住宅土壤源热泵应用研究摘要：本文研究分析了土壤源热泵在住宅项目中的应用，分析在住宅工程中如何选取地源热泵形式，在工程中应注意的问题。关键词：住宅地源热泵土壤源中图分类号：TB65文献标识码:A文章编号：1672-3791(2012)09(b)-0054-011地源热泵及土壤源热泵运行机理1.1地源热泵地源热泵［1〜2］是以大地中的储存的低品位能源为冷热源的一种热泵形式，它充分利用大地浅层地热资源，既可以制冷乂可以供热，节能环保，冃前在很多地方应用广泛。在冬天取暖时，流体从水、土壤等介质中收集热量，再通过系统把热量带到室内地源热泵系统，利用水、土壤等的蓄热能，通过水或盐水溶液等中间介质在封闭的地下埋管换热器中循环流动，从而实现与大地的热交换。其运行机理为：冬季通过热泵将大地中的低品位能量处理后为建筑物内供暖，对冷量进行贮存，留作夏季使用；夏季通过热泵将建筑物的热量传送至大地中，从而实现建筑物致冷，对热量进行贮存，留作冬天采暖。1.2土壤源热泵和地下水源热泵和地表水源热泵相比，土壤源热泵系统更为环保，基木不受环境、气候、水质以及地下水位的影响，较适宜在城市中应用。土壤源热泵系统地下热交换器的布置形式主要冇垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三种。垂直埋管换热器釆用较多，其连接形式为u形方式，其埋管深度一般有30m内（浅层），30~100m（中层）和100m以上（深层）。2土壤源热泵在住宅中的应用2.1土壤源热泵的适用性土壤源热泵埋管所需的地面面积要远远小于水平埋管方式，但埋管吋需要向地下打井，初投资较高。尽管竖直埋管的方式可以减小埋管所需的地面面积，但由于管内循环液与土壤之间的换热系数较小，因此需要较多的埋管数量以增大换热面积，竖直埋管也需要相当多的地面面积，难以获得足够的土壤换热器施工面积是土壤源热泵主耍的限制因素，所以，这种系统适合于建筑密度及容积率比较低的建筑，如住宅和别墅。2.2土壤源热泵在住宅中的一机多用对于住宅，土壤源热泵不仅可以实现供暖和制冷，还可以供应生活热水，做到一机多用。土壤源热泵由于冬夏季冷热负荷不同，会产生排热量和取热量差异，长期运行会导致土壤的热不平衡，从而影响热泵系统效率,并对生态环境也会产生一定影响。因此需对地源热泵进行热平衡处理，如夏季负荷一般大于冬季负荷，夏季多余的部分负荷不排入土壤，直接釆用冷却塔或者由额外的热泵机组承担，或者将这部分多余的热量用来制成生活热水。2.3住宅土壤源热泵的绿色热泵技术冇关研究证实，地表3〜4m以下土壤温度基本稳定，仅受年平均气温的影响，地下土壤热容量较大，是天然的热源和排冷存热的场所，这都是热泵运行极其冇利的基础。大部分地区的土壤年平均温度约为16〜18°C,夏季时户外的埋地盘管作为冷凝器，空调排出的35〜45°C的出水，与地下十几度的土壤进行热量交换，温度的交换效率远高于普通的冷却塔，制冷系数大大提高，空调运行时不在大气环境中排放热量，水蒸气及细菌等，对环境不造成任何破坏。冬季运行时，室外埋地管作为蒸发器，和大地热交换后，蒸发器内循环水的温度比室外气温高很多，供热系数和效率大提高，冬天使用不用担心类似空气源热泵的结霜问题。所以，土壤热泵夏季在岩土中蓄热，冬季从岩土中吸热，冬夏季循环使用，就形成了“绿色热泵技术”。2.4住宅土壤源热泵更加环保和节能从消费者的角度來说，地源热泵系统的运行效率要比传统空调系统高，运行费用可以比传统的中央空调系统大致降低25%,最多可以降低50%,用地源热泵系统制冷的情况下，运行费用比传统的中央空调也会降低10%〜30%左右，严寒地区，土壤源设计更接近设计工况运行，随着室外温度的降低，土壤源热泵系统能耗上升的幅度小于电热膜系统，更加节能[3K因此，消费者用于空调采暖方面的支出会大大降低。另外，地源热泵系统在夏季制冷时，没有任何气体排放到大气中，釆取地源热泵的小区城市热岛效应；冬季供暖时，不需要锅炉，无燃烧产物排放，可大幅降低温室气体排放；热泵与土壤只发生热量交换，不会引起水资源的消耗。3住宅使用土壤源热泵的影响因素和局限性3.1气象因素、地质水文因素对热泵系统设计的影响气象耍素包括气温、降雨量和...