情况，也就是所谓的土壤热失衡。

该现象的发生不会通过大地土壤的自身运动进行修复，严重时会使土壤内的能量无法被人们提取，且进行循环和利用，这也是土壤出现热失衡情况的不可逆原因。

一旦大地土壤出现热堆积现象，而地源热泵系统还在持续运行，土壤自身扩散能量的能力则完全超负荷运转，土壤温度偏离原始温度，浅层温度处于持续降低和升高的趋势。

如此一来，在夏季使用热泵机组时则无法取得较好的制冷效果，也会大幅度降低机组的运行效率。

2.2 设计地源热泵地源热泵热平衡问题探讨谭绪飞（贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队，贵州凯里 556000）摘要：地源热泵系统运行的地源热平衡是利用大地蓄能来实现的，高效能、环保、成本低是其最为突出的优点，也因此得到了广泛的应用。

排取热量不平衡对地源热泵运行性能影响的实验研究

排取热量不平衡对地源热泵运行性能影响的实验研究下面是本店铺给大家带来关于排取热量不平衡对地源热泵运行性能影响的实验研究，以供参考。

结合一地源热泵示范工程，建立了竖井与地基桩单U型管埋地换热器联合使用的地源热泵系统的综合性能实验装置。

通过对系统两年运行测试数据的分析，研究了埋地换热器向地下排热量与从地下取热量不平衡，对系统制冷以及供暖运行性能影响情况，为地源热泵的工程设计提供了参考。

1 引言地源热泵系统的运行性能受多种因素影响，如埋管周围土壤、回填材料的热物性，建筑物的冷热负荷等。

在我国大部分地区，建筑物的冷负荷以及其运行时间往往大于供暖负荷，在这种情况下，地源热泵系统将给地下造成很大的冷热量不平衡，使土壤温度升高，这会有利于冬季供暖运行，而不利于夏季制冷运行，甚至若干年后不能向地下排热。

本文结合天津一示范工程及其利用计算机自动监控和数据采集系统所获得的运行数据，对埋地换热器向地下排热量与从地下取热量不平衡对地源热泵机组以及系统运行性能的影响进行分析研究，为地源热泵的工程设计提供参考。

2 组合型垂直埋管地源热泵系统本地源热泵系统埋地换热器采用桩埋管和垂直竖井埋管两种方式，所有埋管均采用高密度聚乙烯塑料管，钻孔直径为300mm，桩埋管埋深为20m，共60口；垂直竖井埋管埋深为90m，共21口。

地源热泵示范工程运行系统流程主要由三部分组成：1)地下埋管换热器闭式循环系统；2)半封闭单螺杆压缩式热泵机组；3）空调末端循环系统。

数据实时监控和采集系统（SCADA）包括测温部件铜—康铜铠装热电偶、流量传送器、功率变送器、PLC下位机、组态王软件和PC 上位机。

地源热泵系统实验测试的对象如下：地下不同深度上的土壤温度，桩埋、井埋进出口水温、流量，以及机组和水泵等功率。

3 土壤冷热量平衡分析截至到本文完成时，共取得两个制冷季（2003-7-11到2003-9-7与2004-6-1到2004-9-21）和两个供暖季（2003-11-17到2004-3-16与2004-11-11到2005-3-22）的完整运行数据。

土壤源热泵系统地下热平衡问题分析

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谢谢大家！
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地下热平衡的解决措施
纠正对土壤源热泵认识——解决地下热平衡的意识问题
正确认识与理解土壤源热泵的实质——以地下土壤作为蓄能体的地下蓄能及再利用系统，应把地下当作蓄能体来使用。
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系统热平衡的校核计算
系统设计前应对拟建项目进行全年动态负荷计算及至少一年的地下埋管区土壤温度场的数值模拟，掌握全年负荷特征及地下土壤温度的变化趋势，并考虑过渡季及间歇运行时土壤温度恢复情况。在此基础上，以年为时间尺度，以土壤温度复原作为评价基准，来对地下埋管的深度、数量及间距进行优化设计。
6
计算结果
➢ 夏季放热大于冬季吸热情况
夏季放热150d后土壤温度分布/℃
7
运行一年后土壤温度分布/℃
8
运行10年后土壤温度分布/℃
9
中心温度/℃
32
30
28
26
24
22
20
18
16 0
2
4
6
8 10
运行时间/年
埋管区中心温度随运行时间变化
10
➢ 冬季吸热大于夏季放热情况
冬季吸热150d后土壤温度分布/℃
释能结束恢复后
先外后内释能模式土壤温度分布
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（1）从能源有效利用的角度考虑（防止热扩散）外强内弱模式优于内强外弱模式，先内后外模
式优于先外后内模式。（2）从土壤热平衡角度考虑（强化热扩散）
内强外弱模式优于外强内弱模式，先外后内模式优于先内后外模式
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➢ 埋管区域土壤温度变化的监控
在埋管区土壤关键位置设置温度传感器，及时监控土壤温度的变化，一旦温度超过设定置时，可以开启辅助调峰设备，避免热堆积。

热回收降低地源热泵冷热不平衡的研究

ｒｕｄｓｒｅｈａｐｍｐｓｓｐｉｔｈｅｔｎｂｔｅｈｌｅｒｅｔｃｄｕｂｌｃｎｏｌａｒｇｏｎ－ｕｃｅｔｕｙｔｍｔｏｔｕｅｒｌｉｅｅｎｗｏｅｙａｈａ（ｌ）ｎａｎｅａｄｓｉｌｅｏｅｏｎｏｔａｏｗｏａｙｔｍｅａｒ．ｕ・ｎｔｎｒｌｉｅｅｎｈａ（ｏｄｉａｎｅｎｅａｅｔｐｒｔｅｆｈｏｌｅｆｔｅｐｒｕｅＳｂｆｃｏａｏｂｔｅｅｔｃｌ）ｍｂｌｃｄａｒｇｍｅｕｅｓｉｉａｏｔｄｔｕｉｅｔｎｗａａｖｅａｒｏｔｌｓｓｂｉｅ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＵｓｉｎｇＨｅａｔＲｅｃｏｖｅｒｏＤｅｃｒｙｔｅａｓｔｅｈｅＨｅａｔＩｂａｌｃｅｍａｎｏｆａＧｒｏｕｎｓｏｕｒｅｄ－ｃｅＨａｔＰｕｍｐ
ＨＵｉｏｗｅＳｉｏｚｎｚＺＨＡＮＧｉｄｎ ‘ＦＸａ－ｉＨＩａ — ｅｇ，，ＸＨａ — ｏｇ，ＡＮｉｎｂｎＺＨＡＯｉｎＪａ — ｉｇ，Ｊａ１ＣｈｎｃｔｃｕｅＤｅｉｎ＆ＲｅｅｒｈＩｓｉｔ．ｄｉａＡｒｈｉｔｒｓｇｅｓａｃｎｔｕｅＣｏ．Ｌｔ．ｔ
ｓｎｆａｔｅｕｅｕｄｒｏｎｅｔ（ｏｄｎａａｃ．ＣＤｏｌｉａｓｓｄｔｉｌｔｏｇｔｒｉｉｃｎｌｒｄｃｎｅｇｕｄｈａｃｌ）ｕｂｌｎｅＦｔｏｓｌｕｅｏｓｇｉｙｒｏｍｕａｅａｌｎ — ｍ—ｒｎｉｇｅｕｎｎ

地源热泵实际使用中的热平衡问题

地源热泵实际使用中的热平衡问题地源热泵是21世纪的一项最具有发展前途的具有节能和环保意义的制冷空调技术。

地源热泵优点：1.利用大地的蓄能作用，环保效益显著。

2.高效节能，运行费用低。

3.运行安全稳定，可靠性高。

地源热泵缺点：地源热泵冬夏两季向大地取热量和排热量不平衡。

热平衡问题分析：地源热泵通过热泵将大地中低位热能提高，对建筑供暖，同时使大地中的温度降低，即蓄存冷量以备夏季使用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对建筑进行降温，同时在大地中蓄存热量，以备冬季使用。

这一特点决定了该项技术适用于夏热、冬冷且冷热负荷相当的地区。

若该系统在冷热负荷不平衡的情况下长期运行，将会使土壤温度逐渐上升或下降，导致地埋管换热器换热环境恶化，换热效率下降，从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。

以夏季和冬季不平衡率为3％和10％两种条件，得出的结果如下：以五年为一个周期来看，土壤温度逐年升高，温升分别升高了0.81℃和2.77℃。

地源热泵系统在热量不平衡率仅为10％的情况下运行五年，土壤温度就明显的升高了2.77℃，可以推想，若在热平衡率更大时，若不采取必要措施，地源热泵系统运行一段时间之后很可能就无法正常运行。

解决方案：根据实测和理论计算，建议以不平衡率20％为界线，即在20％以下时由于土壤本身具有一定的热扩散能力和蓄热能力，热量不平衡对热泵的运行影响不大，不需要采取措施。

当热平衡率相差较大（20％以上），需要采取辅助措施：辅助供热和辅助冷却方式。

称为复和式地源热泵系统。

以热负荷为主和以冷负荷为主的两种情况分析：1.系统的释热量小于吸取热量。

若地源热泵系统在这种情况下长时间运行，将会使土壤温度逐渐下降，使地埋管换热环境恶化，降低换热效率，使出水温度降低，并造成热泵机组的蒸发温度降低，从而影响热泵机组的效率和运行的经济性。

2.系统的释热量大于吸取热量。

原理与上述相反，后果一样。

为解决这个问题并提高系统的经济性，在地源热泵系统设计时综合考虑。

地埋管地源热泵系统的热失衡及解决措施

统，它也有自己的缺点。首先，它投资高。因为地
下钻井埋管和打井都需要高额的费用，有的工程地
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｐｉｒｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｈ－
（４）复合式系统管理运行不当。运行操作人员
嫌麻烦，空调季随着负荷增长不及时甚至完全不开调峰设施，或经常在空调负荷不大时只开调峰设施而不运行地埋管地源热泵系统，都将影响调峰设施的冷热平衡功能，进而导致冬夏季取放热量不平衡，使土壤出项热堆积。
ｉｍｂａｌａｎｃｅ，ｃｏｎｔｕｅｍｅｒａｓｕｒｅபைடு நூலகம்ｓ
负荷Ｘ（１＋１／ＥＥＲ）］＋ ∑输送过程的热量＋ ∑水泵释放热量。地源热泵系统冬季最大吸热量＝ ∑［空调分
引言
近年来，在节能环保和能源紧缺的大环境下，地埋管地源热泵系统在我国北方尤其是夏热冬冷地区逐渐受到了设计院、政府及建设方的青睐，几乎成为夏热冬冷地区全年供冷、供热的最佳选择。它
（５）运行管理不善，过渡依赖于自控系统。任
何控制系统都不是万能的，都需要人来调控和监视
下钻井埋管的费用甚至与地上空调系统的费用接

土壤源热泵系统热平衡问题浅析

土壤源热泵系统热平衡问题浅析摘要：热泵技术是最有效的建筑节能技术之一，近年来，土壤源热泵以其良好的环境效应和节能效果受到极大关注，但是土壤源热泵在应用时存在着部分地区冷热不平衡的问题，因此，如何克服热平衡弊端，扩大土壤源热泵的适用范围已经成为一项热门课题，本文提出了几种克服土壤热平衡问题的解决方案，为今后的土壤源热泵设计提供参考。

关键词：土壤源热泵；热平衡；复合热源热泵1前言地下一定深度的土壤温度相对稳定，土壤源热泵就是利用土壤相对于空气而言，冬季温度高而夏季温度低的特点，以大地作为热源与建筑物进行热交换，从而达到节能的目的，因此被称为21世纪的“绿色空调技术”。

它不需要任何形式的人工热源，冬季从土壤中提取热量，向建筑物供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季向建筑物提供冷量并将建筑物的排热量释放到土壤中，同时蓄存热量，以备冬用。

土壤源热泵系统要保持长期高效运行，就必须保证土壤的热平衡，即冬夏季从土壤中提取和释放热量的平衡，保证以年为周期时的土壤温度场的稳定。

2土壤源热泵系统土壤热平衡问题原因分析2.1冷热负荷不平衡我国幅员辽阔，各地区气候差异较大，很多地区建筑物全年冷、热负荷差异很大，导致土壤源热泵系统冬季从土壤中提取的热量和夏季释放到土壤中的热量难以平衡，因此，土壤源热泵在应用时若不采取措施，而是直接根据需求量取热和放热用以满足冬夏负荷需求，必然会导致土壤温度偏离其原始温度，即土壤热不平衡现象，导致系统性能下降。

在北方地区，冬季热负荷大于夏季冷负荷，热泵从土壤中提取的热量大于夏季向土壤中释放的热量，导致土壤温度降低，机组蒸发温度降低，系统耗功量增加，供热量减少，热泵的循环性能系数COP降低；在南方地区，夏季冷负荷大于冬季热负荷，热泵向土壤中释放的热量大于冬季从土壤中提取的热量，导致土壤温度升高，机组冷凝温度升高，系统耗功量增加，制冷量减少，热泵的能效比EER降低。

因此，土壤源热泵适用于冬夏冷热负荷相差不大的地区，根据实测和理论计算，一般情况下，建议冬夏向土壤的吸排热量相差不大于20%为好[1]。

燃气锅炉排烟余热调节地源热泵系统冷热平衡的应用研究

热泵系统提供补充热能是调节室外换热系统冷热平衡的有效办法。
本工程位于吉林省长春市，地源热泵系统总建筑面积２６０００ｍ，共有两栋建筑，一栋为工厂综合办公楼，一栋为工厂生产辅助用房。经业主与设计院反复论证和实际项目考察，建筑的冷热源采用土壤源热泵系统，利用为工厂生产提供蒸汽的燃气锅炉的排烟废热作为地源热泵室外换热
７０ ×１Ｏ ×３６ＯＯ＝３４３９８ＯＯＯＯＯｋＪ
１．９地源热泵系统冷热不平衡量的计算
冷热不平衡量＝８０５２１１６２１Ｏ一３４３９８Ｏｏ０ｏＯ＝４６１２３１６２１０ｋ ‘ Ｔ
摘要：通过利用燃气锅炉使用时的排烟废热为地源热泵系统的室外换热系统提供补充热源，两个系统形成良好的互补，既解决了我国北方地区应用地源热泵长期运行的地下冷热量平衡的难题，又降低了燃气锅炉的排烟温度，减少了污染物排放。文章介绍了利用燃气锅炉排烟余热解决地源热泵系统地下冷热量平衡的方法及
优先保证锅炉用水加热的需要，合理调节进入节能器的水
温，保持节能器运行在高效率状态。当阀１开度增大时，热水直接进入软化水箱的流量增大，进入地源热泵换热器的流量减小，软化水箱内水温升高，节能器出口水温升高，锅炉除氧器加热用蒸汽量减少；反之则节能器出口水温降低，锅炉除氧器加热用蒸汽
地源热泵技术是目前成熟的供暖制冷技术，已经在很多实际应用中得到了验证，可以冬天供热、夏天制冷，

例析地源热泵项目地下热不平衡影响的定量评估

例析地源热泵项目地下热不平衡影响的定量评估1 地下热平衡校核在笔者参与设计的某奥运村幼儿园能源系统中，地源热泵是冬季太阳能供暖系统的辅助热源、夏季复合蓄冷系统的主要冷源，地源热水器是生活热水的辅助热源，常年运行制热工况。

在夏季，当热泵制冷、热水器制热同时运行时，因地下埋管换热器共用，故成为一个水环热回收地源热泵系统（简称水环地源热泵），如图1.所示。

采用热回收方式，不仅可同时提高地源热泵和地源热水器的运行效率，还可使地源热水器成为地源热泵地下热平衡的技术措施之一。

从表中可以看出，由于采用了太阳能热水系统和跨季节蓄冷系统，水环地源热泵的负荷性质发生了变化，从原来取热量大于排热量转化为排热量大于取热量，即系统运行的整体效果是每年向土壤排入46，000 kWh的热量，地下热平衡不能得到保证。

为实现土壤的热平衡，在本能源系统中需减少向地下的排热量或增大自地下的取热量。

对于前者而言，当跨季节蓄冰系统容量确定后，可采取增加冷却塔的方式辅助散热；而后者则可调整热水系统的运行模式，通过减少太阳能热水系统的有效供热量，来增大地源热泵（制热）和热水器的运行时间，从而达到地下热平衡，但这样将造成太阳能热量的大量浪费，有违太阳能热水系统优化的可再生能源利用原则。

地源热泵向地下的排热量大于其取热量，多余的热量会在地下积累，引起地下年平均温度的升高。

由于地表作为地下热量的散热边界，有助于地下多余热量的散出，待时间足够长以后，每年多余的熱量就可通过地表散出，使地下达到新的热平衡状态，此后地源热泵系统将运行在这个基本稳定的“高温”工况。

所以本节将考察地源热泵在热不平衡条件下，长期运行后对地下温度的影响大小，如果地温重新稳定后的升温幅度较小，系统仍能在正常高效运行，则可以忽略热不平衡所带来的影响；否则，将必须在能源系统设计与控制中采取措施，以实现地下土壤的热平衡。

2 地下热不平衡影响评估为得到系统运行后地下温度的变化规律，需对地热埋管换热器进行详细的传热分析，其基础为单个钻孔的传热分析，对于多个钻孔的情况可在单个钻孔分析的基础上采用叠加原理进行分析处理。

土壤源热泵系统热平衡问题浅析

关键词：土壤源热泵热平衡复合热源热泵1前言地下一定深度的土壤温度相对稳定，土壤源热泵就是利用土壤相对于空气而言，冬季温度高而夏季温度低的特点，以大地作为热源与建筑物进行热交换，从而达到节能的目的，因此被称为21世纪的“绿色空调技术”。

土壤源热泵系统要保持长期高效运行，就必须保证土壤的热平衡，即冬夏季从土壤中提取和释放热量的平衡，保证以年为周期时的土壤温度场的稳定。

因此，土壤源热泵适用于冬夏冷热负荷相差不大的地区，根据实测和理论计算，一般情况下，建议冬夏向土壤的吸排热量相差不大于20%为好[1]。

地源热泵系统的热回收分析

通过计算可以得到未进行热回收时全年向地下的放热量为 335 345 kW h。
根据以上计算结果及( 9) 、( 11) 式计算后可知: 夏季工况下地埋管长度为 10 881 m ; 冬季工况下地埋管长度为 7 412 m。因此, 该工程的地埋管设计长度为 10 881 m。
3 结束语
根据本文对热回收系统的介绍与分析以及对工
该系统采用双冷凝器, 冷凝器 1 吸收冷凝热生产生活用水, 冷凝器 2 在制冷工况下向地下释放热量, 在采暖工况下供热给用户采暖。 1 2 放、取热量计算
夏季工况下, 该系统处理空调冷负荷向土壤放热, 生产生活热水吸收热量, 夏季的放热量也就是全
收稿日期: 2010 11 20; 修改日期: 2010 12 08 作者简介: 张娟娟( 1986- ) , 女, 安徽合肥人, 合肥工业大学硕士生;
沈致和( 1963- ) , 男, 安徽合肥人, 博士, 合肥工业大学教授.
80 工程与建设 2011 年第 25 卷第 1 期
张娟娟, 等: 地源热泵系统的热回收分析
建筑节能 JIANZH UJIE NE N
年的放热量。根据文献[ 4] 可以得到如下能量关系: 当冷凝热回收满足生活热水负荷时
Q f = Q f '- Qr1
( 上接第 18 页)
4 桥梁分期适时改造的可行性分析
耿楼枢纽于 2007 年开工建设, 2009 年 5 月 20 日下闸蓄水, 6 月 1 日开闸通航, 由于耿楼闸的蓄水, 耿楼闸上水位抬高, 正常蓄水位达 33. 50 m ( 沙颍河近期治理工程总体初步设计报告及图 3 2009~ 2010 年界首水位过程线) 。从界首 2009 年 6 月~ 2010 年 3 月水位过程线可看出, 中低水位抬高约 3 m 以上, 界首市裕民桥、界首 ( 老 S204) 沙颍河桥碍航天数 183 d/ a, 太和县颍河一桥多年平均碍航天数 343 d/ a、太和县颍河二桥多年平均碍航天数虽然只有 2. 8 d/ a, 但高水位时通航净宽仅 22 m, 影响安全, 因此 4 座桥急需要改建; 临界郸公路桥、阜阳市颍河北大桥、颍河南大桥、京九铁路颍河大桥, 阜周高速公路颍河大桥 5 座桥达不到级航道标准, 但可滿足 V 级航道标准, 桥梁多年平均碍航天数分别为 0. 5、 0. 6、2. 5、2. 4、0. 6 d/ a, 影响时间短, 为了合理使用航道建设资金, 根据货运量预测结果, 船舶数量增长及

降低再热能耗的空调热回收系统分析

降低再热能耗的空调热回收系统分析摘要：目前应用最广泛的空调系统为一次回风系统，空气经过集中处理后送入室内。

在空气处理机组中，混合空气经表冷器冷却除湿处理后经再热器再热，这种降温后再热的过程称为“冷热抵消”造成了大量能量的浪费。

利用热回收装置能消除再热能耗，有效改善“冷热抵消”现象。

本文主要对降低再热能耗的空调热回收系统进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：空调热回收系统；再热能耗；降低策略引言随着经济的飞速发展，在国家的可持续发展战略下，节能减排显得越来越重要。

对于空调机组来说，要显示多功能节能措施尤为重要。

而加大空调热回收系统降低再热能耗研究具有重要的意义。

1热回收空调机组装置的应用1.1热回收装置使用说明在夏季工作模式下，关闭第一风扇开关的风量控制阀门，关闭出风口的风量控制阀门，打开第二风扇开关的风量控制阀门，并且进气口的空气量控制阀门打开。

室外新鲜空气进入空调机组壳体并由平台冷却器处理。

由于冷空气在平台冷却器上开启，所以可以发送冷空气通过第二风扇机构来达到夏季制冷的目的。

在冬季工作模式下，封闭第二风扇开关的风量调整阀门，关闭进风口的风量调整阀门，打开第一风扇开关的风量调整阀门，并且排气口的风量调整阀门打开。

表面冷却器中的水是须要在室外预热的低温水，当室内热空气与表面接触时产生热交换冷却器，并且将表面冷却器中的循环水加热，并且将表面冷却器中的环形水和水源热泵连接以在夏天水热泵工作条件下工作的水冷螺杆提供热源。

1.2热回收空调机组的优点多功能热回收空调机组的优点包括五点，简要分析如下：第一，多功能配机，免热水制造，能效比高，热回收机组的制热效率远远超过各种锅炉，同时又为空调系统提供冷量，是优秀的锅炉替代品。

第二，适用于同时需要冷量和热量的项目。

热回收机组运行必须有足够的基本冷负荷，通常将热回收机组与其他单冷机组组合在一个系统中。

节能高效，不消耗不可再生资源，无污染。

第三，舒适性好，维持方便，安装无限制，占地面积小，无需机房；第四，运营成本高，无安全隐患，寿命长；第五，应用范围广泛，非常适合酒店，洗浴中心，娱乐场所，医院，餐厅，工厂宿舍，体育馆等对空调和热水的需求。

采用热回收方式解决土壤热平衡问题的工程实例及分析

采用热回收方式解决土壤热平衡问题的工程实例及分析武汉科技大学姚远符永正摘要：结合工程实例对地埋管地源热泵技术应用中的土壤热平衡问题进行了分析，并介绍了目前常用的几种解决该问题的技术措施，针对采用热回收生产卫生热水作为部分辅助冷源的方式，进行了工程实例的计算和分析。

关键词：地埋管地源热泵土壤热平衡多余热量回收利用1 序言地埋管地源热泵系统如今在国内已得到较多的应用，在应用中也遇到了一些问题，其中土壤热平衡问题尤为突出。

当地埋管地源热泵系统冬夏兼用时，在北方地区建筑热负荷大于冷负荷，所以系统冬天从土壤中提取的热量比夏季向土壤中排放的热量大，而南方地区则相反，于是就会造成土壤得失热量的不平衡。

长期如此，地下土壤平均温度会下降或上升,尤其是在地埋管管群集中的中心区域,系统与土壤的换热能力将不断下降，导致系统能效的下降。

本文在介绍常用的热平衡措施的基础上，主要对采用热回收的方式，针对一个工程实例进行计算和分析。

2 解决地源热泵系统热平衡问题的方法土壤热平衡问题是地埋管地源热泵系统设计与应用中需要解决的首要问题，如今已经有不少方法应用在实际工程中，并取得了不错的效果，比如在系统中加入辅助冷热源、间歇式控制等措施。

其中使用较为广泛的措施就是采取混合式地源热泵系统。

混合式地源热泵即地埋管换热系统与辅助散热设备或辅助热源混合使用的热泵系统，分为室内换热系统和室外换热系统两大部分[1]。

2.1 冷却塔-地埋管地源热泵在南方地区，建筑负荷特点一般是夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以土壤热平衡问题是体现在土壤热量的堆积上。

在此种负荷特点下，设计中地埋管的热容量是以建筑物的热负荷作为设计基础，夏季供冷时采用辅助散热设备散去室内多余热量。

冷却塔是混合式地源热泵系统最常用的散热设备，在大部分工程设计中，通常是根据建筑全年累计总负荷计算热量得失，由系统对土壤取热量与散热量之差计算冷却塔循环水量从而选取冷却塔型号，在控制冷却塔时则固定时间启停。

地源热泵系统热平衡分析

地源热泵系统热平衡分析摘要：地源（土壤源）热泵系统长期运行后会出现一个问题：土壤热不平衡问题，这是一个会严重影响系统高效稳定运行的问题，同时对土壤环境造成影响，基于地源热泵系统土壤热不平衡问题，本文从多角度进行了分析并提出了相应的改善措施。

近年来地源热泵应用的数量和规模在不断增加，该系统主要应用于住宅、写字楼和商场[1]。

地源热泵系统是在土壤中设置U型地埋管群作为系统的换热器，通过管内闭式水循环来进行放热或取热，这样系统在运行过程中不会对地下水和土壤造成污染，所以系统稳定性高，适用的范围较广。

但是该系统在多年的实际工程运行中，普遍出现了土壤热不平衡问题，即在地源热泵系统应用的范围内，系统换热端在运行周期内在土壤中的释热量和吸热量不等，土壤的热不平衡问题会随着运行年数的增长逐渐凸显，从而造成系统运行的效率逐步降低，同时土壤温度的变化对周边环境也有一定的影响，基于上述问题，本文对该问题产生的原因从对角度进行分析并提出的相应改善措施。

一、土壤热不平衡产生的原因地下土壤作为地源热泵系统的冷热源，夏季制冷时将室内热量取出释放到土壤中，冬季又从土壤中取出热量用于室内制热，循环往复这样实现能源的再生利用，因此为了保证系统的高效稳定运行，必须保证全年内地源热泵埋管换热器运行所在区域土壤的热平衡。

但是很多工程应用中地源热泵系统随着运行年数的增加，土壤中形成了热量或冷量的堆积，即土壤热不平衡。

土壤热不平衡造成埋管区域内的土壤温度升高或降低，使之逐渐偏离系统正常运行所需要的温度，从而系统的运行效率和稳定性会大大降低，而且土壤温度变化会在一定程度上对周边的生态环境造成影响[2]，因此必须解决土壤热不平衡这个问题。

根据现有的文献研究[3]，在全年热不平衡率为3%和10%的情况下，系统经过5年运行后，埋管区域内土壤的温度分别增长了0.81℃和2.81℃，可以看出埋管周围土壤温度的变化幅度随着热不平衡率的增加而增加，因此对系统的运行效率影响也增大。

地埋管地源热泵系统的热平衡问题分析

文章编号：CAR179地埋管地源热泵系统的热平衡问题分析马福一刘业凤（上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093）摘要通常，地埋管地源热泵年运行的吸排热不平衡，这会导致热堆积，引起系统性能下降。

结合浅层地热资源的性质和地域特性，综合分析了地埋管地源热泵热平衡问题的由来，及其对热泵运行和生态环境的影响，并结合热平衡问题的影响因素提出了解决热平衡问题的技术思路。

关键词地源热泵热平衡地域特性生态环境ANALYSIS OF HEAT BALANCE IN GROUND-SOURCE HEAT PUMPMa Fuyi Liu Yefeng(College of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, P.R.China)Abstract Usually,the annual absorbing and releasing load are always different in Ground-source heat pump running which will lead to heat accumulation, and the heat pump performance will degrade. Based on nature of shallow geothermal resources and regional characteristic, the cause of ground heat imbalance in Ground-source heat pump is analyzed. And heat imbalance impacting on heat pump operation and the ecological environment are also analyzed. Combined with the influencing factors of imbalance, the technical considerations for solving this problem is put forward.Keywords Ground-source heat pump Heat balance Regional characteristic Ecological environment.0 引言地源热泵系统主要利用储存于地表浅层近乎于无限、不受地域限制的低焓热能，属于可再生能源利用技术，具有高效节能、低运行成本和良好的社会环保效益等优点[1]。

地源热泵冷热平衡分析

尊敬的郎总、及各位领导您们好;首先我先自我介绍一下：北京永源热泵公司的佟天佐，在2012年为奔驰总装车间做的地源热泵工程，对您们在地源热泵工程中给予的支持表示衷心的感谢！奔驰下期工程是否还用热泵系统，经证明地源热泵还是一套好的供暖制冷系统，节能环保。

一、根据北京节能减排目标地源热泵应用的必要性近年来，我国地源热泵行业发展迅速，各地的地源热泵项目不断增加，这不仅得益于我国丰富的地热资源、相关技术的不断完善，还得益于来自节能减排的压力。

国家“十二五”规划、《节能减排“十二五”规划》等均明确提出了我国节能减排的目标，到2015年，单位GDP二氧化碳排放降低17%;单位GDP能耗下降16%;非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点;主要污染物排放总量减少8到10%的目标。

2013年1-5月，我国规模以上工业能源消费量为111183万吨标准煤，同比增长2.98%，增速较去年同期加快0.42个百分点;六大高耗能行业能源消费量均实现同比增长，我国节能减排形势严峻。

地源热泵系统的能量来源于地下能源，它不向外界排放废气、废水、废渣，是一种高效节能系统，完全符合我国能源和经济可持续发展的方向。

同时，作为可再生清洁能源，地热能已纳入“十二五”能源规划。

国家初步计划在未来5年，完成地源热泵供暖(制冷)面积3.5亿平方米，按每平米200-300元的投资强度，总投资金额可达700-1050亿元。

据空调制冷大市场专家介绍，我国地源热泵经过几十年的发展已经具有很大的市场，生产地源热泵的厂家有一百多家，国外先进地源热泵技术也逐渐向国内引进，无论是在规模上还是在质量上，都在逐渐接近世界先进水平行列。

同时，国内已有多家学术机构建立起土壤源热泵实验台，主要开展对地下换热器和地面热泵设备长期联合运行的研究。

我国地源热泵技术的建筑应用面积已超过1.4亿平方米，全国地源热泵系统年销售额超过80亿元，并以20%以上的速度增长，单体地源热泵系统应用面积高达80万平方米。

热回收降低地源热泵冷热不平衡的研究

生活卫生热水的要求，这一类建筑比较适合采用地源热泵机组。该类建筑可以在夏季提供空调冷量，过渡季节空调采用全新风，冬季提供空调热量，同时全年利用地源热泵机组提供生活热水。目前在夏季供冷的同时提供热量的方案比较少，这里采用在地源热泵主机地源侧增加热回收的方式来解决该矛盾。图 1 为这种热量回收方式的原理图：当主机需要制冷时，阀门 V1 关闭，V2 开启；当主机制热时，阀门 V1 开启，V2 关闭。
经计算得：Q 吸 ''=3139097 kWh。（4）采用热回收时全年向地下的总排热（冷）量采用热回收时全年向地下的总排热（冷）量 Q 可按下式计算：
（11）经计算得：Q=108332 kWh。符号为正，说明全年的总体效果是向地下排热。（5）不用热回收时对土壤的总排热（冷）量计算不用热回收时，空调制冷向土壤侧总排热量 Q 放按式（7）计算，空调制热季向土壤侧总排冷量 Qx 吸和全年向土壤的总排热量 Qf 分别按下式计算：
（2）过渡季节从地下取热量过渡季节只有生活热水需要取热：（3）冬季从土壤取热量为冬季从土壤取热量，可按下式计算：
（10）式中：Q6、Q7、Q8、Q9 分别为对应 100%、75%、50%、25% 负荷时段系统排热量；Q6''、Q7''、Q8''、Q9'' 分别为对应 100%、75%、50%、25%负荷时段生活热水取热量。
Researc h of Using Heat Rec overy t o Dec rease t he Heat Im balanc e of a Gr o u n d -s o u r c e H e a t Pu m p
HU Xiao-wei1, SHI Xiao-zeng2, ZHANG Hai-dong1, FAN Jian-bing1, ZHAO Jian1 1 China Architecture Design & Research Institute Co., Ltd. 2 HVAC Institute, Tongji University

冷热负荷非平衡地区土壤源热泵土壤热失衡问题的研究的开题报告

冷热负荷非平衡地区土壤源热泵土壤热失衡问题的研究的开题报告一、研究背景及意义目前，随着经济的快速发展和人口的快速增长，全球的能源需求也在快速增加，传统的能源应用已经无法满足人们对节能环保的需求。

因此，相关领域的研究人员开始寻求新的清洁高效能源替代方案。

在这些替代方案中，热泵在发展过程中得到了广泛的关注和应用。

土壤源热泵是一种较为常见的热泵系统，它利用土壤低温区的热能来提供冷热负荷，因其节约能源、环保、稳定性好等特点，被认为是未来取代传统燃煤、燃油冷热源的主要替代方案之一。

然而，在某些地区，由于冷热负荷的不平衡和气候的变化，导致土壤源热泵的热能供需失衡，出现热量积聚或热不足等问题，从而导致系统效率下降、设备寿命损失等问题。

因此，对于非平衡地区土壤源热泵的热失衡问题进行研究，不仅有助于提高系统能效和运行稳定性，而且对于促进土壤源热泵在全球范围的应用推广和开发具有重要的意义。

二、研究内容和拟解决问题本研究主要针对非平衡地区土壤源热泵的热失衡问题进行研究，主要包括以下内容：（1）研究目标：分析非平衡地区土壤源热泵的冷热负荷、气候变化等相关因素，建立热失衡模型，系统性分析系统的热量供需情况。

（2）研究方法：采用桌面研究法，对相关文献资料进行综述分析，从土壤源热泵系统的结构特点、热能传递机理等多方面入手，探讨影响系统运行热失衡的主要因素，建立热失衡模型，并针对冷热负荷不平衡的问题制定相关对策。

（3）研究成果：通过建立热失衡模型及相关研究方法，对于非平衡地区土壤源热泵的热失衡问题进行分析和解决，提高系统能效和运行稳定性，同时为相关领域的研究提供参考。

三、预期成果及实现目标通过本研究，预期实现以下目标：（1）建立非平衡地区土壤源热泵的热失衡模型，深入分析导致热失衡的主要因素，制定相关对策。

（2）对于热失衡严重的非平衡地区，提出相应的解决方案，针对性的提高非平衡地区土壤源热泵系统的供热供冷质量、效率和可靠性。

（3）探讨非平衡地区土壤源热泵系统的热失衡问题所面临的挑战和发展趋势，促进该领域的技术创新和发展。