試析地埋管地源熱泵系統的熱平衡

何東

摘 要：隨著國內經濟的不斷變化發展，國內資源不足矛盾日益突出，為了解決這些資源矛盾，地埋管地源熱泵體系順勢而誕生，并在國內得到推廣。地埋管地源熱泵體系在使用過程中不斷出現新的問題，其中土地熱平衡的紊亂是最關鍵的重要情況。文章經過講述地埋管地源熱泵體系的功能以及不足，研究地埋管地源熱泵體系的熱均衡情況。

關鍵詞：地埋管地源熱泵系統；土壤熱平衡

1 地埋管地源熱泵系統

1.1 地埋管地源熱泵體系的概念

地埋管地源熱泵體系并非我們所看到的使用地熱生存的一個體系，而是使用地下溫度并不高的可以儲存熱量的物體，開展熱能量變換，經過稠密的豎直放置的地埋管，從地下的水源以及土壤內獲取熱量，提取再進行轉變，成為新式空調的熱量來源。這種能源環保干凈，因此相關措施在新能源范疇內有很高的應用。在國內大多居住場所以及辦公大樓使用這種地埋管地源熱泵體系，符合我國實際情況，不過隨著了解和深化，其中存在的問題也越多的顯示出來。

1.2 地埋管地源熱泵體系的用途

主要是在有空調的地方會運用到地源熱泵體系，之前我們使用的空調所需的能源是氟利昂，是一種化學商品，并且在運用時會有大量的對大氣造成危害的氣體排出，具有腐蝕的性質，對保護大氣層的臭氧層有很嚴重的威脅。最近幾年人們對綠色的能源需要越來越顯著，地埋管地源熱泵體系措施應運而生，符合人們對綠色能源的需求，由于地源熱泵是提取土壤以及水分的熱量，因此形成的能源運用在空調上能夠在很大程度上降低對空氣的損害，廣泛推行運用是必然的。

1.3 地埋管地源熱泵體系存在問題

地源熱泵的好處，其對降低大氣環境的污染方面確實有很大的貢獻，不過體系自身還存在問題。其吸收的土壤熱量以及運用超過標準，對土壤自身熱量均衡帶來了很壞的影響，土壤的存在有自己生存的熱量形式，地源熱泵的出現吸取的熱量打破了土壤自己的標準，也會對生態造成損害。地源熱泵自身存在的問題，要相關工作者開展宏觀掌控，對地源熱泵體系的運用程度開展設置，把土壤受到的壓力進行降低，促進地源熱泵體系成為真實的清潔、污染低的能源。

2 土壤熱平衡

2.1 對土壤熱均衡產生作用的要素分析

對土壤熱量均衡產生作用最大的要素是地源熱泵體系所吸取的熱量。土壤熱量是地源熱泵能量的主要來源，尤其在炎熱季節，地源熱泵所提取的熱量最大，土壤自身的熱量是一個固定的數值，不過在空調運用程序中，這個平衡的數值被改變，對土壤的生態體系存在不良作用。不過在春秋季節運行的空調少了，所吸取的熱量也就少了，土壤自身的熱量就會呈現另一種增長方式，因此我們能夠清楚，土壤熱均衡改變過程不是一直不變的，地源熱泵所產生的作用是巨大的。

2.2 土壤熱量不均衡的風險分析

土壤熱量不均衡對附近的生態都會帶來很大的影響，附近的植被成長會受到影響，甚至可能會死亡。土壤以及地下水源的熱量被吸走，對生態體系的均衡都會造成影響。地源熱泵措施慢慢的進行完善，不過對土壤還存在很大的威脅，我們要對此進行整治。土壤熱均衡關系到生態體系的平衡，因此在發展地源熱泵體系的同時還要照顧好對土壤的影響。

2.3 地埋管地源熱泵系統與土壤熱平衡的關系

地埋管地源熱泵的“u”型管道埋在地下，吸取存在于土壤中的熱能，將熱能轉化為清潔能源，用于家庭及社會上的空調使用。土壤是熱源，地源熱泵的技能就是將熱能轉化。技術上來說，地源熱泵的作用是無污染的純綠色的能源產生技術，為人類可再生能源的發展做出了巨大貢獻。從生態環境的角度出發，地源熱泵的使用分配還不夠完美，對冬夏的土壤熱能使用與歸還沒有達成一個有機的完整的循環，對土壤熱平衡的破壞仍然很嚴重，所以要做到地源熱泵對土壤熱源的有機循環還要有很長的路要走。

3 地埋管地源熱泵系統的熱平衡

3.1 地埋管地源熱泵體系對土壤熱量均衡存在威脅

地埋管地源熱泵體系的關鍵作用是促進了空調體系的變革，使用地熱來推動空調的發展，從土壤以及地下水源中吸收能量，當作空調工作的能量，對空氣帶來了改善。因此在炎熱季節使用空調時，對土壤的熱量均衡帶來了很大影響，后果就是打破了土地中熱量的均衡，打破周圍的生態體系。打破熱量均衡，打破生態植物的成長能量，對自然本身來講也是一種傷害，不過地源熱泵體系最開始的宗旨是減少對環境的破壞，這樣一來違反了最開始的宗旨，也不能稱作綠色能源，因此一定要加以變革。

3.2 熱平衡問題的解決方法

地源熱泵作為新興清潔能源的代表，從節能環保的角度來說，必須要解決土壤熱平衡問題。解決方案分為兩種，一是大量減少地埋管熱能轉換器的密度，可以通過減少地埋管在單位面積里的具體數量，或加大管與管之間的有效距離，從而能達到有效緩解熱平衡問題的目的。第二種方法得要控制冷熱交換量的排放來解決土壤熱平衡問題，造成土壤熱平衡問題的主要原因就是大幅度將土壤內的熱能提取了出來，不對土壤進行熱能補充，使土壤內部的熱流失，與恒溫不相符，而加大對土壤熱能的還溫措施能夠促進土壤熱平衡。減少了熱能管的密集度，那就加大了地源熱泵系統的建筑面積，造成對土地資源的大幅度使用，面對這個問題，我們可以將地源熱泵的地埋管加入到建設中，現如今出現了一種新型的地埋管技術，將地埋管的大小與面積變為更容易存在的，加入到建造建筑工程中，與樓的建筑主體緊密相連，這樣既減少了熱能管的工作密度，也有效的加大了與地面與土壤的接觸，更有利于熱能的傳導與釋放。還可以通過總體調度將地埋管的工作強度進行調節，對于地下土壤河流的熱能量，常年的有著固定的一個標準，對于這個標準我們要進行的是保持與平衡，地源熱泵的目的是提取綠色的健康的節能型資源，若是破壞了大自然的標準就背棄了本來的目標，所以要通過宏觀調控來保持地下熱能的平衡。通過這樣整合可以有效的處理土壤熱平衡問題，地源熱泵系統的技術上問題不大，注重宏觀調控與合理設計，對大自然的平衡做出貢獻。

4 結束語

當前國內社會發展的目標是節省資源，建立良好的保護環境型社會，運用地埋管地源熱泵體系能夠在很大程度上降低對能源的需求，具有環保的作用，因此最近幾年地源熱泵得到了普遍的發展。不過想要獲取更廣泛的推廣以及運用就要先解決對土壤熱量吸取的問題。所吸取的土壤熱量問題沒有獲得很好的處理，對自然生態體系的破壞是不可估量的。土壤熱量均衡是由很多要素相互影響共同作用的結果，是保持自然生態體系均衡的關鍵因素，中國是農業大國，在農業中使用地源熱泵體系是將來發展的必然，因此一定要協調好土壤熱均衡中存在的問題，達到最佳理想狀態。

參考文獻

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