近日,山东省煤田地质局第一勘探队联合中国石油大学(华东),在青岛西海岸新区成功研发并投用太阳能—地源热泵智能耦合系统,一举破解单一地源热泵“土壤冷堆积、热失衡”与单一太阳能“供热不稳、连续性差”两大行业技术瓶颈。经国家中低温太阳能光热利用产品质量检验中心现场实测认证,该系统平均性能系数(COP)相对提升20.2%,成为我国夏热冬冷气候区“地热+太阳能”互补供暖制冷示范样板。
据介绍,我国北方寒冷地区长期面临建筑供暖“高能耗、高碳排”难题。传统单一地源热泵连续运行3—5年后易出现土壤冷堆积与热失衡,机组能效逐年衰减,系统面临报废风险;而单一太阳能供热受天气影响大、供能波动显著,难以满足稳定供暖需求。对此,项目团队以青岛西海岸新区综合办公楼为示范载体,聚焦长期稳定运行与全生命周期优化,开展30年仿真预测与连续3年实时监测,创新构建“地热能与太阳能智能耦合+实时监测+仿真优化+过渡季蓄热”一体化技术模式,从原理、设计、控制全链条突破技术瓶颈。
实测数据显示,该耦合系统运行效能实现跨越式提升,单一地源热泵系统土壤温度由13.8摄氏度骤降至6.37摄氏度;而耦合系统土壤温度仅升高0.54摄氏度,地埋管全年热不平衡率由60%以上降至15%以内,基本消除了地埋管换热群组对地质环境的影响。