[發明專利]一種減緩地埋管地熱換熱器地下冷/熱量累積效應的分區運行方法

無效

• 申請號: 201410185963.3
• 申請日: 2014-04-26
• 公開（公告）號: CN103968606A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 于明志;崔萍;陳兆濤;李洪;李琳琳;叢俊滋
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種地源熱泵系統豎埋管地熱換熱器運行方法，尤其涉及一種地熱換熱器冬季自地下取熱和夏季向地下放熱負荷不平衡時的地熱換熱器運行方法。

背景技術

作為一種可再生能源技術，地源熱泵技術在我國得到廣泛應用。目前對于地源熱泵系統運行研究，地埋管運行方式均為全開或全停。這種運行方式簡單，便于計算。但對于冬夏季向地下取放熱負荷不平衡時的大集群豎埋管換熱器，全開全停運行方式將會導致中心區域，常年運行將導致地下溫度持續增高或降低，系統整體效率下降，甚至多年后冷熱負荷累積效應大的區域埋管在大負荷季節運行失效。目前常用的一種方法是增加輔助冷源或輔助熱源，這將增加系統投資和運行的復雜性。另一種常用的方法是增大埋管數量或增大埋管間距，這將系統投資和增大占地面積，有時會因場地限制而無法實現。

發明內容

本發明的目的是提供一種減緩地埋管地熱換熱器地下冷/熱量累積效應的分區運行，針對地熱換熱器夏季向地下放熱量和冬季自地下取熱量不平衡的系統，能夠減緩地熱換熱器工作區域由于多年運行而導致的熱量/冷量累積效應，提高地源熱泵系統的綜合能效比。

為了達到上述目的，本發明有如下技術方案：

一種減緩地埋管地熱換熱器地下冷/熱量累積效應的分區運行方法，包括以下步驟：

1)首先分析埋管地熱換熱器夏季向地下放熱量和冬季自地下取熱量；

2)結合地熱換熱器埋管布置形式，將地熱換熱器劃分為內區和外區，內區埋管數量占整個地熱換熱器埋管數量的比例約等于區域地熱換熱器夏季向地下放熱量和冬季自地下取熱量中數值較小者與較大者之比。

3)與地下進行熱量交換相對較小的季節運行內區。與地下進行熱量交換相對較大的季節全部地熱換熱器均投入運行。

由于采取了以上技術方案，本發明的優點在于：

針對地熱換熱器夏季向地下放熱量和冬季自地下取熱量不平衡的系統，能夠減緩地熱換熱器工作區域由于多年運行而導致的熱量/冷量累積效應。

附圖說明

圖1為地熱換熱器埋管區域及分區示意圖

圖2為地熱換熱器采用全開全停運行模式和采用本發明提出的分區運行模式時地熱換熱器中心地下土壤平均溫度變化對比；

圖中：1、埋管2、內區3、外區

具體實施方式

以下實施用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

參見圖1～2，

如圖1所示的一個呈16×20矩陣排列的320個豎埋管(深100米)的地熱換熱器，其冬季自地下取熱量和夏季向地下放熱量的比值約為0.6∶1。根據本發明提出的方法，設置內區埋管數量192個，外區128個。

圖2是地熱換熱器采用全開全停運行模式時地熱換熱器中心地下50米處土壤平均溫度變化和采用本發明提出的分區運行模式時地熱換熱器中心地下50米土壤平均溫度變化對比圖；通過對比可以發現采用本發明提出的地熱換熱器分區運行方法后，地下土壤平均溫度增加的幅度顯著低于地熱換熱器采用全部運行方式時地下土壤平均溫度增加的幅度。

顯然，本發明的上述實例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同地熱換熱器分區運行的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。