所謂的埋管式地源熱泵,就是將換熱器埋放于土壤當中,將土壤中的熱量與室內(nèi)的冷量進行交換,而埋于地下的狀態(tài)則容易受地下水流、水層厚度、土壤孔隙等因素的影響,尤其是在薄含水層,水流流速對熱量的影響巨大,使得導(dǎo)熱系數(shù)下降,導(dǎo)致使用效果差。
通過對含水層的地源熱泵換熱器的熱通量進行試驗數(shù)據(jù)分析,研究表明這種情況下會比不含水層的土壤的換熱系數(shù)高,而含水層的孔隙度為20%時會比孔隙度為40%的通熱量高。若水層中含有礫石時這時的通熱量比水層要高出5倍。
水文地質(zhì)因素
該因素包括地下水含水層的分布及特征和包氣帶巖土體的性質(zhì)和特征;地下水補給、徑流和排泄情況及動態(tài)變化規(guī)律;地下水水質(zhì)及其影響等。
地下水的情況是決定使用淺層地溫能開發(fā)利用方式(即地下水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng))的首要因素。只有地下水水量充足、回灌條件好的區(qū)域才可使用地下水地源熱泵系統(tǒng),而含水層的分布很大程度上決定了換熱井的深度和結(jié)構(gòu)設(shè)計。地下水的補、徑、排情況直接影響到地源熱泵系統(tǒng)的換熱效率。這是被相關(guān)科研試驗與實際地源熱泵項目反復(fù)證實的結(jié)論,例如北京市海淀區(qū)大部分區(qū)域,屬于山前沖洪積扇的上游,地下水補、徑、排條件很好,地下水式地源熱泵項目很多,多年來使用效果也很好。同時該地區(qū)也有一些地埋管式的項目,由于地下水徑流速度較快,使得系統(tǒng)運行效果非常好,相較于沖洪積扇下游的朝陽和通州的大部分地區(qū),換熱效率明顯較高。
綜合所有因素來看,在薄水層的條件下,對地源熱泵機組的換熱影響最大,而不同地區(qū)的具體情況千差萬別,這就要求設(shè)計方要充分了解當?shù)厥褂脳l件,進行合理的計算,確保換熱量能夠滿足需求,讓地源熱泵正常使用。因此,選擇合適的方案設(shè)計商對整個的工程起著重要的作用,使用者需謹慎選擇。