土壤热失衡的由来

 冷热负荷差异

 

  根据热泵机组工作原理及能量守恒定律可知，夏冬季工况下的地下排热与取热量分别直接取决于建筑冷负荷与热负荷; 在条件一定时，夏季建筑冷负荷越大，其地下排热量也越大; 冬季热负荷越大，其地下取热量也越大。因此，建筑全年累积冷热负荷差异直接决定了全年地下累积取放量的不平衡率。当不平衡率超过土壤自身调控能力时，便会形成所谓的地下土壤“热堆积”，即土壤热失衡，从而引起大地土壤能量库靠自身难以得到恢复，以至于无法循环再利用，这是造成土热失衡问题的根源，是难以改变的客观因素。

 

  设计问题

 

  土壤热失衡设计包括地下换热区域和系统外部辅助冷热源的优化设计。地下换热区域的设计主要是埋管的布置，由于土壤是一个巨大的蓄能体，在蓄能量一定时，增大蓄能体积会降低土壤平均温度的变化幅度，因此，合理的布孔间距可避免各埋管间热干扰，从而可有效减缓土壤温度的上升或下降速度。埋管布置过密，不仅产生热干扰而导致各钻孔温度波叠加，而且也缩小蓄能体的体积，从而会加速土壤温度的变化，形成“热堆积”。在埋管布置一定时，系统辅助冷热源的设计对于平衡全年地下取放热量至关重要。然而实际设计中，很少严格以全年土壤温度恢复为目标，来对埋管及其辅助冷热源进行优化设计，导致辅助冷热源无法实现预期调控目标。因此，设计人员对埋管及其辅助冷热源的优化设计是造成土壤热失衡的一个极为重要的人为因素。

 

  施工问题

 

  施工问题是造成土壤热失衡问题的另一重要人为因素之一。尽管设计人员在设计阶段充分考虑了土壤热平衡问题，且按要求布置了埋管形式及其设计参数，但由于施工阶段缺乏有效的衔接及监督，再加上施工人员本身专业知识的不足，从而造成未按设计要求施工，最终导致设计与施工脱节。

 

  运行管理问题

 

  一套设计优良的系统，如果运行管理不当，也会造成土壤热失衡问题。目前，绝大多数系统在设计时都考虑了土壤热平衡调控所需的辅助冷热源设备。然而，实际运行过程中，运行管理人员由于各种原因，不按规定及时启停辅助冷热源设备，导致系统冬夏季节土壤的取放热量不平衡率高于设计值，从而导致热堆积，这在实际运行环节是一个不可忽视的因素。