关于地源热泵热平衡是个“伪命题”的说法。。大家讨论
宝贝佳林
宝贝佳林 Lv.13
2013年05月24日 20:57:19
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地源热泵热平衡是个“伪命题”目前关于地源热泵系统可行性研究,言必称土壤热平衡,好像地源热泵的成败,即是否可行完全在于冷热平衡;可是对于热平衡需要增加补热或排热措施,增加多少,没有确切标准和依据,说不出所以然来;对工程实施产生了极大困惑。造成这种局面的主要原因还在于对土壤温度的成因和热扩散规律没有理解研究透彻。笔者认为,土壤温度决定性影响是太阳辐射,次要影响是土壤热惰性(即蓄热能力)。证据是:

地源热泵热平衡是个“伪命题”
目前关于地源热泵系统可行性研究,言必称土壤热平衡,好像地源热泵的成败,即是否可行完全在于冷热平衡;可是对于热平衡需要增加补热或排热措施,增加多少,没有确切标准和依据,说不出所以然来;对工程实施产生了极大困惑。造成这种局面的主要原因还在于对土壤温度的成因和热扩散规律没有理解研究透彻。
笔者认为,土壤温度决定性影响是太阳辐射,次要影响是土壤热惰性(即蓄热能力)。
证据是:
1、公开资料表明,一年四季的冷热交替可以影响的土壤温度变化范围只有15-25米左右,高纬度地区影响约25米,中纬度地区影响约15-20米。
2、南北极只有少量太阳辐射,冻土层厚度达千米。
因此,可以认为地源热泵热平衡对土壤温度影响的机理,不过是在太阳辐射基础上叠加了一个额外负荷,相当于把当地土壤移了个位置,提高了纬度或降低了纬度。这样土壤温度的升高或降低都有一个限度,不会无限度升温或降温,只要判定系统温升温降温保持在一个合适的范围内,则系统是可以长期稳定运行的。不平衡负荷与本地太阳辐射功率叠加后的综合负荷导致的土壤温度,可以类比于太阳辐射功率纬度接近地区的土壤温度。换句话说,若不平衡控制在一定范围内,以吸热不平衡为例,土壤的温度变化不过是把工程地点从济南移到沈阳的变化;土壤温度降低2-3度,对地源热泵系统运行影响不大。
所以说,把土壤看作单纯的蓄热体,需要完全100%的回补热量是片面的看法。只要系统设计合理,计算出最大温度变化,使系统运行在合适效率区间,部分补热甚至不补热,也是可行的系统。
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rushan360
2013年08月21日 12:50:45
12楼
ziwei308 发表于 2013-8-18 17:31 沈阳有许多地源热泵失败的案例,地源热泵前3年运行还可以,以后逐年减弱,直至系统废掉;究其原因是冷热 …有什么证据证明是因为热不平衡造成的系统报废?
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tianhejisi
2013年08月21日 22:32:00
13楼
rushan360 发表于 2013-7-25 21:33 我认为是个伪命题。我们可以反过来推理:假设命题成立,则,在某个地源孔周围的能量是以前储存的,地源孔之 …建议看下《2010-地源热泵U型埋管换热器的变周期模型研究-徐坚》的博士论文,也可以看一下《2010-U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究-杨伟》的博士论文,重点关注下p30和31也中关于线热源、线热汇那块的概念和公式,试着将其做成计算表,能够看出单根地埋管横热流时随着运行时间的变化周围土壤温度的变化。其中徐坚的博士论文是我看过的对地源热泵地下换热器系统研究的最好、最全面的一篇论文,纯个人观点,其他的博士不要骂哈,呵呵对以上论文的理论推导好好看一下,至少能够理解土壤不是个完全的蓄热体这个概念,也能理解埋管周围的土壤温度是越远衰减越大的,所以也不是完全能够传给无限远的。其中杨坚对中期模型和长期模型的论述,更能说明这个问题
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wdmxsmmmr
2013年08月22日 09:33:04
14楼
谢谢分享 学习了
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chachababy
2013年08月22日 11:00:26
15楼
土壤不能看成一个简单的蓄热体,土壤中是有水流以很低的速度流动,这也是地源热泵使用的原理。热平衡是冬天的吸热和夏天的放热达到一个平衡,当然这个计算需要经过严谨的热物性勘测和建模完成。
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zhangyuxiaomaju
2013年08月22日 15:04:13
16楼
我觉得您讲的也有您的道理,但当大面积推广,完全不考虑热平衡,加上一定的时间,您还认为对环境不会造成破坏吗?我们在影响的是我们的后代的家园。同意。
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海阔天空0
2013年08月23日 09:19:54
17楼
理论总是要做出一些关键性的假定,关键是这些假定能否满足工程实施的精度需要
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noya327
2013年08月23日 09:48:17
18楼
是不是伪命题应该看工程实践,土壤的初设温度取决于长年太阳辐射影响我没意见,可是短期内温度波动却是不可估的,你如何能够证明在过渡季的短暂不运行就可以保证土壤温度能恢复呢?再说了你觉得土壤温度恢复能力强无需热平衡,为何一些刚开始的项目地埋孔每延米换热量取大了出现冬季停机保护,这其中不乏很多是写字楼,难道夜间的停用土壤无法恢复吗?同时规范中制定这一条是有施工经验支撑不是拍脑门的,我不否则有些小的别墅只取热也行,可是大型项目中我们不用任何手段监测,在北京地区应该说冷热平衡不太成问题吧,但运行工就发现一年冬天的土壤初始温度越来越高,原因2点,北京空调负荷稍大于采暖负荷,2是热泵还有输入功率,夏季冷却量大冬季还有电功率转化为热。由于地质的热流动性难以研究清楚,自然会给地埋管设计带来不确定性,如果断然认为热平衡的不科学则是非常不科学的想法。
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likkkxin
2013年08月23日 11:04:42
19楼
学习一下:)
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zhumb
2013年08月24日 00:18:58
20楼
平衡了,工程才有把握。
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zhumb
2013年08月24日 00:21:11
21楼
ziwei308 发表于 2013-8-18 17:31 沈阳有许多地源热泵失败的案例,地源热泵前3年运行还可以,以后逐年减弱,直至系统废掉;究其原因是冷热 …那你有什么证据证明不是热平衡的原因。
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