秦永星 赵小利 杨超凡 陈九法

1 中铁十二局集团建筑安装工程有限公司

2 东南大学能源与环境学院

0 引言

在我国大力倡导“ 节能和环保”的趋势下，暖通空调领域的节能改造成为了节能减排的重点内容。地源热泵作为一种利用浅层地热资源的空调系统得到了广泛的推广和应用[1]。土壤源热泵是利用地埋管换热器与地下土壤进行换热，在夏季向土壤释放热量，冬季时从土壤中吸收热量。但是在实际情况中，当系统向土壤的释热量大于取热量时，就会造成“ 热堆积”的问题。图 1 显示南京某一土壤源热泵系统运行1 年后，土壤出现了严重温升。目前，很多学者对土壤源热泵系统的热不平衡性进行了深入研究，但是缺乏对这方面系统的综述。本文旨在总结土壤源热泵系统热不平衡性研究、归纳了通过采取控制策略和系统配置优化来解决“ 热堆积”问题的方法。

图1 南京市某土壤源热泵系统运行一年土壤温度变化

1 解决热不平衡问题的系统优化

1.1 地源侧系统的优化

地源侧埋管换热器系统的成本占整个土壤源热泵系统成本的 1/4～1/3[2]，对地源侧系统的优化不仅可以解决热不平衡问题还可以节约建设成本。多数研究是对埋管换热器、孔井等进行优化，提高系统 COP 进而减少热不平衡。优化的内容包括孔井参数，这里包括孔井之间的间距，数量，布局以及埋管换热器的埋深。另一方面的优化可以针对回填材料的优化，回填材料良好的导热性能，可以帮助周围土壤更快恢复温度，有力与维持系统热平衡。……