地源热泵技术应用的优缺陷（下）

　　地源热泵技术应用的优缺陷

　　大地耦合热泵根据其蒸腾器端与大地换热形式的不同，分为通过热泵工质-水换热器的间接式体系，及采用热泵工质在埋于地下的盘管中直接膨胀的直接式体系。在间接式体系中，载冷剂或盐水溶液被用来在热源和蒸腾器间传递热量，它与直接蒸腾体系相比具有一定优点：削减了制冷剂冲灌量，还增加了热泵体系的灵活性，同时可使现场工程量降到最低并减免了制冷管的安装；但其缺陷在于：引入带有热交换器的额外流体环，增加了初出资，也带来额外温降。需要针对运行工况优化规划盐水回，此外用于载冷剂的流体性质也很重要。在直接蒸腾体系中，将蒸腾器盘管直接埋入地下，可有效削减出资，特别适合家庭热泵体系，它的一种典型安装办法是：使用一根或两根并行的3/4″铜管，每根长90m，分为作为名义上两缸或三缸压缩机的地下盘管，这样从地下抽热比通常使用的间接式体系高。

　　水平热交换管的地下盘管由聚乙烯硬塑料管制成，并水平地敷设于土壤中。在这项技术中，管子的敷设深度和塑料管侧距离是两个重要参数。吸热地面应接近待采暖的建筑物，土壤面积首要取决于土质、含水量和该处的太阳照射时刻。塑料管距离越小则热利用效率越高，但热交换管量增大、费用上升，因此应做技术经济性考虑。土壤中铺设的管群最好分几组，单根管长最好不超过100m，否则消耗的泵功率将过大。热泵工质一般采用盐水溶液，即使在-15℃左右也不会冻住，低温的盐水溶液由土壤吸收热量，然后传给热泵设备的蒸腾器，再通过热泵进程，由冷凝器供应热分配体系。此外，水平热交换管还有回流式和串流式等不同的敷设办法，从传热效果看，后者的供液与回流管之间不存在热交换，故对换热有利，当然，终究采用何种方式应视具体的土质和地形而定。

　　垂直热交换管就是其导管垂直安装在土壤中。导管由内外两根管子组成。外管的下端封闭，内管敞开，直径较小。幕墙检测在径向距离相同的情况下插在外管中。导管深度可达100m，并随地质、水文条件而变化。导管的资料除金属外，也可采用聚乙烯塑料管。当借助垂直导管吸取热量时，将载热剂经内管由上送至下，然后经内管和外管间的空间，再流回上方。在载热剂向上流动的进程中就吸取了仅靠导管四周的土壤热量。

　　总之，大地耦合热泵的热交换效果与砂土类型、含湿量、成分、密度和是否均匀紧贴换热面有关。管材、沙土及地下水的腐蚀作用将影响传热和使用寿命。

　　大地耦合热泵是节能环保型暖通空调技术，但还有许多有待处理的问题。大地耦合热泵的显着特征是用地下埋管换热器来收回土壤热源，该换热器的传热将受到地区气候和土壤等因素的影响。土壤温度的分布，不仅是确定地下埋管总传热系数的基础，而且也决议着大地耦合热泵的火用效率水平，反映出出资的收回年限、占地规模大小以及该地区适于何种地下埋管形式，最终决议该地区是否适合采用大地耦合热泵。因此，针对不同地区的土壤条件，应采用不同的埋管深度和布置形式，这样能发生不同的埋管传热效果。因此，如何进一步强化地下盘管的传热进程、探讨和开发新型换热器的结构形式，以及土壤特性对埋管换热的影响机理和计算机辅佐模拟试验、制冷剂及载冷剂替代等尚有待研究。