An overview of the problems and solutions of soil thermal imbalance of ground-coupled heat pumps in cold regions

پمپ های حرارتی متصل به زمین به طور گسترده در مناطق سرد استفاده می شود، اما عدم تعادل گرما در برخی از پروژه ها عملکرد عملیات سیستم ها را به شدت کاهش می دهد و به شدت مانع از برنامه های کاربردی مناسب سیستم می شود. این مقاله یک مرور کلی از مشکلات اصلی ناشی از عدم تعادل حرارت حرارتی و راه حل های موجود برای آنها ارائه می دهد. مشکلات ایجاد شده به طور عمده در جنبه های زیر وجود دارد: کاهش درجه حرارت خاک، کاهش درجه حرارت، کاهش قابلیت اطمینان حرارت، و حتی شکست سیستم. سه نوع از راه حل های موجود را می توان طبقه بندی کرد. راه حل اصلاح شده مبدل های حرارتی زمین از جمله افزایش فضای گمانه، افزایش طول گمانه، اصلاح چاه گهواره و بهبود خواص حرارتی، تا حدی می تواند عدم تعادل حرارتی را کاهش دهد، مناسب برای پروژه هایی با عدم تعادل کم. راه حل های اصلاح شده سیستم که یکپارچه سازی منابع انرژی کمکی مانند سوخت فسیلی، انرژی خورشیدی، هوای محیط و حرارت زیست محیطی با پمپ های حرارتی متصل به زمین یا استفاده از پمپ های حرارتی جذب زمین می باشد، می تواند عدم تعادل جدی حرارتی را از طریق افزایش تزریق گرما و کاهش استخراج . بنابراین، آنها در برنامه ها غالب هستند و توجه بیشتری را به همراه استفاده از انرژی های تجدید پذیر جذب می کنند. به استثنای تغییرات طراحی سیستم، راه حل اصلاح شده عملیاتی مانند عملیات فصلی و متناوب نیز برای حفظ تعادل حرارتی بهتر خاک مفید است. بر اساس مرور، شرایط برنامه فعلی و عملکرد اقتصادی راه حل های مختلف مورد بحث قرار می گیرد. در نهایت، بعضی از پیشنهادات برای استفاده از پمپ های حرارتی زمین در مناطق سرد پیشنهاد می شود که کلیه اطلاعات مورد نیاز برای تحقیق و کاربرد سیستم را ارائه دهند.