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土壤源熱泵是指通過輸入少量電能把巖土體中的低品位能量提取出來轉移到室內供人類生產生活需要，它具有高效節能、效果穩定、低碳環保、一機多用、維護費用低廉等特點。由于其具有這么多優點，隨著世界范圍內能源和環保問題出現，地源熱泵技術在世界各國都得到大力發展，在我國其更得到國家政策的支持推廣，越來越多的國人認識到地源熱泵系統的好處，全國范圍內大量工程項目采用了地源熱泵形式。但單一的地源熱泵系統的一些缺點也逐漸顯露出來，制約著地源熱泵的推廣應用。為了解決單一地源熱泵系統存在的缺點，土壤源熱泵復合冷熱源系統在工程中得到發展和運用。

1、地源熱泵存在的問題

●巖土體的得熱量和放熱量不平衡

在土壤源熱泵系統中，巖土體相當于一個巨大的蓄熱體，冬季，地源熱泵系統將熱量從巖土體中提取出來用于建筑物供暖；夏季，地源熱泵系統將建筑物內多余的熱量排到巖土體中用于建筑物制冷。如果每年排到巖土體中的熱量和從巖土體中提出的熱量的差值過大，超過巖土體的自我平衡能力，在運行一段時間后就會到時巖土體溫度變化，從而影響熱泵系統的運行效率，導致無法滿足建筑物需求或機組能耗增加，更終導致系統無法運行。基于此種原因，在我國長江以南夏熱冬暖區域和東北等嚴寒區域，單一的土壤源熱泵系統無法長久有效的作為建筑物提供冷熱源。

●土壤源熱泵系統初投資過大

土壤源熱泵系統需要大量的鉆孔施工，對于巖土體結構復雜地區或巖石層過硬地區，需要支付高昂的鉆孔施工費用，某些區域僅鉆孔施工一項費用就占到整個系統總造價的50%以上。這對建設單位造成巨大的資金壓力，很多建設單位對此望而卻步，改選其他方案。而且過大的施工費用也使系統的整體經濟性大打折扣。

●沒有足夠的地埋管換熱器安裝面積

采用土壤源熱泵系統，需要一定的地埋管換熱器安裝面積。而對于容積率比較高的商業綜合體以及在老城區的項目，由于寸土寸金，大多沒有足夠的地埋管安裝空壓機，以至于無法采用土壤源熱泵系統。

正是以上所述問題，嚴重限制了土壤源熱泵的發展，致使一些本計劃采用土壤源熱泵系統的項目無奈放棄另選其他方案。

2、土壤源熱泵復合系統的應用

為了解決單一土壤源熱泵系統的局限性，擴大土壤源熱泵系統的應用范圍，土壤源熱泵復合系統逐漸得到應用，以解決吸收/放熱量不均衡、初投資過大，無足夠地埋管換熱器安裝面積等問題。

●土壤源熱泵+燃氣鍋爐復合系統

在我國東北和西北地區，冬季地埋管累計吸熱量遠大于夏季地埋管累計放熱量，單一土壤源熱泵系統會導致土壤溫度逐年下降，在系統運行幾年后就會無法滿足冬季的供暖需求，更終導致系統失效。采用土壤源熱泵+燃氣鍋爐復合系統，夏季由地源熱泵供冷，冬季優先采用土壤源熱泵供熱，在熱負荷更大時采用土壤源熱泵+燃氣鍋爐共同為建筑供熱，一方面保證全年從土壤中提出的熱量和排到土壤中的熱量均衡，維持土壤溫度恒定，保證熱泵機組的高效運行。另一方面，可以適當降低熱泵承擔的熱負荷，減少地埋管數量，降低初投資。

●土壤源熱泵+冷水機組復合系統

在我國南方夏熱冬暖地區，建筑冷負荷和地埋管累計放熱量遠大于建筑熱負荷和地埋管累計吸熱量。采用單一土壤源熱泵系統，夏季需要龐大的地埋管換熱器滿足建筑冷負荷需求，冬季時大量的地埋管閑置，造成初投資太大，同事嚴重的冷熱不均衡也給系統運行買下很大隱患。采用土壤源熱泵+冷機組復合系統可以減少地埋管的安裝數量，減少初投資，消除冷熱不均衡問題，而且土壤源熱泵系統在夏季的供冷效果和效率都優于冷水機組，復合系統有助于系統整體經濟性的提高。

●土壤源熱泵+冷水機組+燃氣鍋爐復合系統

在地埋管換熱器安裝面積有限，建設方資金又緊張的情況下，可選擇采用土壤源熱泵+冷水機組+燃氣鍋爐復合系統。熱泵機組大部分時間都在設計負荷的80%一下運行，在90%以上運行的時間每年就十多天時間，但為了這十多天時間，就要求地埋管換熱器滿足全部設計負荷。若采用土壤源熱泵+冷水機組+燃氣鍋爐復合系統，地埋管換熱器大約只承擔原設計80%的負荷，其余的20%由冷水機組和鍋爐提供，與單一土壤源熱泵系統相比，既大大降低了項目初投資，有運行費用影響卻很小。

●土壤源熱泵+蓄冷蓄熱復合系統

對于商場、辦公寫字樓等只在白天有供冷供熱需求，晚上沒有供冷供熱需求的建筑，采用土壤源熱泵+蓄冷蓄熱復合系統，既可以減少熱泵機組的裝機容量和地埋管換熱器數量，減少地源熱泵部分的初投資。還可以利用峰谷電價政策，進一步降低運行費用。

●土壤源熱泵+太陽能復合系統

對于每年從土壤中提取熱量略大于土壤中排放熱量的項目，且在本項目中有熱水需求時，可采用土壤源熱泵+太陽能復合系統，在供暖季，太陽能作為土壤源熱泵輔助熱源給建筑物供暖并可考慮提供生活熱水，減少地源熱泵熱負荷，減少地埋管系統的冷熱不均衡。夏季，土壤源熱泵為建筑物供冷，太陽能系統提供生活熱水，在陰天，可采用帶熱回收功能的熱泵機組作為輔助熱源提供生活熱水。過度季節，根據實際運行情況，決定是否采用太陽能給土壤補充熱量，維持土壤溫度恒定。采用土壤源熱泵+太陽能復合系統可以更大限度的降低運行費用，并增加系統穩定性。

以上所提供的土壤源熱泵復合冷熱源系統，都需要一套精準的測量、自動控制系統和根據實際情況量身定做的軟件程序，才能達到事半功倍的更佳運行效果。

小德有話說：單一的土壤源熱泵系統，由于自身特點和地域氣候等原因，可能無法長期穩定高效的運行，而根據項目實際情況，將土壤源熱泵和其他系統結合在一起，組成復合式冷熱源，就能克服單一土壤源熱泵系統的局限性，使其擺脫地域氣候等限制，更大限度的發揮高效環保的優勢。