冷卻塔對地源熱泵係統的影響

隨著中央（yāng）空調工程的日益（yì）發展，地源（yuán）熱（rè）泵（bèng）係統也得到了廣泛應用。地源熱泵係統利用地底能源，在夏天的（de）時候（hòu）把熱能傳入地下（xià），當冬季來臨後，進行（háng）能源循環利用，形成一種可持續發展利用的能源裝置。但（dàn）大多數（shù）區域都做不到能量的均衡循環使用。對於冷源要求過多的工程裏，夏天的冷源需求量遠多於（yú）冬季熱源的需求量，*後造成夏天（tiān）通過管道向地底釋放的熱源（yuán）大於冬天需要的熱量，時（shí）間久了肯定會影響地埋管道周圍的溫（wēn）度，*後地源熱泵係統的 COP 逐漸降低，整個係統的能效也逐漸（jiàn）降低。因此，采用地源熱泵（bèng）係統中增設冷卻塔散熱，有效的解決了（le）其土壤熱平衡的缺陷，並（bìng）且可以減少地埋管的埋設（shè）深度，節（jiē）約成本。

1. 地源熱泵係統的介紹

地源熱泵係統是利用地底內土壤（rǎng）和地（dì）下水的溫（wēn）度相對恒定的原理，將建築物周圍的土壤內深埋管（guǎn）路係統，通過水循環（huán），為建築物提供冷熱源，實現熱交換的一種水冷技術。地源熱泵係統采用了與眾不同的（de）熱交換方式，因此也具有諸多鍋爐或者普通中央空（kōng）調係統所不具有的特點（diǎn）：

①地源（yuán）熱泵係統是（shì）通（tōng）過使用水（shuǐ）泵運動達成水（shuǐ）循環，*後（hòu）形成熱交換的。隻需（xū）要電力供應，不會產生汙（wū）染，綠色無（wú）汙染，保護環境。②與普通中央空調係統相比，地源熱泵係統冷熱源隻需循環泵運動，耗電量大大的降低，高效節能。③可以（yǐ）同時做到供暖、製冷，滿足不同需求。④係統智能操控，使用壽命長。漸漸成為現代工程中央空調係統中的主流。

地源熱泵係統初（chū）投資成本相對較高，主要問題在於（yú）鑽井費用較高。采（cǎi）用（yòng）冷卻塔可有效的（de）解決成本相（xiàng）對較高的問題。將地源熱泵與冷卻塔聯合使（shǐ）用作為冷熱源的（de）係統，對於冷（lěng）源需求大而熱源需求相對較少的區域，夏季可配（pèi）備冷卻塔與地源熱泵聯合使用（yòng），而（ér）冬季隻使用地源熱泵。提高了能效，降低了成本。冷卻（què）塔對地源熱泵係統形成了巨大的影響。由於冷卻塔種類繁多，不（bú）同（tóng）冷卻塔在中（zhōng）央空調工程中的應用效果及影響各不相同，地源熱泵係統（tǒng）的能效與冷（lěng）卻塔的不同選型相關。

2. 閉式冷（lěng）卻塔和開式冷卻塔對地源熱泵係（xì）統的影響

閉式冷卻塔（tǎ）是由外循（xún）環和內循環組成。無需填料，紫銅管表冷（lěng）器是其核心部位，設（shè）備與內循環對接，形成封閉的循（xún）環係（xì）統(介質為軟水)。為設備進行冷卻，將設備中的熱量帶出到冷卻機組。而（ér）外循環是在冷卻塔中，為塔（tǎ）本身進（jìn）行降溫。與內（nèi）循環水相互不接觸，經過冷卻塔的紫銅管表冷器完成散（sàn）熱、換熱工作。根據進（jìn）塔水溫自動設置冷（lěng）卻塔工況。閉式冷卻塔被（bèi）冷卻介質由於不與（yǔ）空氣接觸（chù），不會（huì）產生藻類或者鹽類的結晶，且被冷卻介質在密閉管道中流動，介質一般都是軟化水，不會影響被冷卻設備的工作效率。

開式冷卻塔是通過將循環水以噴霧方式（shì），噴到 PVC 填料上，與空氣、水接觸，進行換熱，然後再由風機帶動冷卻塔內（nèi）循環，把熱氣流（liú）帶出，從（cóng）而達到冷卻。被冷卻介質在塔內不斷的循環，當使用時間多長時（shí），其介質會蒸發、濃縮。因此開式冷卻塔（tǎ）需要常年補水，並（bìng）且介質（zhì）在（zài）在與空氣長時間接觸後， 逐（zhú）漸會被汙染（rǎn），產生藻類或者鹽類等結晶，從而影響其使用性能。如果使用開式冷卻塔與（yǔ）地源熱泵（bèng）聯合，由於汙垢、結晶的存在，很有可能造成冷卻水係統（tǒng）的水管堵塞，從而引起事故。而且地源熱泵對水質要（yào）求較高，如果（guǒ）地源側管道泄漏，很有可能會汙染（rǎn）地下水。通常為了保證（zhèng）水質，一是采用二次水係統，中間加設板式換熱器，末端（duān）使用開式冷卻塔;第二便是使用閉式冷卻塔。兩者對比，方法一由於（yú）增加中間換熱器，熱交換效率會降低而（ér）且係統形式複雜，增設換熱器及水泵，係（xì）統初期（qī）成（chéng）本增加。另外，占地（dì）位置遠大於使用閉式冷卻塔，因此（cǐ）閉式冷卻塔在地源熱（rè）泵係統中有極大的應用價值。極大地促進了（le）地源熱泵係統的工作能效。

3. 冷卻（què）塔型號選擇對地源熱泵係統（tǒng）的影響（xiǎng）

不同冷卻（què）塔選型的運行狀況對地源熱泵係統的（de）影響是不同（tóng）的，冷卻塔啟動後，勢必是增加係統阻力，影響水泵的功耗。研究表（biǎo）明，當選用小容量的冷卻塔時，運行時間會增加，進而（ér）影響地埋管道的出口水溫，影響了機組的能耗（hào）。當（dāng）選用大容（róng）量的冷（lěng）卻塔時，冷（lěng）卻塔的運行時間可以縮（suō）短（duǎn），但同時卻增加了成本（běn）跟冷（lěng）卻塔（tǎ）能（néng）耗;在（zài）地源熱泵空調係統使用冷卻塔能有效調節地埋管周圍（wéi）土壤的散（sàn）熱平衡，擴（kuò）大了（le）地源熱泵的使用範（fàn）圍。冷卻塔型號對地源熱泵係統的能效也具有重要影響（xiǎng）。

4. 工程聯合應用分析

工程項目概況：某體育館建築，建築類別：多功能（néng）甲級體育館，總建築（zhù）麵（miàn）積：27000 ㎡，空（kōng）調總熱負荷：2900kw，空調（diào）總冷負荷：3470kw，對風速、溫度（dù）要求較高。由於夏季（jì）總負荷（hé）大於冬季（jì）總負荷，因此在地源熱泵係統中添加冷卻（què）塔聯合使用，在調節（jiē）了地下散熱的平衡同時，減少了係統的初投資成（chéng）本。

5. 結論

 (1) 使用冷卻塔有（yǒu）效的解決了地源熱泵係統土壤熱平衡的問題。

 (2) 在地源熱泵係（xì）統中使用（yòng）冷卻塔散（sàn）熱能夠減少係統的初投（tóu）資成本，隨著冷卻塔對冷負荷承擔的比例的增加，係統的初投（tóu）資（zī）成本會更低（dī）。