問：冬季(ji)使(shi)用地源熱泵需(xu)要避免哪些狀況？

答：北方地區燃(ran)煤(mei)鍋(guo)爐的逐漸禁用(yong)讓地源熱泵獲得了更大的市場，作為(wei)利用(yong)可再生能(neng)源的高效節(jie)能(neng)，環保型(xing)的系統，雖然(ran)優勢眾多，但(dan)還是(shi)在(zai)冬季使用(yong)時還需要注意一下(xia)事項。

在寒冷地區由于其冬季供熱負荷大于夏季供冷負荷，造成熱泵從地下土壤的吸熱量大于夏季向土壤的排熱量，致使土壤溫度有可能逐漸降低，造成冬季使用時地源熱泵機組的蒸氣溫度降低，致使系統供熱量下降，耗功率上升，供熱系數COP降低，一般情況下，土壤溫度降低1℃，會使制取同樣熱量的能耗增加3—4％。同理，對于南方地區，由于夏季空調冷負荷大于冬季供暖負荷，可能造成地下土壤的溫度越來越高，造成機組的冷凝溫度提高，致使制冷量減少，耗功率上升。因此，維持地源熱泵地下埋管換熱器系統的吸(xi)、排熱平(ping)衡是地源(yuan)熱泵系統正常(chang)、高(gao)效運行的可靠保證(zheng)。

地熱平衡問題是地源熱泵使用中常見的問題，在寒冷地區，由于冬季的供熱量大于夏季的散熱量，這就造成了地下土壤中的吸熱量大于夏季向土壤中的拍熱量，導致土壤的溫度逐漸下降，造成冬季使用地源熱泵時蒸氣溫度降低，系統供熱量下降，能耗量上升，導致使用的電量增大，運行效果受影響。一般來講，水平埋管可以和地面進行充分地熱交換，因(yin)此不存在地下土壤(rang)的(de)熱(re)平衡(heng)問題(ti)(ti)，但(dan)是(shi)對于垂直埋管(guan)來講(jiang)，因(yin)為埋放(fang)較深，所以易受地熱(re)平衡(heng)問題(ti)(ti)的(de)影(ying)響，一(yi)般最常用的(de)方(fang)法是(shi)采用帶有太陽能集熱(re)器輔助加熱(re)的(de)太陽能地源熱(re)泵系統，可從根源上解決這一(yi)問題(ti)(ti)。

土(tu)壤(rang)的(de)(de)凍(dong)(dong)(dong)結(jie)對埋管換(huan)熱(re)(re)器傳熱(re)(re)的(de)(de)影響(xiang)是地(di)源熱(re)(re)泵(beng)冬季使用(yong)時(shi)應(ying)注意(yi)的(de)(de)另一(yi)因素(su)，在零下攝氏度(du)(du)的(de)(de)條件下換(huan)熱(re)(re)器的(de)(de)周圍(wei)土(tu)壤(rang)可能會(hui)發生凍(dong)(dong)(dong)結(jie)，水分凍(dong)(dong)(dong)結(jie)會(hui)放熱(re)(re)，導致(zhi)大量潛熱(re)(re)被釋放出來，所以應(ying)考慮到凍(dong)(dong)(dong)結(jie)時(shi)的(de)(de)土(tu)壤(rang)溫(wen)(wen)度(du)(du)要高(gao)于沒有凍(dong)(dong)(dong)結(jie)時(shi)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)，而且含水量越(yue)高(gao)溫(wen)(wen)度(du)(du)差越(yue)大。

在北(bei)方(fang)(fang)寒冷地(di)區，冬(dong)季進入地(di)下(xia)埋管換熱(re)(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)液(ye)體溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)一(yi)般均(jun)在0℃以下(xia)，換熱(re)(re)(re)(re)器(qi)周圍含濕量的(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)可能(neng)(neng)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)。根據定性分(fen)析，水(shui)(shui)(shui)(shui)份(fen)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)，有(you)大(da)量的(de)(de)潛熱(re)(re)(re)(re)被釋(shi)放出來，因此(ci)在吸(xi)收(shou)同等數(shu)(shu)量的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量情況下(xia)，土(tu)(tu)壤(rang)(rang)降低的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)幅度(du)(du)(du)小，水(shui)(shui)(shui)(shui)份(fen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)多(duo)，釋(shi)放的(de)(de)潛熱(re)(re)(re)(re)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)多(duo)，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)降低幅度(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)小，在鄰近換熱(re)(re)(re)(re)器(qi)埋管的(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)高(gao)。如果(guo)設計(ji)(ji)中(zhong)不(bu)(bu)考(kao)(kao)慮(lv)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)份(fen)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)的(de)(de)影響(xiang)，計(ji)(ji)算出的(de)(de)地(di)下(xia)埋管周圍的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)場偏(pian)低與(yu)(yu)實(shi)際情況偏(pian)差(cha)較大(da)，水(shui)(shui)(shui)(shui)份(fen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)多(duo)，差(cha)別越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)，因此(ci)設計(ji)(ji)中(zhong)應考(kao)(kao)慮(lv)水(shui)(shui)(shui)(shui)份(fen)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)的(de)(de)影響(xiang)。但目(mu)前有(you)關巖土(tu)(tu)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)和(he)其計(ji)(ji)算方(fang)(fang)法方(fang)(fang)面的(de)(de)研究文獻(xian)不(bu)(bu)多(duo)，但可以肯定土(tu)(tu)壤(rang)(rang)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)對地(di)下(xia)埋管換熱(re)(re)(re)(re)是有(you)利的(de)(de)。有(you)的(de)(de)文獻(xian)提出在長期(qi)連(lian)續運行時(shi)(shi)，如不(bu)(bu)考(kao)(kao)慮(lv)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)的(de)(de)影響(xiang)，換熱(re)(re)(re)(re)器(qi)尺寸要比實(shi)際偏(pian)大(da)31％。有(you)的(de)(de)采(cai)用簡化(hua)方(fang)(fang)法，把埋管與(yu)(yu)周圍土(tu)(tu)壤(rang)(rang)換熱(re)(re)(re)(re)過程(cheng)按(an)未結(jie)(jie)凍(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)兩種模型計(ji)(ji)算，凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)按(an)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)區的(de)(de)當量導(dao)熱(re)(re)(re)(re)系(xi)數(shu)(shu)、比熱(re)(re)(re)(re)和(he)密(mi)度(du)(du)(du)及末凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)系(xi)數(shu)(shu)、比熱(re)(re)(re)(re)和(he)密(mi)度(du)(du)(du)分(fen)別建立盤(pan)管內(nei)流體能(neng)(neng)量方(fang)(fang)程(cheng)、盤(pan)管壁的(de)(de)能(neng)(neng)量方(fang)(fang)程(cheng)、土(tu)(tu)壤(rang)(rang)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)(neng)量方(fang)(fang)程(cheng)、土(tu)(tu)壤(rang)(rang)末凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)(neng)量方(fang)(fang)程(cheng)，最(zui)后(hou)采(cai)用有(you)限差(cha)分(fen)法求解(jie)方(fang)(fang)程(cheng)，得到凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)和(he)末凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)場分(fen)布情況。考(kao)(kao)慮(lv)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)均(jun)高(gao)于未考(kao)(kao)慮(lv)凍(dong)(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，而(er)且含水(shui)(shui)(shui)(shui)量越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)高(gao)，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)差(cha)別越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)。

在冬季(ji)使用(yong)(yong)(yong)地源(yuan)熱(re)(re)泵(beng)時要(yao)考慮(lv)到(dao)地下土壤的(de)熱(re)(re)平衡問題和土壤凍(dong)結問題，只有(you)這樣才能保(bao)證地源(yuan)熱(re)(re)泵(beng)后期使用(yong)(yong)(yong)的(de)效果，不過(guo)也不用(yong)(yong)(yong)擔心，只要(yao)正確及(ji)時的(de)進(jin)行處理，地源(yuan)熱(re)(re)泵(beng)還是會(hui)發揮(hui)出(chu)色的(de)作用(yong)(yong)(yong)。