近年來，地源熱泵得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，暴露出許多嚴(yán)重甚至不可逆轉(zhuǎn)的問題。一些系統(tǒng)使用地表水但是凍結(jié)，降低了能源效率或完全關(guān)閉。針對這些問題，業(yè)界提出了系統(tǒng)集成創(chuàng)新的概念。其原理非常簡單，即用新技術(shù)、新系統(tǒng)改造傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)，或整合使用新技術(shù)、新系統(tǒng)和傳統(tǒng)技術(shù)要素，可稱為集成熱泵空調(diào)系統(tǒng)、復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)或混合系統(tǒng)。熱源的多樣化是這一過程的基本問題。熱泵有多種不同特性的熱源。如何整合這些熱源，充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢，將其組合成新的熱源，從而提高熱泵的運(yùn)行特性和精度，是當(dāng)前行業(yè)的探索方向。筆者認(rèn)為，以下模式值得借鑒：
一，地埋管地表水復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)。地表水在一些地區(qū)更為樂觀，特別是在南方城市，但冬季水溫低也是一個常見問題，在夏熱冬冷地區(qū)往往低于4℃。，采用串聯(lián)埋管和地表水集成系統(tǒng)（雙熱源系統(tǒng)），當(dāng)冬季水溫較低時，埋管在機(jī)組內(nèi)部先散熱后甩下，然后進(jìn)入埋管，換熱后再返回機(jī)組，這樣機(jī)組的地表水和土壤兩方面都有熱量，降低了機(jī)組的表面溫度較低。需要注意的是，當(dāng)當(dāng)?shù)氐乇硭疁囟容^高時，應(yīng)關(guān)閉埋地管道，使其成為一個單一的地表水水源熱泵系統(tǒng)。但當(dāng)?shù)氐乇硭疁囟日５坎欢啵枰邢鄳?yīng)的對策。
二，地埋管太陽能復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)。眾所周知，太陽能是取之不盡、用之不竭、無污染的清潔能源，是21世紀(jì)后最有前途的能源。但是太陽能也是一個“不穩(wěn)定”的類別。目前，中國三分之二的年日照時間超過2000小時的地區(qū)考慮到了不安全和不可靠的因素，如陰天和陰夜，使埋地管道和太陽能形成一個復(fù)合系統(tǒng)成為可能。從供暖安全的角度來看，埋地管道必須在滿負(fù)荷下設(shè)計，以滿足最不利工況的要求。同時，考慮到太陽能完全是從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)的，我們必須優(yōu)先使用太陽能，并在綜合系統(tǒng)中充分利用太陽能。為了安全和經(jīng)濟(jì)，我們需要從運(yùn)行模式上考慮和解決問題。
三，地下水與海水源熱泵的復(fù)合系統(tǒng)。我國一些港口和島嶼擁有豐富的海水資源，夏季水溫通常在20℃-30℃之間，是理想的冷卻水源。冬天，一些水域的水溫下降到0，13℃，甚至在表面結(jié)冰。在這種情況下，科靈采用地下水和海水源熱泵聯(lián)合運(yùn)行模式，充分利用海水資源，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。第四，室內(nèi)余熱可以作為資源，即水環(huán)熱泵節(jié)能設(shè)備。項目要將太陽能、水、空氣、土壤結(jié)合起來，引入能源內(nèi)部，如果這種能量較低，可以引入相應(yīng)的熱泵系統(tǒng)，以替代輔助供熱鍋爐、太陽能水環(huán)節(jié)能設(shè)備或井水源熱泵水環(huán)節(jié)能設(shè)備、土壤源熱泵水環(huán)熱泵節(jié)能設(shè)備、空氣源水環(huán)熱泵節(jié)能設(shè)備等復(fù)合運(yùn)行模式。
四是地埋管熱泵冰蓄冷熱泵系統(tǒng)。在北京某換熱器項目中，系統(tǒng)設(shè)計時，根據(jù)冬季供暖負(fù)荷，由于空調(diào)的供暖負(fù)荷大于負(fù)荷，所以夏季很難滿足運(yùn)行需求，這種差異僅僅由冰蓄冷系統(tǒng)來解決，不僅對電網(wǎng)資源起到了削峰填谷的積極作用，用戶也享受到了電價優(yōu)惠，降低了運(yùn)行成本。六是土壤蓄冷冷土壤熱泵耦合集成系統(tǒng)。該思想將蓄冷裝置與熱泵地下吸熱裝置相結(jié)合，通過冷水機(jī)組實現(xiàn)熱泵、蓄冷和空調(diào)的一體化系統(tǒng)功能。雖然這種復(fù)合模式是蓄冷空調(diào)的原始創(chuàng)新，但它面臨著許多問題，包括模擬環(huán)節(jié)、蓄冷熱力特性、土壤溢流過程和冷量損失等，需要認(rèn)真研究。此外，還有創(chuàng)新的復(fù)合模式，如自然冷卻地埋管熱泵系統(tǒng)和分體空調(diào)熱水供應(yīng)節(jié)能設(shè)備。特別是后者已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，但許多細(xì)節(jié)仍需討論，沒有完全解決會影響其發(fā)展。
總之，科學(xué)合理的發(fā)展是地源熱泵行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。地源熱泵市場的崛起是一把“雙刃劍”，對此我們應(yīng)該有四點(diǎn)認(rèn)識：一是復(fù)合熱泵節(jié)能設(shè)備的形式多種多樣，根據(jù)不同的集成創(chuàng)新目標(biāo)應(yīng)該提出不同的系統(tǒng)形式。二，制度創(chuàng)新推動地源熱泵的發(fā)展，必須有機(jī)地結(jié)合起來，而不是機(jī)械地拼湊起來。目前，已經(jīng)“組合”起來的項目不少，我們應(yīng)該密切關(guān)注，特別是以某些政策補(bǔ)貼為目的的低質(zhì)量項目。其次，創(chuàng)新應(yīng)從項目入手，以節(jié)能省錢為基本原則。不省錢就不可能保持節(jié)能，不省錢就不可能節(jié)能。最后，應(yīng)加強(qiáng)混合系統(tǒng)的仿真和預(yù)測分析，并加強(qiáng)自動控制系統(tǒng)的開發(fā)，以推動混合系統(tǒng)的成熟。
