二、調試運行現場實測情況分析

    從以上調試運行現場實測情況可以看出：該工程由于沒有經過夏天運行直接從冬季開始投入使用，也由于在該工程場區的水文地質以及地層熱物性參數條件下地埋管換熱器大面積集中布置，地源熱泵從大地提取熱量，地埋管換熱器周圍巖土體溫度逐漸降低，取熱條件逐漸惡化，進入地源熱泵機組的傳熱介質溫度降低，帶來地源熱泵機組性能系數的降低，導致地源熱泵機組最后經常停機保護，不能正常運行，不僅影響地源熱泵系統的供熱效果，也降低了地源熱泵系統的整體節能性，特別是該工程冬、夏季逐時動態負荷相差甚遠，即冬季供暖時從地下取熱的累計熱量遠大于夏季空調時釋放到地下的累計熱量，也就是負荷總量變化特征是累積取熱型，這就意味著地埋管換熱器周圍巖土溫度逐年下降，最終將不能運行，調整的關鍵措施是增加排熱。

    該工程采用地源熱泵與低溫地板輻射供暖和風機盤管聯合運行方式。低溫地板輻射供暖是一種利用建筑物內部地面進行采暖的系統，該系統以整個或部分地面作為散熱面，其地板散熱面主要以輻射熱的形式（約占總熱量的61.25％）向室內散熱。低溫地板輻射采暖系統與傳統的散熱器供暖形式相比，一個突出特點是熱媒溫度低，熱媒溫度要求僅在30℃～60℃之間，而風機盤管要求的供水溫度不低于40℃，此時送出的風溫度才能達到要求，而且地面填充層的蓄熱結構增加了系統的熱惰性。

    在該工程的調試中發現：如果低溫地板輻射供暖供水溫度為40℃，熱泵主機比平時上班時間需提前約1小時開啟，室內方能達到設計溫度，而風機盤管不需要提前開啟，室內溫度就能達到要求；如果低溫地板輻射供暖供水溫度為35℃，熱泵主機比平時上班時間需提前約3小時開啟，室內方能達到設計溫度，風機盤管送出的風不能達到設計效果；如果低溫地板輻射供暖供水溫度為30℃，熱泵主機比平時上班時間需提前約6小時開啟，室內方能達到設計溫度，而風機盤管送出的風感覺很冷。以上室外溫度均為-9℃。地源熱泵主機要高效率提供高于40℃的低溫熱水，地埋管換熱器相應要提供較高的供水溫度，但根據土壤源熱泵運行特點，宜采用間歇運行方式，使土壤溫度場能得到有效恢復，從而提高熱泵的制冷(制熱)系數。低溫地板輻射供暖的持續性和土壤源熱泵運行的間歇性在經濟合理的條件下如何很好地耦合而協調工作是地埋管換熱器設計的關鍵環節。

    太陽能作為地源熱泵輔助熱源改造方案

    一、改造方案的依據

    1．該工程豎直地埋管區域土壤環境溫度自然恢復周期長

    2008年5月6日，從地埋管穩定10小時循環水溫度中觀測到地埋管中水的溫度為10.1℃。正常運行的地源熱泵系統通常具備一定的恢復期，這個恢復期實際為大地自然調節能力的表現，但這種調節能力已受到負荷時間和負荷總量的限制，該工程從土壤吸收熱量遠遠超過大地的自然調節能力，為了系統的正常高效運行，必須增加輔助熱源。

    2.豎直地埋管換熱器布置太集中

    由于豎直地埋管換熱器布置太集中，埋管中心區域四面均有熱干擾，又由于低溫水地板輻射采暖的連續性，原埋管間距不能滿足地源熱泵主機的連續運行，而且當埋管區域土壤環境溫度下降到一定程度，中心區域的豎直地埋管換熱器無法從外界獲取熱量，有效地埋管換熱器數量相對減少，這更加需要增加輔助熱源在不采暖的季節向地埋管區域土壤蓄熱，從而適當提高地埋管區域土壤溫度，提高主機運行效率。

    3.熱泵機組要提供該系統聯合運行的溫度

    要同時滿足低溫地板輻射采暖所要求的供水溫度和風機盤管要求的供水溫度，就必須要求熱泵機組提供不低于40℃供水溫度，也就是要求地埋管換熱器要有較高的供水溫度和地埋管區域的土壤要有較高的溫度。這就要求地埋管區域的土壤必須從外界獲取滿足冬季使用。