問:地源熱泵熱平衡是否會影響供暖效果?
答:有人可能對于地源熱泵只用于制熱的方式可能會心存疑慮,因為制取熱不放熱會導致地下土壤的熱平衡的失控,那么地源熱泵在這樣的狀態(tài)下能用多久,是不是會影響使用效果呢?
地源熱泵是由地熱換熱器通過提取地表淺層的溫差能,然后經(jīng)過熱泵機組把熱源與熱匯擴散到自己周圍范圍內(nèi)的地表。所以常年運行利用地表淺層熱能的地源熱泵系統(tǒng)就需要考慮常年從地表淺層提取熱能和放出熱能的平衡問題。
地源熱泵通過利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源技術(shù),長期從地下取走熱量或冷量,有人擔心會不會導致地下溫度發(fā)生變化,從而出現(xiàn)熱不平衡。地源熱泵作為綠色空調(diào)技術(shù),冬季由于地下的溫度持續(xù)在15攝氏度左右,相對于空氣溫度高出很多,地地源熱泵的能量來自于土壤,可以為用戶提供20-26℃的恒溫溫度,并且經(jīng)濟環(huán)保,不會釋放任何的廢氣、廢渣、廢水,是理想的綠色空調(diào),地源熱泵系統(tǒng)的后期維護十分簡單,由于整個系統(tǒng)都是自動運行,管道埋于地下,因此故障率較低,一套系統(tǒng)的使用壽命會在20年以上,時間是比較長的。事實證明,地球表面淺層能源像是一個巨大的能源庫,這就像在汪洋大海里取走一瓢水,是不可能把海水取光是一樣的。別墅地源熱泵鉆井面積不大,地下?lián)Q熱很快就可以自動熱平衡。像北歐偏寒冷的地區(qū),地源熱泵長年從地下取走熱量,也沒有出現(xiàn)過問題。
對于用戶擔心的熱平衡問題,事實上制取熱不放熱肯定是會導致土壤熱量的不均,對整個地源熱泵系統(tǒng)的運行效果也會有一定的影響,但是一般來講,只要在設(shè)計初期,安裝時注意井間距,將井間距控制好,一般情況下隨著地下土壤熱量的不斷流動,系統(tǒng)就不會出現(xiàn)效果下降的狀況,如果用戶不放心,可以安裝一套輔助設(shè)備來維持熱平衡,這樣可以給整個的地源熱泵系統(tǒng)加一層保障。地源熱泵系統(tǒng)主要是利用地表淺層儲存能源,這種能源不會受地理位置的限制,可以無限循環(huán)的利用。
地源熱泵系統(tǒng)屬于水空調(diào)系統(tǒng),水在管道里長期密閉循環(huán)運行,有人擔心使用多年以后管壁如果結(jié)垢,是否影響取暖效果?其實這個問題早已得到解決,對地源熱泵系統(tǒng)進行調(diào)試之后,會加入專用的管道保護劑,就是為了避免管道結(jié)垢后發(fā)生腐蝕情況發(fā)生。
目前解決技術(shù)措施主要有三個:
1、需要生活熱水的項目采用熱回收(全熱和余熱皆可)技術(shù),把一部分排熱轉(zhuǎn)化成熱水,即分擔部分地埋管的負擔,又有免費的熱水用,一舉兩得。也能夠緩解夏季散熱量大于冬季吸熱量的問題;緩解程度和熱回收量大小有關(guān);
2、地埋管系統(tǒng)按照冬季采暖負荷進行設(shè)計;如果不能平衡,排熱過多的話,夏季偏少部分通過增加單冷機組、無需生活熱水的項目只能加冷卻塔了。實現(xiàn)制冷量的補充。目前工程中采用輔助冷熱源的項目多是埋管面積不夠或是為了節(jié)省初投資。
3、地埋管系統(tǒng)按照夏季制冷量設(shè)計,冬季吸熱過多,通過增加輔助散熱措施、如東北寒冷地區(qū),采暖時間比制冷時間長,冬季吸熱量大于夏季排熱,可采用輔助熱源,如鍋爐。提高地下的熱補充量使之平衡。不過北方多集中采暖,鮮有為了熱平衡才使用輔助源的。
這三個措施,嚴格意義上是從技術(shù)層次加以考慮,但是,從初投資角度考慮,第三種方案不合適;可以說,如何在經(jīng)濟性和穩(wěn)定性之間尋找最佳的平衡點,還是值得我們?nèi)ミM一步的探討和研究。
經(jīng)過最近幾年北方地區(qū)對于地源熱泵的使用效果來看,沒有安裝輔助設(shè)備的系統(tǒng)運行效果依舊較好,換熱效果也沒有下降,因此用戶無需擔心。