复合式土壤源热泵国外研究现状

从20 世纪90 年代起，欧洲、美国以及日本等发达国家对复合土壤源热泵系统方面进行大量研究。因这些发达国家基本位于寒冷地区，对土壤的取热量明显大于排热量，所以太阳能辅助加热土壤源热泵系统是这些国家的研究重点。

 

  太阳能—土壤源热泵系统方面。ANDＲEW等人提出将太阳能与土壤源热泵联合运行的初步设想。YAVUZTUＲK 则对太阳能复合式土壤源热泵的运行情况和经济性进行模拟计算分析。VALENTIN 等通过模拟与实测相结合，分析运行太阳能复合式土壤源热泵系统后，地下土壤热损耗与热恢复之间的平衡，以解决地下土壤温度不断下降的问题。ＲECEP 等提出一个将通过集热器获取的地下球形热能存储罐的太阳能辅助采暖耦合地源热泵系统，并详细分析了系统长期运行性能。HEPBASLIT 通过建模分析了太阳能耦合土壤源热泵系统性能，该系统同时可以辅助生产生活热水［6］。PAＲHAM 等提出一个测试采用双U 型管钻孔，具有两个独立回路的太阳能集热器耦合土壤源热泵系统的模型，该模型用于一根管与土壤源热泵连接，另一根管与太阳能集热器连接的新型双U 型埋管连接的系统性能对比研究。FAＲZIN 等对在加拿大严寒地区采用太阳能集热器作为辅助加热源的复合土壤源热泵系统的可行性进行详细的分析，并使用TＲNSYS系统仿真软件来模拟每年传统的热泵和混合热泵方案的性能，这项研究表明复合式土壤源热泵系统相结合的太阳能热收集器是一个可行的选择，在土壤里存储太阳热能可以减少约15% 的地下换热器长度，减少初次投资，整个系统运行的经济性得到很大提高。

 

  冷却塔—土壤源热泵系统方面。1995 年，ASHAＲE 首次阐述混合式土壤源热泵系统在公建中的优点，并提出了针对以空调应用为主的辅助散热装置的设计方法。KAVANAUGH 等指出地埋管换热器安装费用太高是需要考虑采用混合系统的一个主要原因，并提出复合土壤源热泵系统，并给出辅助散热装置容量的设计方法;YAVUZTUＲK 等则对冷却塔辅助复合土壤源热泵不同的设备组合方式及运行策略方面进行模拟比较分析。YAVUZTUＲK 等对辅助冷却复合式地源热泵系统不同的控制方式进行了模拟，主要分析不同控制策略对系统性能的影响，为辅助冷却土壤源热泵系统的设计和控制提供参考依据。以SPITLEＲ 为首的学者们对复合式土壤源热泵的形式以及运行效果进行大量的研究，总结各种辅助散热器形式及其优缺点。JEON等通过对比分析混合土壤源热泵系统与传统土壤源热泵系统，对比实验结果进一步改进对冷却塔的控制策略。HACKELA 等对冷却塔辅助散热系统建立基于能量和分析的热力学模型，并提出三个经济性的优化方案，对使用各种优化方案获得的实验结果进行比较和讨论。PAＲK 等研究一个地下换热器与辅助散热器并联的复合土壤源热泵系统在制冷模式下改变制冷剂流量和循环水流量时，整个系统的性能。