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文章來源：地大熱能 發(fā)布作者： 發(fā)表時(shí)間：2022-08-23 15:26:58瀏覽次數(shù)：1308

(一)地下水

地下水是指地下含水層中的水體。地下水存在于各種自然條件下，其聚集、運(yùn)動(dòng)的過程各不相同,因而在埋藏條件、分布規(guī)律、水動(dòng)力特征、物理性質(zhì)、化學(xué)成分、動(dòng)態(tài)變化等方面都具有不同的特點(diǎn)。地下水溫度常年穩(wěn)定,水量也比較穩(wěn)定,水質(zhì)比地表水好,地下水的水溫、水量和水質(zhì)基本不受外部環(huán)境條件的影響，取水也比較容易。

地下水按其埋藏條件可分為3類:上層滯水、潛水和承壓水。

(1)上層滯水。上層滯水埋藏在透水性較好的巖層中,夾有不透水巖層。上層滯水一般埋深較淺,范圍小,儲(chǔ)量小,受季節(jié)性影響大,不宜作為儲(chǔ)能含水層。

(2)潛水。潛水是埋藏于地下第一個(gè)穩(wěn)定含水層之上、具有自由表面的重力水。它的上部沒有連續(xù)完整的隔水頂板,通過上部透水層可與地表相通,其自由表面稱為潛水面。潛水通過包氣帶與地表水相連通，大氣降水、地表水、凝結(jié)水通過包氣帶的空隙通道可以直接滲人補(bǔ)給潛水,所以其水溫受天氣變化影響較大,一般情況下不作為儲(chǔ)能介質(zhì)。

(3)承壓水。承壓水也叫層間水，它指充滿于上下兩下穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的重力水。承壓水由于有穩(wěn)定的隔水頂板，水體承受靜水壓力，故沒有自由水面，同時(shí)承壓水與地表的直接聯(lián)系也被隔絕，所以承壓水的水溫和水質(zhì)等受外界的影響較小，是季節(jié)性儲(chǔ)能的首選介質(zhì)。

(二)地下土壤

利用地下水作為熱泵的熱源,需要解決水量和回灌等問題,只有在地下水量豐富、有穩(wěn)定的補(bǔ)給、含水層孔隙率較大的條件下才比較適用。然而在很多地方并不具備這樣的條件。此，可以將一定數(shù)量的換熱管埋在地下土壤中,讓水在管內(nèi)循環(huán)流動(dòng)并通過管壁與地下土壤中的能量采集上來,提供給熱泵,這就是土壤源熱泵。

如果不考慮土壤冷熱平衡的因素，土壤源熱泵在任何地區(qū)都可以使用,因?yàn)樗皇艿叵滤?、水質(zhì)和回灌等因素的限制,運(yùn)行更穩(wěn)定。這是土壤源熱泵與地下水源熱泵相比所具有的主要的優(yōu)勢(shì)。

但與地下水源熱泵相比,它也有一些不足:

①換熱管內(nèi)的水與土壤之間存在溫差，所含能量的品位低于地下土壤和地下水，使熱泵系統(tǒng)的效率下降,運(yùn)行成本提高，而且埋設(shè)的換熱管越少、管內(nèi)的水與土壤之間的溫差越大,對(duì)熱泵效率的影響也越大;

②由于土壤的熱導(dǎo)率小,因而能流密度小,一般在25W/m左右,換熱管內(nèi)的水與地下土壤之間的熱交換率很低，在熱泵系統(tǒng)承擔(dān)較大的供暖或制冷負(fù)荷時(shí),換熱管與地下土壤之間的換熱面積必須足夠大,需要在地下土壤中埋設(shè)大量換熱管,不僅造價(jià)很高,而且需要較大的場(chǎng)地和空間。

對(duì)土壤源熱泵系統(tǒng)影響比較大的因素主要是土壤的溫度和土壤的傳熱性能。不同的地質(zhì)條件不僅對(duì)傳熱性能有很大影響,對(duì)系統(tǒng)造價(jià)也有很大的影響。