土壤热失衡对热泵造成的危害

系统运行效率降低

 

  土壤热失衡的最大危害在于长期运行后埋管区域土壤的“冷、热堆积”，这会导致土壤温度逐渐偏离其作为理想冷热源时的原始温度，并呈现出逐年升高( 供冷为主的地区) 或降低( 供暖为主的地区) 趋势，从而导致热泵蒸发温度的降低或冷凝温度的升高，最终会使系统运行效率降低甚至恶化，从而失去土壤源热泵所具有的节能优势。

 

  因此，如何保证土壤热平衡是地源热泵系统长期高效运行的关键。

 

  对局部土壤热环境影响

 

  ( 1) 对大地热流的影响

 

  已有研究表明: 生态环境的优劣与区域大地热流有密切的关系，大地热流的高低决定了一个地区地表生态系统能量供给的下限，可能制约了一些地区生态系统物种的多样性，进而影响到区域生态系统的稳健性［1］。同时，大地热流的脉动还影响区域大气系统下垫面的热力背景和气流运动，从而影响降水的分布和区域气候的干湿程度。

 

  大地热流的高低与区域地温梯度以及岩土的导热系数密切相关。一个地区地下岩土导热系数通常可认为不变，但地温梯度则与地表温度、地下岩土温度分布及深度有关。由于土壤源热泵热失衡平衡所形成的热堆积必然会引起土壤温度场的变

 

  化，进而造成地温梯度的变化而影响到大地热流，这无疑会对地表生态系统带来难以预测的影响。

 

  ( 2) 对生物生长的影响

 

  温度是影响生物生长发育最重要的因素之一。通常把作物生命活动过程中所要求的最适温度以及能忍耐的最低和最高温度统称为三基点温度。最适温度条件下作物的生命力强盛、生长发育迅速而正常，当临近其所能忍受的最低或最高温度时，作物一般会停止发育，但仍能维持生命，如果温度持续降低或升高，作物就会受害直至死亡［2］。土壤温度的变化也会影响植物根系活动，从而影响其对营养元素的吸收。各种生物只分布在它们所能耐受的温度范围内，因此土壤温度是生态系统存在和演化的重要限制因子。土壤热失衡会导致土壤温度的逐年持续升高或降低，一旦其超过原有生物活动所要求的三基温度，则必然会导致某些生物群落的灭亡，引起生物种类的重新分布，最终影响到整个区域生态环境的变化。