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【摘 要】本文主要对地埋管地源热泵系统及存在问题进行了分析，首先对地埋管地源热泵系统概念进行了具体的阐述；然后地埋管地源热泵系统在我国的发展现状和存在的问题进行了具体的分析，最后提出了几点关于地埋管地源热泵系统的建议，希望对有关人士有所帮助。
【关键词】地埋管；地源热泵系统；存在问题
一、前言
随着国内经济的不断变化发展，国内资源不足矛盾日益突出，为了解决这些资源矛盾，地埋管地源热泵体系顺势而诞生，并在国内得到推广。在地源热泵系统不断得到推广应用的同时，也出现了一些问题，因此，必须要采取相应的措施解决这些问题，才能保证地源热泵行业的健康发展。
二、地埋管地源热泵系统的概述
1、地埋管地源热泵体系的概念。地埋管地源热泵体系并非我们所看到的使用地热生存的一个体系，而是使用地下温度并不高的可以储存热量的物体，开展热能量变换，经过稠密的竖直放置的地埋管，从地下的水源以及土壤内获取热量，提取再进行转变，成为新式空调的热量来源。这种能源环保干净，因此相关措施在新能源范畴内有很高的应用。在国内大多居住场所以及办公大楼使用这种地埋管地源热泵体系，符合我国实际情况，不过随着了解和深化，其中存在的问题也越多的显示出来。2、地埋管地源热泵体系的用途。主要是在有空调的地方会运用到地源热泵体系，之前使用的空调所需的能源是氟利昂，是一种化学商品，并且在运用时会有大量的对大气造成危害的气体排出，具有腐蚀的性质，对保护大气层的臭氧层有很严重的威胁。最近几年人们对绿色的能源需要越来越显著，地埋管地源热泵体系措施应运而生，符合人们对绿色能源的需求，由于地源热泵是提取土壤以及水分的热量，因此形成的能源运用在空调上能够在很大程度上降低对空气的损害，广泛推行运用是必然的。3、地埋管地源热泵的工作原理。地埋管地源热泵系统主要是以浅层土壤为热源，通过输入少量的如电能般的高品位能源，实现热泵空调系统由低品位转移向高品位热能。在冬季进行供暖时，首先利用热泵把大地中的热量升高后，再对建筑物供暖，同时使大地的温度降低，相当于蓄存冷量，以备夏季使用；在夏季制冷时，利用热泵将建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以备冬季使用。该系统一般包括三个环路：地埋管换热器环路、热泵机组环路及空调末端装置环路。
三、地埋管地源热泵系统在我国的发展现状
我国对地埋管地源热泵模型的研究比国外晚些，但也取得很不错的成果。地源热泵的重要组成部分就是地埋管换热器，地埋管换热器的研究不仅是地源热泵的技术难点，也是该项技术研究的应用基础和核心基础，其设计准确与否对地源热泵的性能有很大的影响。工程上对单U形管与地层的传热通常分钻孔以外的岩土部分和钻孔内部的传热。地源热泵在研究上，其重点是岩土热物性测试理论与岩土热物性测试方法。岩土热物性作为地埋管换热器设计的基础数据，如果出现热物性参数不准确的现象，就会导致设计的参数不能满足负荷的需求，也可能是由于规模过于太大，导致成本的增加。近年来，我国一些研究人士分析出了测试岩土导热系统的二维准非稳态传热模型和二维非稳态传热模型。之后又提出了更适合工程使用的岩土导热系数测量方法。近期他们提出了可用于现场测量地下岩土的导热系数等热物性参数的方法。热物性参数的方法克服了其它模型对钻孔中埋管的上升管和下降管之间的距离、具体位置以及埋管和回填材料的物性等参数的要求来确定，消除测量误差，通过测量地下埋管的循环水流量、加热功率、出入口水温随时间變化，确定了某地源热泵空调系统工程地下岩土的热物性参数。此外，我国一些研究人士研制了两种岩土热物性测试仪，分别介绍了双参数估计法、线热源斜率法和三维数值模型法3种方法。分析了计算开始与结束的时间、测试的时间、比热容等因素对导热系数、热阻的影响。
四、地埋管地源热泵系统存在的问题
1、推广应用的问题。目前地埋管地源热泵技术在推广应用过程中仍存在两方面的问题：一方面虽然政府在对推动地源热泵技术方面有了很大改善，但相关的政策支持和财政补贴政策仍显薄弱，并且存在管理部门多种多样，归口部门不明晰等问题；另一方面为了能够承担项目或获得政府在地源热泵技术上的政策支持，把地源热泵系统夸大为一种可以适用于任何地区的“取之不尽、用之不竭”的可再生能源利用系统，忽略了地源热泵技术的科学本质及适用条件。
2、系统设计的问题。地下埋管换热器是地埋管地源热泵系统设计的核心部分，设计合理与否直接影响到系统的运行效果及初投资。土壤的初始温度、类型、传热特性以及密度和湿度等参数是影响埋管换热器设计的重要参数，因此做好施工场地的地层勘察和土壤热物性测试工作非常重要。同时，建筑物全年累计的冷热负荷通常是不均衡的，因此在埋管换热器的设计中，必须要确定的是依据冬季热负荷还是夏季的冷负荷来计算换热器长度，另外，建筑物的冷热负荷都是随着环境温度的变化而变化的，所以运用动态负荷计算软件来分析建筑物的全年逐时负荷也就非常重要了。但由于目前行业的相关规范尚不完善，市场准入等管理制度不健全，个别非正规的设计单位或企业为了降低成本，既不进行土壤热物性参数的测试，也不计算建筑物的全年逐时冷热负荷，而是采用经验值代替，甚至完全照搬周边地源热泵工程的设计参数，严重影响了系统的最终运行效果。
3、工程施工的问题.对于地埋管地源热泵系统的施工与承包单位没有建立资质审核制度，地下埋管换热器部分的施工和验收也缺乏相应的标准，施工队伍技术水平良莠不齐，具体表现如下：（1）热交换井的深度与孔径无法保证，钻孔深度不够，孔径偏大的现象非常普遍；（2）受现场地形条件限制，实际钻孔间距小于设计间距，影响了地下土壤温度的恢复速度，并进一步造成埋管换热器效率逐年下降；（3）下放埋管换热器时不安装隔离支架，形成“热短路”现象，影响换热器的换热效果；（4）不按照设计配方配制回填材料，直接采用原浆回填，甚至不回填。
4、系统运行的问题.在地埋管地源热泵系统的运行过程中，操作人员能否按照操作规程严格操作，对系统的运行效果也有着显著影响。在一些大型系统中，通常配有辅助热源或冷源作为调峰设施，因为操作人员嫌麻烦，随着冷热负荷增长不及时甚至完全不开启调峰设施，或经常在冷热负荷不大时只开调峰设施而不运行地埋管地源热泵系统，都将影响整体系统的冷热平衡功能，导致系统冬夏季节冷热不平衡量超出土壤承受能力，埋管换热器周围的土壤温度逐年下降或上升。这种情况在一些大项目中已出现较多且没有引起足够的重视。
五、解决地埋管地源热泵系统问题的建议
1、加大与政府有关部门的沟通力度，促进政府完善和强化政策支持力度，建立完善的鼓励政策和技术审批及监督管理机制。从推广模式、技术研发、法规制定、政府补贴等多方面推动该技术的应用与推广。2、进一步加强地埋管地源热泵系统中埋管换热器和土壤热交换的理论及应用研究，确立统一的理论模型与计算方法，对大型地埋管地源热泵工程进行数学模拟和优化设计，确保系统的节能环保效果。综合暖通空调、水文地质等相关学科理论，加快编制结合中国特点及发展现状的地埋管地源热泵行业规范规程，指导地源热泵行业的健康快速发展。3、针对地埋管地源热泵系统中埋管换热器部分的设计、施工和监测，建立完善的施工资质管理制度，实行市场准入制。并同时加强地源热泵从业人员的技术培训，提升行业整体技术素质。
结束语
综上所述，我国社会发展的方向是“资源节约，环境友好型”的环保型社会理念，而地埋管地源热泵系统对能源有着大幅度节省的作用，有着优秀的社会环境效益，所以近年来地埋管地源热泵的传播与应用的范围在不断扩大中。但是在发展中，还会存在很多问题，这样就需要采取相应的措施，保证地埋管地源热泵系统正常的运行。
参考文献：
[1]宋著坤，赵军，李新国，等.地源热泵冬夏两季运行性能分析与实验研究[J].流体机械，2006，34（2）：55-59.
[2]李敏.地埋管地源热泵系统的区域适应性研究[D].南京理工大学，2010.
【关键词】地埋管；地源热泵系统；存在问题
一、前言
随着国内经济的不断变化发展，国内资源不足矛盾日益突出，为了解决这些资源矛盾，地埋管地源热泵体系顺势而诞生，并在国内得到推广。在地源热泵系统不断得到推广应用的同时，也出现了一些问题，因此，必须要采取相应的措施解决这些问题，才能保证地源热泵行业的健康发展。
二、地埋管地源热泵系统的概述
1、地埋管地源热泵体系的概念。地埋管地源热泵体系并非我们所看到的使用地热生存的一个体系，而是使用地下温度并不高的可以储存热量的物体，开展热能量变换，经过稠密的竖直放置的地埋管，从地下的水源以及土壤内获取热量，提取再进行转变，成为新式空调的热量来源。这种能源环保干净，因此相关措施在新能源范畴内有很高的应用。在国内大多居住场所以及办公大楼使用这种地埋管地源热泵体系，符合我国实际情况，不过随着了解和深化，其中存在的问题也越多的显示出来。2、地埋管地源热泵体系的用途。主要是在有空调的地方会运用到地源热泵体系，之前使用的空调所需的能源是氟利昂，是一种化学商品，并且在运用时会有大量的对大气造成危害的气体排出，具有腐蚀的性质，对保护大气层的臭氧层有很严重的威胁。最近几年人们对绿色的能源需要越来越显著，地埋管地源热泵体系措施应运而生，符合人们对绿色能源的需求，由于地源热泵是提取土壤以及水分的热量，因此形成的能源运用在空调上能够在很大程度上降低对空气的损害，广泛推行运用是必然的。3、地埋管地源热泵的工作原理。地埋管地源热泵系统主要是以浅层土壤为热源，通过输入少量的如电能般的高品位能源，实现热泵空调系统由低品位转移向高品位热能。在冬季进行供暖时，首先利用热泵把大地中的热量升高后，再对建筑物供暖，同时使大地的温度降低，相当于蓄存冷量，以备夏季使用；在夏季制冷时，利用热泵将建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以备冬季使用。该系统一般包括三个环路：地埋管换热器环路、热泵机组环路及空调末端装置环路。
三、地埋管地源热泵系统在我国的发展现状
我国对地埋管地源热泵模型的研究比国外晚些，但也取得很不错的成果。地源热泵的重要组成部分就是地埋管换热器，地埋管换热器的研究不仅是地源热泵的技术难点，也是该项技术研究的应用基础和核心基础，其设计准确与否对地源热泵的性能有很大的影响。工程上对单U形管与地层的传热通常分钻孔以外的岩土部分和钻孔内部的传热。地源热泵在研究上，其重点是岩土热物性测试理论与岩土热物性测试方法。岩土热物性作为地埋管换热器设计的基础数据，如果出现热物性参数不准确的现象，就会导致设计的参数不能满足负荷的需求，也可能是由于规模过于太大，导致成本的增加。近年来，我国一些研究人士分析出了测试岩土导热系统的二维准非稳态传热模型和二维非稳态传热模型。之后又提出了更适合工程使用的岩土导热系数测量方法。近期他们提出了可用于现场测量地下岩土的导热系数等热物性参数的方法。热物性参数的方法克服了其它模型对钻孔中埋管的上升管和下降管之间的距离、具体位置以及埋管和回填材料的物性等参数的要求来确定，消除测量误差，通过测量地下埋管的循环水流量、加热功率、出入口水温随时间變化，确定了某地源热泵空调系统工程地下岩土的热物性参数。此外，我国一些研究人士研制了两种岩土热物性测试仪，分别介绍了双参数估计法、线热源斜率法和三维数值模型法3种方法。分析了计算开始与结束的时间、测试的时间、比热容等因素对导热系数、热阻的影响。
四、地埋管地源热泵系统存在的问题
1、推广应用的问题。目前地埋管地源热泵技术在推广应用过程中仍存在两方面的问题：一方面虽然政府在对推动地源热泵技术方面有了很大改善，但相关的政策支持和财政补贴政策仍显薄弱，并且存在管理部门多种多样，归口部门不明晰等问题；另一方面为了能够承担项目或获得政府在地源热泵技术上的政策支持，把地源热泵系统夸大为一种可以适用于任何地区的“取之不尽、用之不竭”的可再生能源利用系统，忽略了地源热泵技术的科学本质及适用条件。
2、系统设计的问题。地下埋管换热器是地埋管地源热泵系统设计的核心部分，设计合理与否直接影响到系统的运行效果及初投资。土壤的初始温度、类型、传热特性以及密度和湿度等参数是影响埋管换热器设计的重要参数，因此做好施工场地的地层勘察和土壤热物性测试工作非常重要。同时，建筑物全年累计的冷热负荷通常是不均衡的，因此在埋管换热器的设计中，必须要确定的是依据冬季热负荷还是夏季的冷负荷来计算换热器长度，另外，建筑物的冷热负荷都是随着环境温度的变化而变化的，所以运用动态负荷计算软件来分析建筑物的全年逐时负荷也就非常重要了。但由于目前行业的相关规范尚不完善，市场准入等管理制度不健全，个别非正规的设计单位或企业为了降低成本，既不进行土壤热物性参数的测试，也不计算建筑物的全年逐时冷热负荷，而是采用经验值代替，甚至完全照搬周边地源热泵工程的设计参数，严重影响了系统的最终运行效果。
3、工程施工的问题.对于地埋管地源热泵系统的施工与承包单位没有建立资质审核制度，地下埋管换热器部分的施工和验收也缺乏相应的标准，施工队伍技术水平良莠不齐，具体表现如下：（1）热交换井的深度与孔径无法保证，钻孔深度不够，孔径偏大的现象非常普遍；（2）受现场地形条件限制，实际钻孔间距小于设计间距，影响了地下土壤温度的恢复速度，并进一步造成埋管换热器效率逐年下降；（3）下放埋管换热器时不安装隔离支架，形成“热短路”现象，影响换热器的换热效果；（4）不按照设计配方配制回填材料，直接采用原浆回填，甚至不回填。
4、系统运行的问题.在地埋管地源热泵系统的运行过程中，操作人员能否按照操作规程严格操作，对系统的运行效果也有着显著影响。在一些大型系统中，通常配有辅助热源或冷源作为调峰设施，因为操作人员嫌麻烦，随着冷热负荷增长不及时甚至完全不开启调峰设施，或经常在冷热负荷不大时只开调峰设施而不运行地埋管地源热泵系统，都将影响整体系统的冷热平衡功能，导致系统冬夏季节冷热不平衡量超出土壤承受能力，埋管换热器周围的土壤温度逐年下降或上升。这种情况在一些大项目中已出现较多且没有引起足够的重视。
五、解决地埋管地源热泵系统问题的建议
1、加大与政府有关部门的沟通力度，促进政府完善和强化政策支持力度，建立完善的鼓励政策和技术审批及监督管理机制。从推广模式、技术研发、法规制定、政府补贴等多方面推动该技术的应用与推广。2、进一步加强地埋管地源热泵系统中埋管换热器和土壤热交换的理论及应用研究，确立统一的理论模型与计算方法，对大型地埋管地源热泵工程进行数学模拟和优化设计，确保系统的节能环保效果。综合暖通空调、水文地质等相关学科理论，加快编制结合中国特点及发展现状的地埋管地源热泵行业规范规程，指导地源热泵行业的健康快速发展。3、针对地埋管地源热泵系统中埋管换热器部分的设计、施工和监测，建立完善的施工资质管理制度，实行市场准入制。并同时加强地源热泵从业人员的技术培训，提升行业整体技术素质。
结束语
综上所述，我国社会发展的方向是“资源节约，环境友好型”的环保型社会理念，而地埋管地源热泵系统对能源有着大幅度节省的作用，有着优秀的社会环境效益，所以近年来地埋管地源热泵的传播与应用的范围在不断扩大中。但是在发展中，还会存在很多问题，这样就需要采取相应的措施，保证地埋管地源热泵系统正常的运行。
参考文献：
[1]宋著坤，赵军，李新国，等.地源热泵冬夏两季运行性能分析与实验研究[J].流体机械，2006，34（2）：55-59.
[2]李敏.地埋管地源热泵系统的区域适应性研究[D].南京理工大学，2010.