真正使土壤源熱泵能夠取代傳統的節能裝備，尚有眾多的核心技術(shù)問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。從系統的角度分析，按微觀(guān)到宏觀(guān)的次序來(lái)看有下列問(wèn)題需解決：1、土壤中傳熱、傳質(zhì)過(guò)程的研究 整個(gè)系統中處于最底層的是埋地換熱器次級子系統。在該系統中，主要關(guān)心的問(wèn)題是埋地換熱器與周?chē)寥赖臒峤粨Q過(guò)程。由于土壤是一個(gè)由固態(tài)的土壤骨架、液態(tài)和氣態(tài)水以及空氣組成的多相分散體，目前大多數的研究中采用的簡(jiǎn)單的復合不穩態(tài)導熱，將水分和空氣的輸運過(guò)程作用歸結為一導熱系數的附加值來(lái)描述土壤中的熱質(zhì)耦合的作法顯然會(huì )帶來(lái)較大的誤差，相應的結果土壤源熱泵的埋地換熱器的尺寸偏大，熱泵裝置的初投資加大(埋地換熱器的成本一般占到熱泵系統總成本的20%-30%)，無(wú)法與傳統的節能裝備相抗衡。
因此亟待解決的方法是對埋地換熱器與土壤的熱交換過(guò)程采用更完善的數學(xué)模型進(jìn)行描述，全面考慮傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。多孔介質(zhì)流體力學(xué)方法可能是一個(gè)有力的工具。有研究者提出采用不可逆熱力學(xué)的方法來(lái)加以研究，也是一個(gè)頗有新意的可行的方法。還有研究者提出采用分形的方法來(lái)研究土壤中的導熱系數，有可能使數學(xué)模型得到簡(jiǎn)化，使研究的難度降低。研究土壤中的傳熱傳質(zhì)過(guò)程的另一個(gè)目的，是希望能找到強化傳熱的新型填充材料，國外已有研究者從事過(guò)這方面的研究，并有相關(guān)報道。當然，最終的目的是一致的，就是要盡可能的減少土壤源熱泵埋地換熱器的初投資費用，但國內尚未見(jiàn)到類(lèi)似的研究報道?！?、與熱泵裝置的耦合過(guò)程研究 研究與熱泵裝置的耦合過(guò)程的目的在于優(yōu)化熱泵裝置子系統的性能。因采用土壤作為熱源，無(wú)論是冬季或夏季運行，熱泵系統的運行條件(室外側換熱器的工作點(diǎn))都與傳統的空氣熱泵或一般的水源熱泵的工作點(diǎn)有一定的差別，從而引起整個(gè)熱泵系統的工作特性都隨著(zhù)發(fā)生變化。具體說(shuō)來(lái)就是在新的室外側換熱流體溫度下，應該如何配置相應的蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機乃至整個(gè)系統的部件，使熱泵的熱力循環(huán)性能最優(yōu)、科靈節能熱泵程度的發(fā)揮土壤源熱泵的節能潛力。因此有必要采用制冷系統熱動(dòng)力學(xué)的方法。3、土壤源熱泵的系統全年能耗的經(jīng)濟分析
從土壤源熱泵的熱力系統圖上可以看出待研究問(wèn)題的第三個(gè)層次是對整個(gè)熱泵系統的全年能耗分析。對于需要全年進(jìn)行空調的場(chǎng)合，采用土壤源熱泵是否具有優(yōu)越性的結論應該是基于全年能耗分析的結果而得到的。
這一點(diǎn)在確定土壤源熱泵的方案時(shí)尤為重要。對于不同的氣象條件及不同的建筑物功能需求，建筑物冬夏兩個(gè)季節的冷熱負荷可能是不一樣的。是應該優(yōu)先考慮冬季采暖，夏季冷負荷的不足部分由傳統的節能裝備(比如加裝冷卻塔)加以補充;還是以夏季冷負荷為基準，冬季采用輔助熱源的模式?應該在全年能耗分析的基礎上，全面考慮系統的初投資和運行費用，最終以投資回收期來(lái)作為判斷的依據。因此只有在能夠對地下?lián)Q熱器的換熱過(guò)程以及熱泵系統的動(dòng)態(tài)熱特性有了一個(gè)較完備的認識和了解的基礎上，結合建筑物的全年動(dòng)態(tài)負荷，才能使得土壤源熱泵的優(yōu)越性得以充分的發(fā)揮，達到節能和環(huán)保的目的。
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