地源热泵系统中竖井深度的确定方法

摘要: 应用半无限大物体的热传导方程, 求得了土壤日平均温度随时间和空间的变化规律。基于对地源热泵系统中竖井现场的地质勘探数据, 计算出不同土层的热物性参数。最后根据对竖井现场地表温度连续一年的观测数据, 得到了地表日平均温度的年波幅, 并计算得出不同深度处土壤日平均温度的年波幅, 据此确定了地源热泵系统中竖井的合理深度。

关键词: 地源热泵; 竖井深度; 土壤温度; 年波幅

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地源热泵技术是一种利用地下浅层热资源(也称地能, 包括地下水、地壤或地表水等) 的既可供热又可制冷的高效节能空调技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能) , 实现低温位热能向高温位转移。由于土壤深处全年地温波动小, 冬暖夏凉, 其季节性性能系数有着恒温热源热泵的特性, 季节性平均性能系数较高。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源, 即在冬季,把地能中的热量取出来, 提高温度后, 供给室内采暖; 夏季, 把室内的热量取出来, 释放到地能中去。

地源热泵的最大优点是节能和无污染, 通常地源热泵消耗1kW的能量, 用户可以得到4kW以上的热量或冷量。它不向外界排放任何废气、废水、废渣, 是一种理想的“绿色技术”。从能源角度来说, 它是利用常温下土壤的热量, 这是一种用之不尽的可再生能源。因此, 虽然地源热泵系统初投资大, 但由于它具有占地面积小、节约能源、环境污染小、性能稳定等优点而日益受到国内外的广泛关注[1 ] 。1998 年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19 % , 其中新建筑占30 % , 而且当年美国供暖制冷空调工程师协会(ASHRAE) 的优秀设计项目奖中就有一项授予了地源热泵工

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