所谓的埋管式地源热泵,就是将换热器埋放于土壤当中,将土壤中的热量与室内的冷量进行交换,而埋于地下的状态则容易受地下水流、水层厚度、土壤孔隙等因素的影响,尤其是在薄含水层,水流流速对热量的影响巨大,使得导热系数下降,导致使用效果差。
通过对含水层的地源热泵换热器的热通量进行试验数据分析,研究表明这种情况下会比不含水层的土壤的换热系数高,而含水层的孔隙度为20%时会比孔隙度为40%的通热量高。若水层中含有砾石时这时的通热量比水层要高出5倍。
水文地质因素
该因素包括地下水含水层的分布及特征和包气带岩土体的性质和特征;地下水补给、径流和排泄情况及动态变化规律;地下水水质及其影响等。
地下水的情况是决定使用浅层地温能开发利用方式(即地下水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统)的首要因素。只有地下水水量充足、回灌条件好的区域才可使用地下水地源热泵系统,而含水层的分布很大程度上决定了换热井的深度和结构设计。地下水的补、径、排情况直接影响到地源热泵系统的换热效率。这是被相关科研试验与实际地源热泵项目反复证实的结论,例如北京市海淀区大部分区域,属于山前冲洪积扇的上游,地下水补、径、排条件很好,地下水式地源热泵项目很多,多年来使用效果也很好。同时该地区也有一些地埋管式的项目,由于地下水径流速度较快,使得系统运行效果非常好,相较于冲洪积扇下游的朝阳和通州的大部分地区,换热效率明显较高。
综合所有因素来看,在薄水层的条件下,对地源热泵机组的换热影响最大,而不同地区的具体情况千差万别,这就要求设计方要充分了解当地使用条件,进行合理的计算,确保换热量能够满足需求,让地源热泵正常使用。因此,选择合适的方案设计商对整个的工程起着重要的作用,使用者需谨慎选择。