９ ８年 ， Ｒ．ｎ ｅｓｌ提出线热源模 型ｌ 。２ 圆柱热源模型 。 Ｌ． Ｉｇｒ ｌ ｏ ８ ） Ｊ ＧＣ Ｐ 、 下水 热 泵 （ ｏｎ ｔｒＨ ａ ｕ ， ＷＨＰ 、 表水 １ ４ Ｈ ）地 Ｇｒｕ ｄＷａｅ ｅｔ ｍｐ Ｇ Ｐ ）地
． 热 泵 （ ｕｆｃ ａｅ Ｈｅｔ ｕ ，ＷＨＰ 。 通 常 地 下 耦 合 热 泵 也 称 ２ ２ 国 内的 研 究 与 发 展 状 况 Ｓ ｒ ｅＷ ｔ ａ ｍｐ Ｓ ａ ｒ Ｐ ）
浅 谈 土 壤 源 热 泵 系统 的发 展 及 其 应 用
法智彤
摘 在发展 中面临的问题及在制冷 空调 中的广 阔应用前景。
关 键 词 ： 源 热 泵 ， 壤 源 热 泵 ， 调 地 土 空 中 图分 类 号 ： Ｕ８ １ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ
褚 晓 丽
要： 概述 了土壤源 热泵系统 的特 点， 阐述 了土壤源热 泵技 术在 国内外 的发展 、 研究现状 ， 最后介绍 了土壤源热泵技术
１ 土壤 源热泵 系统的原 理 及特 点
１ １ 土壤 源热泵 的原 理 ．
开 。这一时期 ， 地源 热泵 技术 飞速 发展并 趋 于成熟 。 目前 ， 国外 对土壤源热泵 的研究 仍集 中在地 下换 热器 的传 热性 能上 。地 下
计 ０多种 ， 对所有 模型 的建立 ， 关键 是 地源热泵是 一个广 义术 语 ， 其包 括 以土壤 、 下水 和地 表水 换热器 的设 计 、 算模 型约 ３ 地 最 １ 为冷热源 的热 泵 ， 即地 下耦 合 热泵 （ ｒｕ ｄＣ ｕ ｌ ａ ｕ ， 求解岩 土温 度场的动态 变化 ， 基本 的模 型可 以概括 为两种 ： ） Ｇ ｏ ｎ ｏ ｐ ｄＨｅｔ ｍｐ ｅ Ｐ
形方式 ， 按其埋管深度 可分为浅层 （ ０ｍ）中层 （０ｍ～１ ０ｍ） 城市供 暖的有效 方式 ， ＜３ ， ３ ０ 同时介 绍 了地 源热 泵模拟试 验 ， 并于 １ ６ ９５ ９ ９年青 岛建筑 工 和深层 （ ０ 三种 。夏季制冷 时 ， ＞１ ０ｍ） 大地作 为排 热场所 ， 把室 内 年研制 了我 国第 一 台水 冷式热 泵空调 机组 。１８ 热量 以及 压缩 机耗能通过埋地盘 管排入大地 中， 再通过 土壤 的导 程学 院建立 了国 内第一个土壤源热 泵系统 的试验 台， 高祖锟 教授
直 套 管 管 群 换 热 器 传 热 模 型 ， 模 拟 了过 渡 季 节 大 地 的温 度 场 。 并
为 土壤 源 热 泵 。 根 据 地 下 热 交 换 器 的 布 置 形 式 ， 要 分 为 垂 直 埋 主
２ 世纪 ５ ０ ０年代 ， 天津大 学热 能研 究所 吕灿仁 开展 了 国内最
１ ， 管、 水平埋管和蛇形埋 管三类 。垂 直埋管换 热器通 常采用 的是 ｕ 早 的热泵研究 ｌ 并论证 了热 泵 系统是 提 高低 温地热 利用 率 和
热 。两个换热 器都 既可作冷凝器 又可作蒸 发器 ， 只是 因季节不 同 学基金 的资 助下进行 了浅埋垂 直 盘管地 下换 热器 和水平 盘管 地 而功 能不 同。它们 之间功能 的转换 由四通 阀门（ 向阀） 换 控制 。
下换热器 的特性研究 ， 采用 系统能量平衡 结合 传热 方程建立 了垂
第３ ６卷 第 ８期 ２ ０ １０ 年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ． ６Ｎｏ． １３ ８
Ｍａ． ２ １ ｒ ００
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文章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ０ —１ ５０ １０ ．８ ５ ２ １ ）８０ ９ —２
热和 土壤 中水 分的迁移把热量扩 散 出去 。冬 季供热 时 ， 大地作为 对北方地 区利用水平 盘 管地下 换热 器 的土壤 源热泵 系统 用 于冬 热泵机组 的低 温 热源 ， 过 埋地 盘 管 获取 土 壤 中热 量为 室 内供 季供 暖进行 了一些研究 。刘宪英等 从 １９ 年 开始在 国家 自然科 通 ９９
人类社会 已经进 入 ２ １世 纪 ， 能源 的紧 张成 为人 类社会 面临 ２ 国 内外 的发 展 与研 究状 况 的一大难题。节能环保型空调产 品 的研 制 、 开发与应用 已引起 世 ２ １ 国外的 发展 与研 究状 况 ． 界各 国的高度重视 。地 球表 面浅 层土 壤吸 收大 量 的太 阳能而形 １１ ９ ２年 ， 瑞士 的 Ｈ．ｏｌ 在一项专利 中描述了利用土壤作为 Ｚｅｙ ｌ 成了低位 热能资源 。它常年保持 恒定 的温 度 ， 高于冬 季室外 温 远 热源 的热泵计划 Ｊ但 是 由于 当时一 次 能源充 足 ， ， 热泵技 术 没有 度， 又低于夏季 的室外温度 。热泵 是通过 做功使 热量从 温度低 的 得到重视 与发展 。从 １ ７ 起 ， ９ ４年 瑞典 、 士 、 兰等 国政 府资 助 瑞 荷 介质流向温度高的介 质 的装置 。以建 筑物 的空 调为 目的的热泵 的示范工程 逐步建立起来 ， 实施 了 ３ ０个工程 开发研究项 目， 得 使 系统 ， 在供热时将低 温热 源 中的热量 取 出来 ， 同所 消耗 的高 品 连 地源热 泵技 术 日趋 完善 。１７ ９ １年 ～ １７ ９ ８年 ， 国进 行 了多种 形 美 位能 一起 ， 向建 筑物供 热 ； 在制 冷时 ， 提取 建筑物 中的热量 ， 释放 式地下换热器 的测 试 ， 引入太 阳能 集热器 ， 并 组成 混合 土壤源 热 到环境热源 中去。在 冷 暖空 调领 域 中， 为 一种 清 洁可 再 生 能 作 泵系统 。这一 时期 开始采用塑料 盘管代替金 属盘管 。２ Ｏ世纪 ７ ０ 源， 地源热泵系统是 当今 世界上增长最快 的方式 之一＿ １Ｊ ０。 年代末 －９ ０年代初 ， 冷热联供地源热泵 的研究 工作在美 国率 先展